SNR - jak obliczyć na zdjęciu, realnie?

Behlur_Olderys · 22 Maja 2018

Cześć,

Mam dla Was poważne pytanie:
Jak obliczyć SNR zdjęcia, rzeczywisty?

Najprostsza metoda to - teoretycznie - znaleźć kawałek obrazu, który powinien być jednolity (np. tło). Policzyć średnią i odchylenie kwadratowe, podzielić - voila.

Problem jest taki, że tło w zdjęciach astro jest z reguły bardzo ciemne, więc nie jest całkiem miarodajne, no i nie jest żadnym sygnałem tak naprawdę.

Dla jakiejś rozległej mgławicy można by znaleźć w miarę jednolity kawałek, no, ale nie zawsze robi się mgławice.

Co jak są tylko gwiazdy? Albo jak jest Księżyc, planety?

Znacie jeszcze jakieś metody, teoretyczne, praktyczne? Jak naprawdę policzyć obiektywnie, ilościowo SNR?
Chciałem zrobić program do porównywania zdjęć względem SNR, ale niestety brakuje mi dobrej definicji SNR i ... kupa

Pomożecie, ktoś coś?

Edytowane 22 Maja 2018 przez Behlur_Olderys

Adam_Jesion · 22 Maja 2018

O! Mega inicjatywa. Gdzieś takie coś widziałem fajnie rozpisane, także od strony funkcji mat. Problem w tym, że było to z 10 lat temu, a internet szybko takie miejsca gubi. Będę szukał. Jak coś namierzę, to wrzucę tu. Dzięki za grzebanie w temacie.

Krzychoo226 · 22 Maja 2018

Standardowo zgodnie z definicją: średni sygnał podzielony przez odchylenie standardowe danego obszaru, a całość w logarytm dziesiętny. Osobiście brałbym tło, bo jest jednolite i wbrew pozorom niesie sygnał: LP Pytanie tylko jak takie coś szumi. Czy silniejsze LP będzie miało większy rozrzut wartości od słabszego?

Krzychoo226 · 22 Maja 2018

Rzuć jeszcze okiem na to: http://www.stark-labs.com/craig/articles/assets/CCD_SNR3.pdf

I na to: http://blog.astrofotky.cz/pavelpech/?page_id=782

Behlur_Olderys · 23 Maja 2018

7 godzin temu, Krzychoo226 napisał:

Rzuć jeszcze okiem na to: http://www.stark-labs.com/craig/articles/assets/CCD_SNR3.pdf

I na to: http://blog.astrofotky.cz/pavelpech/?page_id=782

Przeczytałem to i jeszcze kilka innych artykułów.

Potrzebuje jakiejś obiektywnej miary jakości zdjęcia. Może nie musi to być SNR? Wydaje się, że liczenie SNR z tła to kiepski miernik. Tło zawsze można uciąć do zera i dostaniemy SNR nieskończoność

Oczywiście LP szumi fotonowo dokładnie tak samo, jak gwiazda czy galaktyka.

Na pewno jednak tło mogłoby być częścią jakiejś bardziej skomplikowanej metody.

Krzychoo226 · 23 Maja 2018

24 minuty temu, Behlur_Olderys napisał:

Przeczytałem to i jeszcze kilka innych artykułów.

Potrzebuje jakiejś obiektywnej miary jakości zdjęcia. Może nie musi to być SNR? Wydaje się, że liczenie SNR z tła to kiepski miernik. Tło zawsze można uciąć do zera i dostaniemy SNR nieskończoność

Oczywiście LP szumi fotonowo dokładnie tak samo, jak gwiazda czy galaktyka.

Na pewno jednak tło mogłoby być częścią jakiejś bardziej skomplikowanej metody.

Przez myśl mi nie przyszło że chciałbyś obliczać cokolwiek na innym zdjęciu niż surowym stacku. Tak jak tło można uciąć do zera tak samo można zdjęcie odszumić i również sztucznie zawyżyć SNR.

Hans · 23 Maja 2018

Mam pytanie.

@Behlur_Olderys

Co dokładnie rozumiesz przez rzeczywisty SNR? Szum matrycy vs reszta sygnału, czy szum tła vs interesujący mnie sygnał?

Pytam pod kątem moich działań fotometrycznych. To z mojej perspektywy wygląda trochę inaczej chyba niż z perspektywy astrofotografa DS. Jeśli masz na myśli wariant pierwszy (szum matrycy vs reszta) to nie ma ono dla mnie kluczowego znaczenia po zastosowaniu pełnej kalibracji materiału (flaty, biasy, itd.) Czy mam wyższy czy niższy, to poprawne kalibrowanie sprawę ogarnie. Pomiar fotometryczny, jest aperturowy, a więc i tak nawet po kalibracji daje szansę algorytmom odnieść się do tła wokół obiektu.

Wariant drugi (szum tła vs siła sygnału mierzonego obiektu) jest już kluczem w fotometrii. Jednak tak rozumiany SN Ratio to z perspektywy większości amatorów pracujących w naszych rejonach geograficznych stosunek LP do reszty. Przy przeciętnej fotometrii rozkłada się to mniej więcej na poziomie X - 10X - 20X gdzie jeśli pod X podstawimy np. 300 ADU szumu matrycy na konkretnym czasie naświetlania, to tło z LP będzie w okolicach 3000 ADU, a najsłabszy sensowny pomiar powinien mieć te 6000 ADU (to tylko przykład).

BTW, Nawet jeśli nie bierzesz LP jako składowej szumu w SNR to trzeba pamiętać, że sam matrycowy szum nie jest stały i nie zależy tylko od długości naświetlania i gainu. Kolejną zmienną jest temperatura matrycy, która może falować, jeśli układ chłodzenia twojej kamery (czy to CMOS czy CCD) daje jedynie deltę, a nie pełną kontrolę. A nawet jak masz peltiera z pełną kontrolą, jego czas reakcji może być nie pomijalny przy krótszych czasach naświetlania i nie zdziwię się, jeśli na pierwszych 20 klatkach będziesz miał -25.1*C na kolejnej dwudziestce -24.9*C potem przeplatańca po pięć klatek -25.0*C / -24.95*C by ostatnie trzydzieści zeszło z matrycy przy temperaturze -24.8*C

Pozdrawiam.