Konkrete Fragen zur Canon 450D/1000D

hi leute
funktionieren eigendlich die alten objektive von der eos300d an den neuen eoscameras? ich bin auch auf der suche nach einer eos 1000d
bei mediablödelmarkt in zürich gibt es den body der eos1000d für sfr 486.-- und die 450d mit 4giga speicher für sfr 766.--
cs erwin

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Stefan_S</i>
<br />Moin,
...
12MP, 14Bit zu 10MP,12Bit. Welche rauscht oder sollte weniger Rauschen, reißen es die 14Bit raus?

Wer entfernt den Filter, die Kamera, so ich mir eine zulege, soll nur mit dem IDAS LPS-P2 Filter arbeiten.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Moin Stefan,
also bei der 40D steht zwar 14 Bit drauf, ist aber anscheinend nicht 14 Bit drin, wie das Histogramm sagt:
http://astrosurf.com/buil/50d/test.htm

Weder die 40D noch die 450D benötigt einen Ersatzfilter. Wozu auch? Ist doch noch genügend Glas vorm CMOS vorhanden. Den Ausbau bietet z. B. ne Firma in Hamburg an. Mit nem entsprechenden austauschbaren Vorfiltern kannste die Kamera dann wieder fit für normale Fotografie machen.

Einige Sternfreunde und ich haben die 40D, 350D, 450D und 1000D getestet und ich hab den Eindruck, dass die 2 Bit Unterschied bei Stadthimmel nix machen, je besser der Himmel wird, desto eher macht sich der Unterschied bemerkbar.

CS
Oliver

Hallo Oliver,

wie kommst du darauf. daß die 40D und 50D nicht mit 14 Bit auslesen?
Da stehen doch deutlich kleinere Elektronenzahlen pro ADU im Vergleich zu den älteren 12-Bit EOS.
Die Canon 400D konvertiert bsw. 2,74 e in 1 ADU.

Hier sieht man an den ADU eindeutig, daß die 40D mit 2 Bit mehr ausliest.
http://astrosurf.com/buil/eos40d/test.htm

Gruß Helmut

(==&gt;)Aragon: wenn ich mir den Artikel hinter dem Link ansehe, dann geht daraus hervor, dass man mit einer 40D (und einer 450D?) mit einem Viertel der gewohnten ASA Zahl arbeiten muss um in etwa dasselbe Ergebnis wie mit einer 350D zu erhalten. Ist das wirklich so? Warum trifft das bei "normaler" Fotografie nicht auch zu?

Grüße.
Rainer

Hallo Rainer,

wieso das denn?

Den Satz solltest du dir mal in Ruhe durchlesen:

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">The images below illustrate the effect of video gain increase for the 40D relative to the 400D on stellar images (acquired in suburban environment - 2.5 limit magnitude with the naked eye). For the same exposure time and the same ISO sensitivity, the 40D image appears 4 time denser than the image 400D (but the noise increases also a little less than one factor 4 in the image of the 40D compared to the 400D):<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Die beiden Bilder sehen so unterschiedlich aus weil die selbe Histogrammkurve verwendet wurde. Das geht bei unterschiedlicher Decodierung als Vergleich in die Hose. Maßgeblich sind die angepassten Histogramme in den Bildern darunter.

Wenn am selben Sensor mit bsw. 20000 e-Full-Well-Capacity einmal ein 12-Bit Decoder und das andere mal ein 14-Bit Encoder hängt, und der linear arbeitet, dann ergibt das für den

*12-Bit-Encoder -&gt; 4096 Stufen -&gt; 4,9 e/ADU
*14-Bit-Encoder -&gt; 16384 Stufen -&gt; 1,22 e/ADU

Vergleicht man dann die ADU-Werte der exakt gleichen Aufnahme, einmal vom 12-Bit-Decoder und einandermal vom 14-Bit-Encoder ausgelesen, dann sind die ADU-Werte des 14-Bit-Bildes 4 mal größer. Also vom ADU her 4x soviel Rauschen und 4x soviel Signal.
Rauschsignal ist völlig wurscht. Wichtig ist das Signal-Rauschverhältnis.
Wenn ihr unbedingt niedrige ADU-Werte fürs Rauschen wollt, dann kauft euch eine billige Toucam mit 8-Bit-Auslesung. Die ist bei niedrigem Gain viel besser als jede 100000 Euro Super-Duper-Astrokamera.

Die Meinung von Buil "14-Bit ist Marketing-Gag" teile ich nicht so direkt. Das mag für Alltagsfotografie zutreffen. Nicht aber für Astrofotografie. Insbesondere dann nicht wenn man Bildaddition betreiben will. Buil sagt ja: 14-Bit ist unnötig, weil selbst das Rauschsignal dann bereits in mehreren Bits codiert wird. Imho ist das nicht unnötig, weil man durch Bildaddition ja gerade aus dem Rauschen das Nutzsignal herausholen will. Ergo sollte die Decodierung so fein aufgelöst sein, daß auch das Rauschsignal ohne allzugroßen Quantisierungsfehler decodiert wird.

Eine Verbesserung der Decodierung macht imho erst dann keinen Sinn mehr, wenn die Auflösung besser als 1 e/ADU ist. Also eine Steigerung auf 16-Bit Decoder wäre bei der EOS Marketinggag, wenn nicht gleichzeitig die Full-Well-Capacity des Sensors auf ca. 60000 e angehoben wird.

Allerdings spielen imho Himmel, Lichtstärke der Optik, Temperaturen vermutl. eine weit wichtigere Rolle als die zusätzlichen 2-Bit.

Gruß Helmut

(==&gt;)Thomas
Ja ich hab schon eine 1000D, aber ich fürchte, wenn ich die Umbaue werden Tageslichtfotos nicht mehr genau so aussehen wie jetzt. So war das jedenfalls bei der 350. Und ich würd die 1000D doch noch gerne für normale Fotos nutzen.

Angenommen ich würde sie umbauen wollen, reicht es wenn ich bei Foto maerz anrufe und sage das ich den baader Filter drin haben, und dann wissen die schon was zu tun ist? Oder muss ich denen explizit sagen welcher Filter raus soll?

Macht sowas eigentlich auch Canon selber?

Hallo Arp

Nee, wenn du den Baader Filter dabei legst, dann wissen die
schon bescheid.
Wichtig ist, das du eine Einverständniserklärung über
den Kostenvoranschlag direkt dabei legst.
Sonst bekommst du erst mal einen Brief mit Kostenvoranschlag
sowie Bestätigungs Schreiben. Solange liegt die Kamera bei denen
dann in der Ecke. Also per Mail einen Kostenvoranschlag geben lassen
und diesen dann mit "Beauftragung" unterschrieben dabei legen.
Dann hast du die Kamera bereits nach einer Woche.

Wenn du dir sowieso eine zweite Kamera kaufen wirst,
dann greife zur 450D.

Dann machst du mit beiden mal vom gleichen Objekt ein paar Fotos.
Die besser ist, wird dann umgebaut. :D]

Thomas

Naja, wenns wirklich so ist wie Oliver schreibt, das die 2 Bit bei unseren Himmeln, und ich habe nunmal keinen so guten Himmel, kaum sichtbar sind, dann spar ich mir doch lieber die 150€.

Hallo Helmut,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Aragon</i>
..
Wenn am selben Sensor mit bsw. 20000 e-Full-Well-Capacity einmal ein 12-Bit Decoder und das andere mal ein 14-Bit Encoder hängt, und der linear arbeitet, dann ergibt das für den

*12-Bit-Encoder -&gt; 4096 Stufen -&gt; 4,9 e/ADU
*14-Bit-Encoder -&gt; 16384 Stufen -&gt; 1,22 e/ADU

Vergleicht man dann die ADU-Werte der exakt gleichen Aufnahme, einmal vom 12-Bit-Decoder und einandermal vom 14-Bit-Encoder ausgelesen, dann sind die ADU-Werte des 14-Bit-Bildes 4 mal größer. Also vom ADU her 4x soviel Rauschen und 4x soviel Signal.
Rauschsignal ist völlig wurscht.
...

Gruß Helmut
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Den letzten Satz verstehe ich so nicht. Du hast mit der Abschaetzung der Full-well Kapazitaet von ~20000e- sicher ziemlich gut getroffen. Nun muessen wir aber auch noch die Groesse des Ausleserauschen kennen. Das kann man aber aus Testbildern z.B. mit AIP4Win bestimmen. (Ist fuer CCDs gemacht, muss man evtl. fuer DSLR etwas andere Vorverarbeitung machen) Buil gibt in seinem Test bei den verschiedenen Cameramodellen 6-8e- an (gerundet) Nehmen wir mal den optimistischen Fall 6e-. 20000e- / 6e- = 3333. Das ist der maximal erfassbare Dynamikumfang (einer Einzelaufnahme). Etwa 70dB fuer die Techniker. Das passt prima in 12Bit rein. Nur zur Addition. Es ist unerheblich wieviel Bit im Breich unter der Rauschgrenze sind. Bei 100 Belichtungen ist das unterste Bit statistisch mal 1 und mal 0 in genau dem selben Verhaeltnis wie es weiter aufloesende Bits ergeben. Die Addition muss natuerlich in hoeherer Bit-Aufloesung 32Bit erfolgen. Das Summenbild hat dann das gewuenschte bessere S/R Verhaeltnis (entsprechend Wurzel der Bilderanzahl) Unter den gemachten Annahmen fuer Full-well Kapazitaet und Ausleserauschen ist 12/14Bit Camera AD kein signifikantes Kriterium.

Clear Skies,
Gert

Hallo Gert,

ich gebe dir recht mit dem Dynamikumfang. Hier würden 12-Bit reichen. Bezüglich der Bildaddition bin ich anderer Ansicht. Nehmen wir dein Beispiel her und sagen zu den 6e Ausleserauschen gesellen sich 94e Photonen- Wärme- und Ausleserauschen. Gibt zusammen 100e Rauschen. In dem Rauschsignal ist ein Nutzsignal enthalten, bsw. 10e. Durch Bildmittelung kann das Rauschsignal verringert werden. Das geht aber nur, wenn das Rauschsignal auch genügend fein (am besten auf ~1e genau) aufgelöst wird.

Wenn du behauptest, daß es ausreicht das gesamte Rauschsignal nur als 0 oder 1 zu decodieren ergäbe sich: 20000e / 100e = 200 -&gt; 8-Bit Abtastung würde genügen. Dann würde das Rauschsignal von 100e nur noch auf 0 und 1 abgetastet. Damit bringt Bildaddition überhaupt nichts mehr.
Wenn du meinst nur das Ausleserauschen sei von Belang (was ich für absurd halte), dann ergibt sich 20000 / 6e = 3333 -&gt; 12 Bit Auslesung. Damit wird das Rauschsignal von 100e nur noch auf 20 ADU verteilt. 80 Prozent der im Rauschen vorhandenen Information geht bei der Decodierung verloren. Die 10e Nutzsignal werden nur noch in 2 ADU abgebildet!!

Gruß Helmut

Hallo

ja mit den Bits ist so eine Sache, wenn du aber von dem 12Bit bild Oben und Unten 1/4 des Helligkeitsbereichs verlierst (wegen zu hellem Himmel)

dann ist aber nach dem selbem Schema mit dem 14bit Bild verfahren von dem 14bit Bild noch was Bearbeitbares übrig

allerdings aufaddieren von Bildern bringt letztlich auch etwas Farbtiefe

Gruß Frank

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Aragon</i>

Die Meinung von Buil "14-Bit ist Marketing-Gag" teile ich nicht so direkt. Das mag für Alltagsfotografie zutreffen. Nicht aber für Astrofotografie. Insbesondere dann nicht wenn man Bildaddition betreiben will. Buil sagt ja: 14-Bit ist unnötig, weil selbst das Rauschsignal dann bereits in mehreren Bits codiert wird. Imho ist das nicht unnötig, weil man durch Bildaddition ja gerade aus dem Rauschen das Nutzsignal herausholen will. Ergo sollte die Decodierung so fein aufgelöst sein, daß auch das Rauschsignal ohne allzugroßen Quantisierungsfehler decodiert wird.

<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Man sollte aber nicht vergessen, dass die Bitzahl verrauschter Einzelbilder sich beim Stacken ebenso erhöhen lässt (durch die statistische Verteilung bedingt). Also wären die 14 Bit am Ende doch wieder egal.

Gruß Volker

Hallo Helmut,

Wir driften hier so ein bischen off-topic, vielleicht waere es mal gut einen Thread zu Sensoren, Rauschen und Statistik aufzumachen.

Also erstmal betrachten wir nur ein Bild. Wir muessen uns darueber einigen, wo im Bildhistogramm wir diskutieren. Deine angenommenen 94e- (ich runde mal auf) 100e- Photonenrauschen kommen (bei Gain=1.0 ADU/e-) von 10000 Photonen Signal. Also ein heller Bereich z.B. Kern einer Galaxie. Da kann ich das Ausleserauschen voellig vernachlaessigen. Sqrt(pixelcount) ist da viel groesser als der konstante Wert vom Ausleserauschen. Also in einem Diagramm in dem Ausleserauschen (konstant) und SQRT(N) Rauschen geplottet sind (Log Diagramm ist schick, dann ist es eine Gerade mit 1/2 Steigung) gibt es einen Kreuzungspunkt. Rechts davon dominiert SQRT(N) und der SNR kann nicht besser sein als N/SQRT(N)=SQRT(N) ist aber besser als Ausleserauschen! Links ist das Ausleserauschen dominant und unser Signal wird aber immer kleiner. Das ist der interessante Bereich fuer schwache Strukturen in Spiralarmen und schwache Sternchen. Da geht das Signal gegen 0 und wird irgendwann vom Ausleserauschen ueberschwemmt. Die Grenze ist (Autorenabhaengig) bei SNR=1. Also Signal = Ausleserauschen. Damit uns das Dunkelrauschen keinen Strich durch die Rechnung macht kuehlen wir z.B. CCD Cameras. Damit das Dunkelstromrauschen nicht groesser wird als das Ausleserauschen muss SQRT(Dunkelstrom) &lt; Ausleserauschen. Bei gekuehlten CCDs ist das aber der Fall.

Also, der kleinste sinnvoll zu digitalisierende Signalwert ist gleich dem Ausleserauschen. (Mehr Counts gibt es in den dunklen Bereichen nicht) Der groesste ist gleich dem Full-Well. Beide ins Verhaeltnis gesetzt ist der Dynamik-Umfang. Der ergibt die Bitbreite des AD Wandlers.

Dran aendert sich auch beim Addieren nichts. Am hellen Histogrammende passiert nichts. Da haben wir die maximale Bitanzahl. Nun zum dunklen Ende. Ein Beispiel. Ich mach's im Dezimalsystem, wird mir zu kniffelig Binaerbrueche zu rechnen.

Habe ich mit Excel gemacht.

RND = Zufallswert 0..1
RND+/- = 0.5-RND
StdDev = 5 * RND+/- Simuliert Variation um 5 counts Ausleserauschen
Measure = 10 + StdDev Simuliert 10counts Signal mit Rauschen
Trunc 1 = Messwert auf 1 Nachkommastelle digitalisiert
Trunc 3 = Messwert auf 3 Nachkommastellen digitalisiert

RND RND+/- StdDev Measure Trunc 1 Trunc 3
5 10 1 3
0.5801 -0.0801 -0.4007 9.5993 9.500 9.5990
0.6589 -0.1589 -0.7947 9.2053 9.200 9.2050
0.7084 -0.2084 -1.0418 8.9582 8.900 8.9580
0.0974 0.4026 2.0129 12.0129 12.000 12.0120
0.0027 0.4973 2.4867 12.4867 12.400 12.4860
0.2685 0.2315 1.1576 11.1576 11.100 11.1570
0.8614 -0.3614 -1.8072 8.1928 8.100 8.1920
0.4104 0.0896 0.4482 10.4482 10.400 10.4480
0.3403 0.1597 0.7983 10.7983 10.700 10.7980
0.7728 -0.2728 -1.3638 8.6362 8.600 8.6360

ADD 100.9000 101.4910
StdDev 1.4609 1.4602

Die beiden Summen sind im Rahmen der StdDev gleich. (Genauere Aussage ist nicht moeglich)

Richard Crisp hat all diese Plots mal sehr schoen auf seiner Webseite dargestellt.

http://www.narrowbandimaging.c…noise_comparison_page.htm

Clear Skies,
Gert

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Aragon</i>
<br />Hallo Gert,

ich gebe dir recht mit dem Dynamikumfang. Hier würden 12-Bit reichen. Bezüglich der Bildaddition bin ich anderer Ansicht. Nehmen wir dein Beispiel her und sagen zu den 6e Ausleserauschen gesellen sich 94e Photonen- Wärme- und Ausleserauschen. Gibt zusammen 100e Rauschen. In dem Rauschsignal ist ein Nutzsignal enthalten, bsw. 10e. Durch Bildmittelung kann das Rauschsignal verringert werden. Das geht aber nur, wenn das Rauschsignal auch genügend fein (am besten auf ~1e genau) aufgelöst wird.

Wenn du behauptest, daß es ausreicht das gesamte Rauschsignal nur als 0 oder 1 zu decodieren ergäbe sich: 20000e / 100e = 200 -&gt; 8-Bit Abtastung würde genügen. Dann würde das Rauschsignal von 100e nur noch auf 0 und 1 abgetastet. Damit bringt Bildaddition überhaupt nichts mehr.
Wenn du meinst nur das Ausleserauschen sei von Belang (was ich für absurd halte), dann ergibt sich 20000 / 6e = 3333 -&gt; 12 Bit Auslesung. Damit wird das Rauschsignal von 100e nur noch auf 20 ADU verteilt. 80 Prozent der im Rauschen vorhandenen Information geht bei der Decodierung verloren. Die 10e Nutzsignal werden nur noch in 2 ADU abgebildet!

Gruß Helmut
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Hallo Gert,

so richtig verstanden habe ich deine Argumentation noch nicht. Daher kann ich nur Fragen stellen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>Wir muessen uns darueber einigen, wo im Bildhistogramm wir diskutieren. Deine angenommenen 94e- (ich runde mal auf) 100e- Photonenrauschen kommen (bei Gain=1.0 ADU/e-) von 10000 Photonen Signal.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

1) das Photonenrauschen und Wärmerauschen (PR+WR) ist dann SQRT(Pixelcount)?
-&gt; Ich hatte eigentlich angenommen, das PR sei auf die Unschärferelation und Unterschiede in der Quanteneffizienz der Pixel zurückzuführen und proportional zum Pixelcount?

2) PR+WR = SQRT(Pixelcount) = SQRT(N) = SQRT(ADU)?
-&gt; Gesamt-Rauschsignal = Ausleserauschen + SQRT(Pixelcount)?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>Links ist das Ausleserauschen dominant und unser Signal wird aber immer kleiner. Das ist der interessante Bereich fuer schwache Strukturen in Spiralarmen und schwache Sternchen. Da geht das Signal gegen 0 und wird irgendwann vom Ausleserauschen ueberschwemmt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Ich dachte für Astroaufnahmen soll möglichst so belichtet werden, daß der Himmelhintergrund ca. 10% - 20% vom maximalen Pixelcount ergibt. Bei 10000e ergo ca. 1000e bis 2000e, oder bei linearer 14-Bit-Auslesung ca. 1600 ADU bis 3000 ADU (ADU_max= 16384). Und zwar eben deshalb, damit das Photonenrauschen das Ausleserauschen überwiegt.
Ergo ist man doch, auch bei den Spiralarmen, immer im rechten Bereich der Kurve?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>Also, der kleinste sinnvoll zu digitalisierende Signalwert ist gleich dem Ausleserauschen. (Mehr Counts gibt es in den dunklen Bereichen nicht) Der groesste ist gleich dem Full-Well. Beide ins Verhaeltnis gesetzt ist der Dynamik-Umfang. Der ergibt die Bitbreite des AD Wandlers.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Der Zusammenhang war mit zuerst völlig unverständlich.

Aber dann habe ich deine Rechnung nachvollzogen, und mit einer eigenen EXCEL-Tabelle überprüft. Und festgestellt, daß du recht hast.

Allerdings hast du in deiner Tabelle nur das Ausleserauschen (StdDev) berücksichtigt. Also ein Dunkelbild fabriziert -&gt; das Ausleserauschen dominiert -&gt; man ist weit Links vom Kreuzungspunkt SNR(Pixelcount) = Ausleserauschen.

Ich habe deine Werte mal in eine EXCEL-Tabelle übernommen und konnte deine Ergebnisse nachvollziehen:

Summe Measure = 101,4955
Summe Measure_exakt = 100
Summe Trunc 1 (1 Stelle) = 100,9
Summe Trunc 3 (3 Stellen) = 101,491

Abweichungen vom korrekten Wert (Measure_exakt = 10) infolge Digitalisierung (1 und 3 Nachkommastelle(n)):
(Summe Trunc 1 - 100)/10 = +0,09
(Summe Trunc 3 - 100)/10 = +0,1491

Ergo hat die 10xBildaddition trotz genauererer Abtastung (Trunc 3) die Abweichung vom exakten Wert=10 im Vergleich zu Trunc 1 sogar vergrößert!
Jedenfalls habe ich deine Tabelle mit vielen anderen Zufallszahlen getestet -&gt; Ob Trunc 3 oder Trunc 1 genauer ist, scheint tatsächlich Zufall zu sein und keine Rolle zu spielen.

Mal schauen was sich mit anderen Werten ergibt? Daher habe ich deine Tabelle, die nur

a) mit Ausleserauschen 5*(0,5-Zufallszahl(0..1))

versehen ist, verändert und:

b) das Ausleserauschen vergrößert auf 50*(0,5-Zufallszahl(0..1))
c) und Photonenrauschen hinzugefügt mit Wurzel(ADU)
-&gt; das Ausleserauschen wieder auf den alten Wert (+/-5e) gesetzt.
-&gt; einmal bei Photonen_ADU=5367 und das andere ca. 10000 mal mehr mit Photonen_ADU = 53670758.

Und geschaut wie sich die Differenz der gemittelten Summe(Trunc ?)/10 dann zu Measure_exakt = 10 bzw. zu Photonen_ADU = 5367 etc. verhält.
Also geschaut, ab welchem Trunc ? sich da eine deutliche Änderung der Abweichung von Measure_exakt ergibt.

a) ab Trunc -1 -&gt; Mittelung ergibt immer genau 10 -&gt; weil die möglichen ADU=5...15 auf 1 Stelle gerundet immer 10 ergeben.
b) ab Trunc -2 -&gt; Mittelung ergibt immer genau -10 -&gt; weil die möglichen ADU=-15...35 auf 2 Stellen gerundet immer 0 ergeben.
c1) ab Trunc -2 -&gt; Mittelung ergibt immer genau -367
c2) ab Trunc -4 -&gt; Mittelung ergibt immer genau -758

Wie es aussieht kommt es, proportional zum absoluten Rauschwert, zu entsprechenden Fehlern. Der kleinst mögliche Rauschwert ist das Ausleserauschen. Demnach würde es hier in jedem Fall reichen bei a,c) mit Trunc 0 und bei b) mit Trunc -1 abzutasten.

Komisch, das hätte ich nicht erwartet. Scheint tatsächlich so, als ob es nicht nötig ist genauer, als das Ausleserauschen es vorgibt, zu digitalisieren.
Hmm, so richtig überzeugt bin ich noch nicht. Ok, bezüglich des Rauschens jetzt schon. Aber wie sieht das denn mit dem Nutzsignal bei der Digitalisierung aus? Das ist ja kein statistisches Signal und sollte imho doch imho möglichst störungsfrei digitalisiert werden? Eben auf 1e / ADU?

Gruß Helmut

Hallo Helmut,

Uff, das wird kompliziert.

...
1) das Photonenrauschen und Wärmerauschen (PR+WR) ist dann SQRT(Pixelcount)?
-&gt; Ich hatte eigentlich angenommen, das PR sei auf die Unschärferelation und Unterschiede in der Quanteneffizienz der Pixel zurückzuführen und proportional zum Pixelcount?
...

Nein. Die Rauschanteile, die wir betrachten sind folgende.
1. Photonen/(Signal)rauschen. Beachte, dass da Photonen steht. Wir muessen die ADU, die wir auslesen mit 'Gain' in die echten Elektronen umrechen, sonst machen wir bei der SQRT Funktion was falsch, die im Rauschen immer verwendet wird. Die Elektronen unterliegen der Poissonstatistik. Die besagt, dass wenn ich bei einem Ereignis N Counts habe, die Unsicherheit (stddev) SQRT(N) ist. Bsp. Wenn ich 100e- auslese ist die Unsicherheit SQRT(100)=10e-. Also ist mein SNR =100/10=10. Bei 10000e- ist SQRT(10000)=100, SNR=10000/100=100. Daher kommt unser Wunsch laenger zu belichten. Nun haben die Sensoren aber Full-Well Grenzen. Deswegen zerhacken wir die Belichtungen in Einzelteile. Dafuer bekommen wir aber eine Strafe aufgebrummt. Das SNR von einer Messung von 1000000e- ist um den Faktor SQRT(Anz. d. Messungen) besser als 10Messungen von 100000e-. Um das auszugleichen muessen wir ueberproportional mehr Messungen (Einzelbelichtungen) machen. Die Full-Well Kapazitaet packt einen Deckel auf die maximale Belichtungszeit, denn wir wollen ja nicht, dass die hellen Bereiche des Objekts in Saettigung gehen. Daher wuenschen wir uns CCD mit moeglichst grosser Full-Well Kapazitaet. (mehr anderswo, ich weiche vom Thema ab).
2. Waermerauschen. Das hat nichts mit den Photonen des Signals zu tun. Das sind die durch Waerme im Silizium freigesetzten e- des Dunkelstroms. Auch hier gilt das Poissonprinzip der Messung. Wenn ich 100e- Dunkelstrom habe, ist der Messwert um SQRT(100)=10e- ungenau. Den Dunkelstrom selbst ziehen wir per Darkframe ab (weil wir viele einzelne Darks zum Masterdark gemittelt haben, faellt der Rauschanteil des Masterdarks hoffentlich nicht ins Gewicht). Das Rauschen des Dunkelstroms aber verbleibt. Das wird mit der (Belichtungs)Zeit immer groesser. Wir wollen nicht, dass es uns die Daten versaut, also kuehlen wir die CCDs so weit, bis das Dunkelrauschen bei maximaler Belichtungszeit (siehe 1) noch kleiner ist, als das Ausleserauschen. (Das Ausleserauschen ist das einzige Rauschen, was wir nicht kontrollieren koennen, deswegen ist es unsere harte Grenze)
3. Ausleserauschen. Beim Transport der Elektronen aus den CCD Zellen, durch Schalttransistoren , den Vorverstaerker des AD-Wandlers und die Leitungen dazwischen kommt es zu Stosseffekten der Elektronen mit umgebenden Atomen und es gehen Elektronen verloren oder werden zusaetzlich freigesetzt. Das haengt vom Design des CCD Sensors, der Schaltung und dem vewendeten Material ab. Das koennen wir nicht kontrollieren. Die Anzahl der Rauschelektronen ist dabei (fuer mich unverstaendlicher Weise : Kann das jemand erklaeren) nicht von der Signalgroesse abhaengig. (Sind immer gleich viele so ca. 8-10e- je nach Chip und Camera) Es gibt eine gewisse Abhaengigkeit von der Temperatur.
4. Richard Crisp hat in seinen Arbeiten noch das Dark-Pattern-Noise (Rauschen durch Unterschiede im Dunkelstrom zwischen benachbarten Pixeln) und Bright-Pattern-Noise (Rauschen durch unterschiedliche Empfindlichkeit (QE) der Pixel fuer Licht) beruecksichtig. Dave Rowe hat dem scharf widersprochen. Eine endgueltige Atwort habe ich noch nicht.

Alle Rauschanteile addieren sich in Quadratur.
Tot_noise = SQRT( Noise1^2 + Noise2^2 + Noise3^2 ...)

...
Ich dachte für Astroaufnahmen soll möglichst so belichtet werden, daß der Himmelhintergrund ca. 10% - 20% vom maximalen Pixelcount ergibt. Bei 10000e ergo ca. 1000e bis 2000e, oder bei linearer 14-Bit-Auslesung ca. 1600 ADU bis 3000 ADU (ADU_max= 16384). Und zwar eben deshalb, damit das Photonenrauschen das Ausleserauschen überwiegt.
Ergo ist man doch, auch bei den Spiralarmen, immer im rechten Bereich der Kurve?
...

Hmm, Ich denke Nein. Man kann noch tiefer gehen. Die Frage ist bei welchem SNR man noch sinnvoll ein Bild erkennt. Siehe dazu folgenden Plot aus der CCD Yahoo-Gruppe:
http://f1.grp.yahoofs.com/v1/M…cXQnCQ/s_n_comparison.jpg

Zum Beispiel ein Ausleserauschen von 10e- soll gleich sein dem Rauschen des Signals. Also ist das Signal 100e-. Also ist SNR=10. Nach dem Plot kann man aber noch tiefer gehen. SNR=3 oder SNR=2 erscheint noch 'ansehbar'. Diese 10% Regel kann ich da nicht nachvollziehen.

Fuer die Grenze der Belichtungszeit gibt es 2 limitierende Parameter.
1. Die interessanten hellen Teile des Bildes sind nicht in der Saettigung
2. Das Dunkelrauschen &lt; Ausleserauschen. Im Grenzfall '='.

Meine erste Version der Tabelle war noch ziemliche Gruetze. Das mit der StdDev habe ich auch inzwischen ruasgeschmissen. Es sollte auch nicht 'TRUNC' sein sondern 'ROUND'. Zum Glueck bleibt das Ergebnis erhalten.

Sieh' Dir nochmal die Plots auf der Seite vom R. Crisp an. Lange draufschauen und Text mehrfach lesen ist bei mir notwendig gewesen, bis man das Stueck fuer Stueck versteht.

Clear Skies,
Gert

Hallo Gert,

vielen Dank für deine tiefschürfenden Erklärungen.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>Die Elektronen unterliegen der Poissonstatistik. Die besagt, dass wenn ich bei einem Ereignis N Counts habe, die Unsicherheit (stddev) SQRT(N) ist. Bsp. Wenn ich 100e- auslese ist die Unsicherheit SQRT(100)=10e-. Also ist mein SNR =100/10=10. Bei 10000e- ist SQRT(10000)=100, SNR=10000/100=100.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Dann könnte man das Photonenrauschen im Prinzip auch wie ein signalabhängiges Ausleserauschen betrachten?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>Deswegen zerhacken wir die Belichtungen in Einzelteile. Dafuer bekommen wir aber eine Strafe aufgebrummt. Das SNR von einer Messung von 1000000e- ist um den Faktor SQRT(Anz. d. Messungen) besser als 10Messungen von 100000e-.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

http://astrofotografie.hohmann…elichtung.astrokamera.php

Hier behauptet Hohmann etwas leicht abweichendes. Er sagt zwar auch: Wenn das Photonenrauschen dominiert gilt SNR~SQRT(Belichtungszeit).

Zeigt aber im Abschnitt "Die maximal sinnvolle Belichtungszeit...", daß dies auch für die Bildaddition zutrifft. Allerdings nur dann, wenn das Photonenrauschen das Ausleserauschen klar dominiert. In diesem Fall sollen Bildaddition und Einzelbelichtung (mit gleicher Gesamtbelichtungsdauer) vom SNR nahezu identisch sein. Die Bildaddition hat aber den großen Vorteil den Dynamikumfang nicht so stark einzuschränken und weniger anfällig für Störungen (Flugzeuge, Nachführfehler etc) zu sein.
Mir erscheint das plausibel.

Ich hatte dies auch mal vor einiger Zeit anhand einer Testreihe mit 1x900sek und 10x90sek belichtet mit EOS10Da und 135mm f=4 geprüft. Für mich sahen die Ergebnisse nahezu gleich aus.

Gruß Helmut

Hallo Helmut,

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Dann könnte man das Photonenrauschen im Prinzip auch wie ein signalabhängiges Ausleserauschen betrachten?
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Betrachten vielleicht ja, aber beim darueber schreiben bitte nicht. Es gibt nun mal in der Technik etablierte Begriffe und es hilft der Kommunikation immens, wenn man die auch verwendet.

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In diesem Fall sollen Bildaddition und Einzelbelichtung (mit gleicher Gesamtbelichtungsdauer) vom SNR nahezu identisch sein.
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Hmm, kann ich nicht glauben. Ich wuerde da allerdings auch keine Experimente mit DSLRs benutzen. Da ist ein DSP-Algorithmus in der Daten-Kette den niemand ausser Canon kennt. Sieh' Dir das Beispielbild von R. Crisp auf seiner Seite an. Dort zeigt er in einem schwach belichteten Bereich Unterschiede in der StdDev.

http://www.narrowbandimaging.c…_compare_side_by_side.jpg

Ich habe nichts gegen Bildaddition. Bildaddition ist mein Freund, weil ich damit die langen Belichtungszeiten gebastelt bekomme, die ich brauche um schwache Details aus dem Rauschen zu zerren. Dabei ist mein Ziel die Gesamtbelichtung durch so wenige Einzelbelichtungen wie moeglich zu erreichen. Die dafuer verantwortlichen Limits habe ich oben beschrieben. Ich denke, da stimmen wir auch ueberein. Wenn Hohmann und Du meinen, die Gesamtbelichtung ohne Einbusse aus beliebig kurzen Einzelbelichtungen zusammen zu addieren, dann lege ich Einspruch ein.

Vielleicht koennen wir uns unabhaengig davon darauf einigen, dass es einfach logistisch sinnvoller ist die Gesamtbelichtung aus nicht allzu vielen (ist das nicht das selbe wie 'moeglichst wenigen'?) Einzelteilen zusammen zu addieren. Siehe so Dinge wie zusaetzliche Downloadzeiten der Bilder in den PC. Belichtungspausen der Cameras zwischen Einzelbildern wg. Nachfuehrungs-Ditherbewegung. Weniger Plattenplatz. Usw.

Clear Skies,
Gert

Hallo Gert,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>

Sieh' Dir das Beispielbild von R. Crisp auf seiner Seite an. Dort zeigt er in einem schwach belichteten Bereich Unterschiede in der StdDev.

http://www.narrowbandimaging.c…_compare_side_by_side.jpg<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Was der Link damit zu tun haben soll verstehe ich nicht. Dort steht doch bei beiden Bildern 28 x 5 minutes. Nur die Temperatur war unterschiedlich (-25° gegen -45°). Ergo sind beide Aufnahmen doch durch Bildaddition entstanden?

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: Gert</i>Wenn Hohmann und Du meinen, die Gesamtbelichtung ohne Einbusse aus beliebig kurzen Einzelbelichtungen zusammen zu addieren, dann lege ich Einspruch ein.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Nicht aus beliebig kurzen, sondern aus Einzelbelichtungen bei denen das Photonenrauschen das Ausleserauschen deutlich überwiegt.

Gruß Helmut

Hallo,

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Was der Link damit zu tun haben soll verstehe ich nicht.
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Ah, sorry. Lesefehler meinerseits. Aehnliche plots gibt es fuer den Vergleich der Belichtungszeiten. Habe das verwechselt.

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Nicht aus beliebig kurzen, sondern aus Einzelbelichtungen bei denen das Photonenrauschen das Ausleserauschen deutlich überwiegt.
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Das ist als Statement OK. Wenn man aber nicht sehr kurz belichtet ist das eigentlich immer gegeben. Schon ein paar hundert Signal-Counts reichen dazu. Ich sehe aber nicht wo da ein Kriterium ist, um eine optimale Belichtungszeit der Einzelaufnahmen zu berechnen. Die ist nach dem, was ich oben geschrieben habe durch andere Grenzen bei viel hoeheren Werten.

Bei dem Artikel vom Hohmann faellt mir auf, dass er von sehr hellem Himmel ausgeht. Da gibt es eine ganze Menge zusaetzlicher Probleme. (Signal und Rauschen des Himmelshintergrundes) Was ich beschrieben habe gilt bei dunklem Himmel, oder Verwendung von schmalbandigen Filtern.

Clear Skies,
Gert

Hallo Gert,

ich denke wir sind uns dann soweit einig.
Zugegebenermaßen ist der Begriff "maximale sinnvolle Belichtungszeit" ziemlich missverständlich. Es sollte besser heißen "anzustrebende Belichtungszeit".

Wenn ich die anzustrebende Belichtungszeiten nach Hohmann bestimme, dann erhalte ich für meine 450Da mit IDAS LPS-P2 und ISO 400 in Verbindung mit einer lichtstarken Optik (f=2) ca. 45 sek (DEC=-15°) bis 260 sek (Zenit). Die Werte sind ermittelt bei einer klaren mondlosen Nacht (ca. 5 mag).

Fotografiert man mit der 450Da bei 6 mag Himmel und verwendet den Volksapo ED80 (f=7,5 Optik) werden aus den 260 sek dann bereits gute 2,5 Stunden.

Anhand der Rauschwerte des Dunkelbildes kann man die sinnvollen ISO für Astroaufnahmen ermitteln. Das gibt bei meiner 450Da, gemessen bei Zimmertemperatur ~15°C, für ISO 100, 200, 400, 800, 1600 ein RMS von ca. 57, 65, 88, 160, 290 ADU.
Imho sollte man bei der 450Da demnach nicht unter ISO 400 gehen.

Für die die Bestimmung der anzustrebenden Belichtungszeit hatte ich zwei Astroaufnahmen verwendet:
1) DEC=-15°, ISO 400, t=150 sek -&gt; BIAS 7200, RMS 330 -&gt; überbelichtet -&gt; anzustrebende Belichtungszeit t=45 sek
2) DEC=45°, ISO 400, t=180 sek -&gt; BIAS 2300, RMS 170 -&gt; leicht unterbelichtet -&gt; anzustrebende Belichtungszeit t=260 sek

Die RMS und BIAS-Werte können mit Fitswork ermittelt werden (BIAS = DCg[gain], RMS = rms):

http://astrofotografie.hohmann…tswork/arbeitsfenster.php

Gruß Helmut

Hallo Helmut,

Prima, dass das geklaert ist. Meine Erfahrungen kommen von der CCD Camera. Bei DSLRs ist gerade die Beobachtung, dass dort das Rauschen vom eingestelltn Gain (ISO) abhaengt ist noch nicht voellig verstanden. Das spielt bei der Wahl der Belichtungsparameter sicher noch eine grosse Rolle.

Stan Moore hat das hier beschrieben.
http://www.stanmooreastro.com/Canon40D_SN.htm

Clear Skies,
Gert

Versteh ich das nun richtig das man für die 450D und für die 1000D bei gleicher einstellung unterschiedliche Belichtungszeiten braucht um das gleiche Ergebniss zu erhalten?

Hallo Arp

Bei Foto Koch gibt es die 450D als Kit für 499 Euronen
incl. Versand.

Für das Objektiv bekommst du in der Bucht gut 100 Euronen.
Also kostet dich die 450er dann "nur" noch 399 Euro.
Das ist doch ein guter Kurs......

Thomas D.

Sicher?

Wär natürlich was tolles

Aber bei Eg-Electronics kostet der Body 449€... und ebay mag ich nicht so

Hallo Arpad

deine Sparwut kann ich da nicht verstehen, das Kitobjektiv sollte man wenigstens haben, aber ohne Acku gibt es die bestimmt auch für 429

Gruß Frank