Was bringen die Kalibrierbilder in Anwendung wirklich ?

Hallo Peter,

ja, ein Light/Flat hat Rauschen, ein Dark auch. Wenn ich beide kombiniere erhöht sich das Rauschen des kombinierten Bildes. Um WIEVIEL sich ein Light/Flat durch Kombination mit Darks erhöht, kann ich in gewissen Grenzen dadurch steuern, dass ich viele Darks hernehme (und viele Flats, ...).

Ein Masterdark bestehend aus 100 Einzeldarks hat 10x weniger Rauschen als das einzelne Dark. Also verwende ich möglichst viele Flats und Darks (oder meinetwegen BIAS) um das Rauschen durch Kalibrierung nicht so stark zu erhöhen. Korrekt?

CS

Andreas

tolle Forumsbeiträge bisher, Danke!

eine Problem bleibt für mich, wie mache ich ab morgen meine Umsetzung in der Praxis besser (CS vorausgesetzt)?

Ist das kameraabhängig? Ist das bei Kurzzeitbelichtern anders als bei DeepSky Langzeitbelichtern?

Flats sind wohl eindeutig uneingeschränkt sinnvoll, Zahl von 30-50? 40-60% Sensorsättigung, Belichtungszeiten Zeiten > 1, <5 s bei LRGB?, bei Schmalbandfiltern evtl. länger?

Darkflats oder Bias oder beides? Bias << 1s oder 1 s? Darkflats anstelle Bias bei längeren Flats > 5 s?; Bias anstelle Darflats bei kurzen Flats-Zeiten: 1-2s?

Darks wohl kamerabhängig sinnvoll? oder eigentlich immer?, dann aber viele (50-100)?, immer exakt gleiche Belichtungszeiten zu den Lights, or one fits for all?

CS Peter

Zitat von Andreas Koke

Hallo Peter,

ja, ein Light/Flat hat Rauschen, ein Dark auch. Wenn ich beide kombiniere erhöht sich das Rauschen des kombinierten Bildes. Um WIEVIEL sich ein Light/Flat durch Kombination mit Darks erhöht, kann ich in gewissen Grenzen dadurch steuern, dass ich viele Darks hernehme (und viele Flats, ...).

Ein Masterdark bestehend aus 100 Einzeldarks hat 10x weniger Rauschen als das einzelne Dark. Also verwende ich möglichst viele Flats und Darks (oder meinetwegen BIAS) um das Rauschen durch Kalibrierung nicht so stark zu erhöhen. Korrekt?

CS

Andreas

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Hallo Andreas,

ich bin jetzt kein Physiker oder Mathematiker, deswegen mag man mich korrigieren, wenn ich falsch liege und dann einen prominenten Platz auf der Dunning-Krueger Kurve einnehme . Denn ich meine nicht, dass sich das Rauschen des mit Bias und Darks kalibrierten Bildes nennenswert erhöht oder erniedrigt.

Das Rauschen in Astrofotos lässt sich auf interne und externe Ursachen zurückführen. Interne Ursachen sind i. W. das Ausleserauschen (read noise) und das Dunkelstromrauschen (dark current noise). Die wesentliche externe Ursache ist das Himmelsrauschen (Photonenrauschen, shot noise). Shot Noise ist eine Folge der Partikelnatur des Lichtes und hängt mit den diskret am Sensor gezählten Photonen zusammenhängt.

Das Ausleserauschen kann sich teilweise als Muster manifestieren (FPN bzw. fixed pattern noise). Ein wesentlicher Teil des FPN kann mit Bias Frames oder nicht mit Bias kalibrierten Darks durch Subtraktion aus den Lights heruntergerechnet werden. Es verbleibt der gleichverteilte, sozusagen "weiße" Anteil des Ausleserauschens. Das Dunkelstromrauschen und das Himmelsrauschen sind nach meinem Verständnis ebenfalls als weißes Rauschen anzusehen. Wie ich es verstehe, kann man weißes Rauschen nicht durch Kalibrierungsdateien minimieren. Darks haben keinen Einfluss auf dieses Rauschen, weder wird es kleiner noch größer. Allein das Himmelsrauschen lässt sich durch die Anzahl aufgenommener Lights und deren Stacking verringern.

CS Peter

Hallo Peter,

bist ja ein echter Optimist, was das Wetter anbelangt:-)

Wenn Du deep sky machst und irgendwo zwischen 60 und 900 sec belichtest mit einer geregelt-gekühlten Kamera:

- Du machst > 25 Flats bei ca. 30% Sättigung mit wqeniger als 3sec Belichtung (bei meiner QHY habe ich eine Merkwürdigkeit bei 0.1 Sec Flat, der gehe ich noch nach)

- Dazu passend bei gleicher Temperatur mindestens 30, besser 100 Darks (das kannst du prima in der Dämmerung machen)

- Du machst mindestens 30 Darks mit Deiner Zielbelichtungszeit (kannst du bei diesem Wetter leider jede Nacht machen)

- Du machst ein Masterdark aus den kurzzeitbelichteten Darks (Flat-Dark)

- Du machst das Masterflat und korrigierts um das Flat_Dark

- Du machst das Masterdark (nur Integration) aus den langzeitbelichteten Darks

- Du korrigiertst Deine Lights dann mit Masterflat und Masterdark

Wenn Du keine geregelt gekühlte Kamera hast:

- Du machst ein MasterBIAS (0 Sekunden!!!) aus > 100 EinzelBIAS (geht ruckzuck, kannst Du jederzeit machen, ist reine Integration ohne Kalibrierung)

- Du machst Fltas mit m,öglichst kurzer (< 1 sec) Belichtungszeit

- Für das Masterflat korrigierst Du dann die Einzelflats mit dem BIAS

- Für die Lights:

a) Wenn die erwarteten Temperaturen in der Nacht bekannt sind, kannst Du versuchen Darks wie oben beschrieben bei ungefähr gleicher Temperatur herzustellen (momentan ginge das, jede Nacht ist hier um 2°)

b) Du machst Deine Lights mit Dithering und korrigierst mit dem MasterBIAS. Den Unterschied zwischen BIAS und Dark Korrektur siehst Du in meinen Bilder.

Das denke ich ist ungefähr der Konsens aus den vielen Beiträgen in diesem Thread.

Weiteres:

Die Parameter sind also Belichtungszeit und Temperatur. Beide Verfahren kannst Du für Mono, RGB und Schmalband hernehmen, wobei ich entweder Schmalband machen oder RGB - und dann jeweils vorher die Flats ziehe.

Darklibs lege ich auf Vorrat an, jedes Masterdark in der Lib ist mit Zeit, Temperatur und Datum versehen. Sensoren können aletern (naturgemäß habe ich KEINE Langzeiterfahrung mit meiner erst 1 Jahr alten Cam :-)) daher mache ich immer mal wieder neue, wenn das Wetter mies ist. Jetzt ist die richtige Zeit dafür.....

Für BIAS gilt vermutlich Ähnliches, mein Masterbias ist 1 Jahr alt (ich hab's aber nur für die Forenbeiträge hier verwendet)

Verbleibt der Aufwand für die Flats, weil die unbedingt (!) mit deinem Light Setup und ungefährem Fokuspunkt gemacht werden müssen!! Also nicht die Kamera verändern, Kollimation VORHER, Wenn ich meine Kamera mal abgenommen habe, dann mache ich neue Flats und notiere das. Diese Flats nutze ich dann (ich habe ein permanentes Setup) bis zur nächsten Kollimation/Kamerawechsels etc. pp.

Früher habe ich Flats gescheuet, war mir irgendwie zu aufwändig. Wenn Du das aber ein paar Mal gemacht hast (mit Lightbox oder TShirt), geht das auch schnell und ohne Nachdenken.

Diese Punkte sind evtl. diskussionswürdig, vielleicht auch verbesserungsfähig (weshalb ich diesen Thread ja so spannend finde, man lernt ja nie aus).

Hallo Peter,

ich habe ja noch die Testbilder, die ich für diesen Thread gemacht habe und die passenden Flats, Darks, BIAS. Ich messe das mal und poste es heute Nacht.

Ich meine (und bin nun auch kein Mathematiker, Statistik war mir immer ein Gräuel bis ich dieses merkwürdige Hobby fand) wenn ich zwei unkorrelierte Rauschquellen kombiniere, kommt mehr Rauschen dabei raus. Aber Messen hilft ja mal erst.

Dass sich das Rauschen in Darks, Flats und Lights mit zunehmender anzahl verringert, scheint zunächst mit der obigen Aussage zu kollidieren. Aber (und nun, liebe mathematikbewanderten Kollegen bitte ich um Korrektur) es verbessert sich das Signal-zu-Rauschverhältnis!! Bedeutet, dass die in jedem Bild enthaltenen Signale (seien es Störungne oder eben das, was wir sehen wollen) besser aus dem Rauschpegel - bestehend aus den von Dir beschriebenen Quellen- heraushebt. Und genau DAS wollen wir ja letztlich.

Wenn ich ein gutes SNR habe, dann ist mir das Rauschen ja egal, DAS mache ich dann weg durch Histogramm und NoiseXT oder sonstigen Entrauschern.

CS Andreas

Hallo Andreas,

Zitat von Andreas Koke

...Ich meine (und bin nun auch kein Mathematiker, Statistik war mir immer ein Gräuel bis ich dieses merkwürdige Hobby fand) wenn ich zwei unkorrelierte Rauschquellen kombiniere, kommt mehr Rauschen dabei raus...

was meinst du denn eigentlich mit "kombinieren"? Die Kalibrierung der einzelnen Lights erfolgt doch bevor diese registriert und gestackt werden. Wir reden also davon, dass ein Masterdark von allen Lights subtrahiert wird und danach Registrierung und Stacken erfolgen. Ich habe dich oben so verstanden, dass Du meinst, dass sich das Rauschen des Lights dabei vergrößert. Andere haben hier geschrieben, dass sich durch Darkabzug das Rauschen verringert. Ich bin der Meinung, beides passiert nicht, das Rauschen bleibt gleich. Wenn man gleichverteiltes "weißes" Rauschen durch Subtraktion von was auch immer eliminieren könnte, wäre das eine Revolution .

Zitat von Andreas Koke

...ich habe ja noch die Testbilder, die ich für diesen Thread gemacht habe und die passenden Flats, Darks, BIAS. Ich messe das mal und poste es heute Nacht...

Ich bin gespannt auf die Ergebnisse. Grundsätzlich bin ich aber der Meinung, wenn es so wäre, dass man sich mit der Kalibrierung der Lights mehr Rauschen einhandelt, wäre das unter unsereins Allgemeinwissen .

CS Peter

Zitat von pete_xl

Andere haben hier geschrieben, dass sich durch Darkabzug das Rauschen verringert. Ich bin der Meinung, beides passiert nicht, das Rauschen bleibt gleich.

Hallo Peter,

stell dir vor, du nutzt nur ein einzelnes Dark, aber z.B. 100 Lights. Jedes Light wird also mit dem gleichen verrauschten Dark kalibriert. Dieses Rauschen addiert sich 100-mal. Während du beim Stacken danach das Rauschen mittelst und den Abstand zum Signal verbesserst, (mit der Wurzel der Anzahl der Bilder) weil jedes Rauschen anders ist, addierst du das Rauschen des einzelnen Darks. Du hast also einen fein gepflegten englischen Rasen und jagst ein Pferd darüber.

Bei 100 Darks ist das Rauschen so gering, dass es zwar auch addiert wird, aber letztendlich kaum mehr sichtbar ist.

VG ralf

Hallo Peter, Hallo Ralf,

Ja

Für den Fall eines sinkenden Rauschens hätten wir wohl den 1. Hauptsatz der Thermodynamik auf die Bretter geschickt

Ich glaube, das wir bei unseren Diskussionen hier nicht ausreichend trennscharf sind, sondern phänomenologisch geprägt agieren: Ich nehme meine Lights, mache mein Ding mit Flats, Darks, Stacking und schwupps sehe ich im Auto-gestretchtem Bild statt des übelgrünverwaschenen Dings das Objekt meiner Begierde klar und knackscharf aus dem Meer des Rauschens emporsteigen. Was ist passiert?

Das Signal-zu-Rauschverhältnis hat sich drastisch verbessert! Als Verhältnisgröße ist dem SNR die absolute Rauschleistung/Pegel völlig wurscht. Die kann ansteigen, macht nix, man sieht es im Histogramm am höheren Offset. Fertig.

Aber ich werde heute Nacht das Ganze mal in Zahlen gießen - und wenn diese Zahlen meinen Aussagen hier widersprechen, schweige ich erst mal stille.....

CS

Andreas

Zitat von 03sec

Hallo Peter,

stell dir vor, du nutzt nur ein einzelnes Dark, aber z.B. 100 Lights. Jedes Light wird also mit dem gleichen verrauschten Dark kalibriert. Dieses Rauschen addiert sich 100-mal. Während du beim Stacken danach das Rauschen mittelst und den Abstand zum Signal verbesserst, (mit der Wurzel der Anzahl der Bilder) weil jedes Rauschen anders ist, addierst du das Rauschen des einzelnen Darks. Du hast also einen fein gepflegten englischen Rasen und jagst ein Pferd darüber.

Bei 100 Darks ist das Rauschen so gering, dass es zwar auch addiert wird, aber letztendlich kaum mehr sichtbar ist.

VG ralf

Hallo Ralf,

dein Bild mit dem fein gepflegten englischen Rasen und dem Gaul passt für mich nicht. Bezüglich des Rauschens sind das einzelne Light und das einzelne Dark gleichwertig, das zusätzliche Himmelsrauschen des Light mal außen vor gelassen. Also beide sind "Rasen". Beide tragen aus Auslese- und Dunkelstromrauschen statistisches Rauschen auf demselben Niveau mit der gleichen Intensität, statistischen Verteilung und Varianz. Wenn nun das Light korrekt (mit Pedestal gegen Clipping) vom Dark subtrahiert wird, erhöht sich das Rauschen nach meinem Verständnis nicht. So wie ich statistisches Rauschen verstehe, verändert es seine Varianz nicht durch Subtraktion. Ich verstehe auch nicht, warum sich beim Stacken das von dir postulierte zusätzliche Rauschen 100 x addieren sollte. Beim Stacken erfolgt doch eine Mittelwertbildung und keine Addition.

Aber Versuch macht klug. Um Himmelsrauschen und Objektsignal aus dem Spiel zu bringen, habe ich statt eines Lights ein 300s belichtetes Dark mit einem anderen Dark kalibriert um zu sehen, ob das Rauschen zunimmt. Leider konnte ich APP nicht davon abhalten, die Bad Pixel zu korrigieren. Augenscheinlich hat das Rauschen nicht signifikant zugenommen.

Ich habe dann das Rauschen im gestreckten Bild zwischen den Bad Pixeln gemessen (in den Kästchen im Bild unten):

Die Messung ergab eine Varianz von 7,75 für das unkalibrierte Bild und 7,31 für das Bild nach Darkabzug, also eine scheinbare leichte Abnahme des Rauschens nach Darkabzug. Anschließend habe ich ein einzelnes Dark mit einem Masterdark aus 30 Frames kalibriert und vermessen. Die Ergebnisse sind vergleichbar. Das kalibrierte File zeigt eine leicht geringere gemessene Varianz als das unkalibrierte. Das will ich aber nicht überbewerten, weil ja einige nicht korrigierte Warm Pixel in den Messfeldern des unkalibrierten Files liegen können, die das Ergebnis verschlechtern.

Die Messungen sind sicher nicht voll repräsentativ, aber unter dem Strich bestärken mich die Ergebnisse in der Annahme, dass das Rauschen in den Einzelframes bei korrektem Darkabzug nicht signifikant zunimmt.

Viele Grüße

Peter

Hallo Zusammen,

also Modelle und Vergleiche sind oft gut für das Verständnis, manchmal verwirren sie aber auch mehr.

Hier mal mein Versuch, dass noch weiter runterzubrechen.

Beim Stacken von gesammelten Lights addiert man den jeweiligen Sättigungsgrad (oder Anzahl von Photonen) von jedem einzelnen Pixel im Sensor und teilt den addierten Wert am Ende durch die Anzahl der gestackten Bilder. Bei Lights ist das eine reale (nicht zufällige) Verteilung der Photonen in den Pixeln. Statistisch verteilte Rauschphotonen in Pixeln addieren sich dann deutlich weniger, weil die Verteilung unter den Pixeln zufällig und damit breiter ist. Wenn man am Ende durch die Anzahl der Lights teilt, bleibt die Anzahl der Rauschphotonen im Gesamtbild zwar gleich, die sind aber breiter verteilt und weniger sichtbar und damit ist als Ergebnis des Stackens das SNR im gestackten Bild deutlich höher.

Mit einem einzelnen Dark zieht man eine konstante, aber zufällige Photonenverteilung von den gestackten Light-Pixeln ab, mit einem Masterdark von 100 gestackten Darks zieht man eine gemittelte Photonenverteilung von der gemittelten Lightphotonenverteilung ab. Das Masterdark ist damit realistischer für einen statitisch verteilte Rauchverteilung in den Darks und die Darkkorrektur müsste hier besser funktionieren als von einem einzelnen Dark. Bei einem einzelnen Dark ist die Gefahr, dass "falsche" Rauschphotonen aus einzelnen LightPixeln abgezogen werden wesentlich größer.

Also durch Darkkorrektur kann nach meiner Meinung das Rauschen nicht erhöht werden, es kann aber sehr wohl vermindert werden, wenn man unterstellt, dass ein in Darks vorhandenen statisches Rauschen (Dunkelstrom etc.) auch genauso in den gestackten (gemittelten) Lights vorhanden ist.

Macht das Sinn oder ist das Unsinn?

CS Peter

Hallo Peter (xl),

du hast 2 Darks verglichen, da gibt es kein Signal. Kein SNR. Also keinen Abstand zum Signal, den man messen könnte.

Grundsätzlich: Unser gestacktes Bild wird nicht besser, weil wir die Photonen, die vom Objekt kommen, addieren, (nur indirekt), sondern eigentlich, weil wir das Rauschen minimieren. Das ist der wesentlichste Punkt und der ist eben oft auch nicht so einfach nachvollziehbar, weil sich das für uns anders "anfühlt". Wenn unser Bild nach noch mehr Einzelbilder noch besser wird, dann deshalb, weil wir mehr Photonen vom Objekt bekommen haben, die dazu führen, dass das Rauschen, das sich im Objekt und im Hintergrund befindet, reduziert wird. Das Rauschen reduziert sich, weil es statistisch verteilt ist, das Objekt, bzw. dessen Photonen, nicht. Deshalb steigt der Abstand von Rauschen zum Signal/Objekt. Nicht von Hintergrund zu Galaxie etc. Diesen Abstand erhöhen wir in der Bildbearbeitung durch strecken. Ein gestrecktes Bild hat i.d.R. das gleiche SNR wie das ungestreckte. Auch das ist nicht sofort eingängig, denn wir sehen im gestreckten Bild ja das stärkere Rauschen. Aber, eben auch das hellere/klarere Signal.

Wenn man jetzt im Extremfall ein einzelnes Dark nimmt, so hat es ein gewisses Rauschen. Korrigiere ich ein Light mit einem Dark, dann macht es seinen Job so gut es eben geht. Das Bild wird korrigiert. Es bleibt aber ein Rauschanteil des Bildes und ein Rauschanteil, der vom Dark kommt, übrig. 100 solcher Bilder werden nun addiert und gemittelt. Das Rauschen im Bild, das von den Lights kommt, ist statistisch variant. Das Rauschen, das vom Dark eingetragen wird, aber nicht. Das bleibt 100-mal gleich. Es kann sich also auch nicht herausmitteln. Im Grunde also wie unser gewünschtes Signal.

Peter (BEZ)

Wenn du ein Bild mit Darks korrigierst, dann hast du Recht, es rauscht nicht mehr. Aber, der Abstand vom Rauschen zum Signal kann weniger werden. I.d.R. ist das minimal, weil wir ja viele Darks machen. Im Extremfall (s.o.) hat man sich aber zusätzliches Rauschen eingefangen, das Signal bleibt gleich, der Abstand ist geringer geworden.

In der Praxis ist das vermutlich kaum zu erkennen, zumal dann, wenn die Lights versetzt aufgenommen wurden. Dann verschmiert sich das zusätzliche Rauschen auf eine gewisse Fläche.

Viele Grüße

ralf

Zitat von 03sec

Hallo Peter (xl),

du hast 2 Darks verglichen, da gibt es kein Signal. Kein SNR. Also keinen Abstand zum Signal, den man messen könnte.

Ralf, Peters Messung ist legitim, auch ohne Signal. Er ändert ja nichts an der Skalierung der Daten, die Varianz müsste hochgehen. Mit künstlich erzeugten Rauschdaten ohne Hotpixel ist das auch der Fall, die Frage ist, warum der Effekt hier nicht sichtbar ist. Das hat meines Erachtens andere Gründe. Dazu später mehr (vielleicht, wenn mich das leckende Eckventil an der Spüle nicht davon abhalten würde...)

Peter(Pete): Der Begriff weisses Rauschen ist ziemlich genau definiert und hat eine etwas andere Bedeutung in der Messtechnik. Eigentlich müssen wir nur zwischen zufälligem (statistischem) Rauschen und statischem Rauschen (was streng genommen keines ist) unterscheiden.

Peter Bez: Bitte nicht von Rauschphotonen sprechen, das sind bestenfalls die Sternchen nach intensivem Alkoholgenuss. Rauschen ist kein getrenntes überlagertes Fehlsignal, sondern das Gezappel der Inetnsitäten an einem Pixel um einen Durchschnittswert aus der Summe von Bias+Dunkelstrom+ Hintergrund+Nutzsignal. Nur das Dunkelstromsignal sind sozusagen zusätzliche, unerwünschte Elektronen. Beim Readnoise und Shotnoiose von Hintergrund und Signal ist das eine falsche Vorstellung.

leider nuss ich jetzt wieder klempnern...

Guten Morgen,

ich habe zwei Sätze von Bildern dem PI "Subframe Selector" vorgelegt:

1. Satz ab Index 1: 86 unkalibrierte Rohbilder M63, debayer und Aligned

2. Satz ab Index 87: 86 mit Masterflat und Masterdark korrigierte Bilder, ebenfalls debayer und aligned

Man sieht bei der "Noise" Darstellung, dass sich das Rauschen der kalibrierten Bilder gegenüber dem Rauschen der unkalibrierten Bilder leicht ERHÖHT.

Bei der SNR Darstellung ist der Unterschied deutlicher: Das SNR der unkalibrierten Bilder ist höher (besser) als das der kalibrierten Bilder.

Kalibrierung erhöht also tatsächlich das Rauschen und verschlechtert das SNR, allerdings so geringfügig (wenn man ausreichend gute Master Flats und Mastdarks nimmt), dass man sich darüber keine Gedanken machen muss.

Guten Morgen Andreas,

ich habe Probleme, die Grafiken zu verstehen und deine Aussagen nachzuvollziehen. Beim Noise sehe ich keinen Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Kurvenhälfte, sie sehen für mich identisch aus. Die Darstellung des SNR ist mir unverständlich. Eine Reduzierung des SNR um mehr als 50% durch Kalibrierung habe ich noch nie beobachtet, das ist mir nicht vorstellbar. Und warum wurde das SNR der 2. Kurvenhälfte durch die Kalibrierung für alle Bilder quasi egalisiert?

Und noch die Frage, hast du Bias Frames oder Flatdarks für die korrekte Kalibrierung der Flats verwendet? Insgesamt machen es die Flats schwieriger, die Frage, ob die Verwendung von Darks das Rauschen verändert, zu beurteilen. Einen Vergleich ohne Flats halte ich diesbezüglich für belastbarer.

Meiner Meinung nach sollte man für die Frage, ob das Rauschen durch die Kalibrierung verändert wird, auch auf das Alignment verzichten und lediglich die kalibrierten Frames mit den Ausgangsdaten vergleichen. Für einen solchen Vergleich wären berechnete Mittelwerte statt Kurven aussagekräftiger.

CS Peter

Guten Morgen Peter,

Die "Noise" Kurven unterscheiden sich tatsächlich nur sehr wenig - die Kurven sehen sehr ähnlich aus, wenn man sich aber die (Sigma/Standardabweichung/Nois) Werte ansieht erkennt man eine leichte Erhöhung.

Die SNR Kurven haben mich heute Nacht echt verblüfft, aber es kommt noch verrrücker (das will ich heute noch mal checken): Das SNR eines Summenbildes der uncalibrierten Daten ist höher (!!!) als das des Summenbildes kalibrierter Daten.

Kalibriert habe ich mit 25x Flat, kalibriert mit Flatdarks und 36 x Dark. Alles bei gleicher Temperatur, kein BIAS.

Ich tue mich schwer mit den Erklärungen von Plejades zur Semantik der Werte - was also genau ist Noise und was genau ist SNR, habe in deren Forum gestöbert und die haben mich mental abgehängt. Soweit ich es noch verstanden habe, sind SNR und Noise "auf Modellen basierende Abschätzungen".... hmmmm. Ich halte mich an Standardabweichung (die kapiere ich) und stelle eben fest, dass das Rauschen kalibrierter Bilder leicht (1...2 %) höher ist als das von unkalibrierten Bildern - war ja meine Vermutung.

Ich werde noch mal eine Auswertung ohne Flats fahren, guter Plan.

Ich habe bewußt das Debayering und das Alignment verwendet, weil mich ja das Gesamtergebnis im Vergleich interessierte, daher die gesamte Verarbeitungskette.

Also nächste Auswertung "unkalibriert" vs. "nur mit Mastardark kalibriert". Keine expliziten Bias im Spiel (wiel ja implizit in meinem Masterdark).

CS

Andreas

Zitat von Andreas Koke

...Kalibriert habe ich mit 25x Flat, kalibriert mit Flatdarks und 36 x Dark. Alles bei gleicher Temperatur, kein BIAS....

...Ich habe bewußt das Debayering und das Alignment verwendet, weil mich ja das Gesamtergebnis im Vergleich interessierte, daher die gesamte Verarbeitungskette....

Hallo Andreas,

die Flats müssen mit Bias oder Flatdarks korrigiert werden, sonst kontaminiert man die Ergebnisse.

Und ja, das Gesamtergebnis ist am Ende entscheidend. Aber wenn tatsächlich mehr Noise eingetragen wird, dass wäre es wichtig erkennen zu können, wo in der Kette das passiert. Deshalb hatte ich "Lights" mit aufgesetzte Verschlusskappe für meinen Versuch verwendet (also Darks), um auch Shot Noise und den Einfluss von Vignettierungen, Dreck im System etc. gar nicht erst zu in den Daten haben.

CS Peter

Zitat von 03sec

Hallo Peter (xl),

du hast 2 Darks verglichen, da gibt es kein Signal. Kein SNR. Also keinen Abstand zum Signal, den man messen könnte.

Grundsätzlich: Unser gestacktes Bild wird nicht besser, weil wir die Photonen, die vom Objekt kommen, addieren, (nur indirekt), sondern eigentlich, weil wir das Rauschen minimieren. Das ist der wesentlichste Punkt und der ist eben oft auch nicht so einfach nachvollziehbar, weil sich das für uns anders "anfühlt". Wenn unser Bild nach noch mehr Einzelbilder noch besser wird, dann deshalb, weil wir mehr Photonen vom Objekt bekommen haben, die dazu führen, dass das Rauschen, das sich im Objekt und im Hintergrund befindet, reduziert wird. Das Rauschen reduziert sich, weil es statistisch verteilt ist, das Objekt, bzw. dessen Photonen, nicht. Deshalb steigt der Abstand von Rauschen zum Signal/Objekt. Nicht von Hintergrund zu Galaxie etc. Diesen Abstand erhöhen wir in der Bildbearbeitung durch strecken. Ein gestrecktes Bild hat i.d.R. das gleiche SNR wie das ungestreckte. Auch das ist nicht sofort eingängig, denn wir sehen im gestreckten Bild ja das stärkere Rauschen. Aber, eben auch das hellere/klarere Signal.

Wenn man jetzt im Extremfall ein einzelnes Dark nimmt, so hat es ein gewisses Rauschen. Korrigiere ich ein Light mit einem Dark, dann macht es seinen Job so gut es eben geht. Das Bild wird korrigiert. Es bleibt aber ein Rauschanteil des Bildes und ein Rauschanteil, der vom Dark kommt, übrig. 100 solcher Bilder werden nun addiert und gemittelt. Das Rauschen im Bild, das von den Lights kommt, ist statistisch variant. Das Rauschen, das vom Dark eingetragen wird, aber nicht. Das bleibt 100-mal gleich. Es kann sich also auch nicht herausmitteln. Im Grunde also wie unser gewünschtes Signal....

Hallo Ralf,

es geht doch in der Diskussion im Kern darum, ob das Rauschniveau durch die Kalibrierung verändert wird. Um externe Einflussgrößen wie Shot Noise, Vignettierungen, Verschmutzungen der Optik etc. für den Vergleich draußen zu halten, hatte ich "Lights mit Deckel", also Darks, verwendet. Das halte ich für voll legitim und sinnvoll im Sinne der Fragestellung.

Ich werde aber noch einen Versuch mit "echten" Lights nachschieben.

Schönen Sonntag!

Peter

Hi,

die Flats habe ich mit Flat-Darks korrigert.

Ich gebe hier nochmal die Kurve von PI für 4 Abschnitte (unkorrigiert, nur Dark, nur Flat, Flat&Dark) wieder, muss aber gestehen, dass ich aus diesen Kurven solange keine Schlüsse ziehen werde, bis ich verstanden habe (falls das mal passiert), wie PI Noise und SNR ermittelt.

Interessant ist, dass offensichtlich die Flats einen starken Einfluss auf Rauschen und SNR haben - ist wohl der Divisionsoperation geschuldet.... Also hat mir diese ganze Diskussion hier (neben viel Vergnügen) etwas gebracht: Ich werde mich intensiver mit Flats auseinandersetzen, also der Frage nachgehen, welchen Unterschied die Zahl der für ein Masterflat verwendeten Einzelflats machen. Grundsätzlich bleibe ich bei meiner Dark Korrektur für die Lights und die Flats und verzichte auf Bias.

CS!

Andreas

Hallo Peter,

ja, ich denke, du hast recht. Nobbi hat es ja auch schon gesagt.

Aber da folgt ja noch eine Erklärung, bin gespannt....

VG ralf

Zitat von Andreas Koke

Hi,

die Flats habe ich mit Flat-Darks korrigert.

Ich gebe hier nochmal die Kurve von PI für 4 Abschnitte (unkorrigiert, nur Dark, nur Flat, Flat&Dark) wieder, muss aber gestehen, dass ich aus diesen Kurven solange keine Schlüsse ziehen werde, bis ich verstanden habe (falls das mal passiert), wie PI Noise und SNR ermittelt.

Interessant ist, dass offensichtlich die Flats einen starken Einfluss auf Rauschen und SNR haben - ist wohl der Divisionsoperation geschuldet.... Also hat mir diese ganze Diskussion hier (neben viel Vergnügen) etwas gebracht: Ich werde mich intensiver mit Flats auseinandersetzen, also der Frage nachgehen, welchen Unterschied die Zahl der für ein Masterflat verwendeten Einzelflats machen. Grundsätzlich bleibe ich bei meiner Dark Korrektur für die Lights und die Flats und verzichte auf Bias.

CS!

Andreas

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Sorry Andreas, aber ich verstehe deine hintereinander gesetzten Kurven nicht. In der oberen Grafik sehe ich nur 2 und nicht 4 Datensätze. Die untere Kurve ist völlig unverständlich. Warum machst du nicht einzelne Auswertungen, gehst mit der Maus jeweils auf die Medianlinie und liest die Medianwerte für den jeweiligen Datensatz aus? Dann hätte man belastbare Aussagen.

CS Peter

Zitat von 03sec

Wenn du ein Bild mit Darks korrigierst, dann hast du Recht, es rauscht nicht mehr. Aber, der Abstand vom Rauschen zum Signal kann weniger werden. I.d.R. ist das minimal, weil wir ja viele Darks machen. Im Extremfall (s.o.) hat man sich aber zusätzliches Rauschen eingefangen, das Signal bleibt gleich, der Abstand ist geringer geworden.

In der Praxis ist das vermutlich kaum zu erkennen, zumal dann, wenn die Lights versetzt aufgenommen wurden. Dann verschmiert sich das zusätzliche Rauschen auf eine gewisse Fläche.

Hallo Ralf,

Mit Deinem Extremfall hast Du theoretisch recht, man würde von allen Lights ein festes Rauschsignal abziehen, was für einige Lights positiv passen würde, für andere aber überkompensieren würden. Das ist doch aber ein irreales Beispiel nicht aus der Praxis. Im Normalfall mit vielen Darks würde das Rauschen in der Wirkung aus SNR doch niemals höher, sondern niedriger.

Den Versuch von Peter (XL) mit Lights, die Darks sind, verstehe ich aber auch nicht so recht. Da fehlen doch die Lightphotonen und man würde bei 100 Lights(=Darks) und hundert darks statistisch ein schwarzes Bild ohne jedes Signal erhalten inkl. clipping Problemen. Das entspricht der Realität doch auch nicht.

Es bleibt schwierig.

CS Peter

Hallo,

ich habe gerade einen Datensatz aus 26 Lights (300s Belichtungszeit, Ha 6nm) für unsere Fragestellung benutzt. Dazu habe ich die unkalibrierten Daten und die mit Darkabzug kalibrierten Daten im PI-SubFrameSelector vermessen. Anschließend habe ich die beiden DAtensätze in APP registriert, normalisiert und gestackt und die Noise-Werte und SNR-Werte ausgelesen.

Das Ergebnis sieht wie folgt aus:

Die Noise-Werte der beiden Datensätze und der Stacks sind untereinander jeweils in der gleichen Range. Es hat also keine nennenswerte Veränderung des Rauschniveaus durch Darkabzug stattgefunden.

Die SNR-Werte der unkorrigierten Einzelframes sind größer als die der Einzelframes mit Darkabzug. Die SNR-Werte der Stacks sind auf gleichem Niveau. Das erkläre ich mir damit, dass die unkorrigierten Einzelframes Bad Pixel enthalten, die beim Darkabzug eliminiert werden. Durch die Registrierung (Alignment) der geditherten Daten bzw. die statistische Ausreißereliminierung beim Integrieren werden diese Störungen dann auch in den nicht korrigierten Daten reduziert, so dass das SNR wieder gleich groß ist.

Die Screenshots der Daten und Ergebnistabellen kann ich gern zeigen, wenn sie jemand sehen möchte. Hier anhand der unkorrigierten RAW Light ein Beispiel, wie ich die Medianwerte für die jeweilige Grundgesamtheit in PI ermittelt habe

CS Peter

Zitat von PeterBez

...Den Versuch von Peter (XL) mit Lights, die Darks sind, verstehe ich aber auch nicht so recht. Da fehlen doch die Lightphotonen und man würde bei 100 Lights(=Darks) und hundert darks statistisch ein schwarzes Bild ohne jedes Signal erhalten inkl. clipping Problemen. Das entspricht der Realität doch auch nicht....

Hallo Peter,

die "Lichtphotonen", also der Shot Noise, sind für unsere Fragestellung nicht relevant, deshalb habe ich sie rausgelassen. Es geht hier ja darum, ob Kalibrierungsframes das Rauschen verändern (signifikant erhöhen oder erniedrigen). Das kann man am Besten ermitteln, wenn man äußere Einflüsse ausschließt. Denn auf das Himmelsrauschen hat die Kalibrierung ja keinerlei Einfluss.

Was den zweiten Teil deiner Frage angeht. Darks sind quasi Lights ohne Himmelsrauschen, sie enthalten aber alle kamerainternen Rauschkomponenten, um die es hier ja geht. Auch Vignettierung und andere, hier nicht relevanten Komponenten gibt es bei Darks nicht. Deine Annahme, wenn man Darks von Darks abzieht erhielte man ein schwarzes Bild ohne Signal ist nicht richtig. Denn alle Darks enthalten ein statistisches (?) Rauschen, dessen Varianz sich nicht ändert, wenn man sie voneinander subtrahiert ( Nobbi ?). Das Rauschen führt dazu, das in den beiden subtrahierten Bildern quasi an jedem Pixelort verschiedene Pixelwerte vorliegen, also fast nirgendwo ein 0-Wert bei der Subtraktion herauskommt. Um negative Werte, die in einem RGB zu 0 werden würden, bei der Subtraktion zu vermeiden, wird in den Programmen mit so genannten "Pedestals" gearbeitet, die den Minuenden für die Subtraktion so weit anheben, dass keine negativen Werte entstehen.

CS Peter

Eine Ergänzung zur Vermeidung von Missverständnissen: Der Wert "60" in der obigen Tabelle bezieht sich auf die Anzahl Darkframes, die für den Darkabzug verwendet wurden. In allen Fällen wurden jeweils dieselben 26 Lightframes verwendet!