Darki, biasy, flaty - w CMOSach. Kolejny odcinek

[dominiksito]

14 minut temu, Pav1007 napisał:

W przypadku kamer CMOS konieczne jest wykonywanie całej kalibracji, łącznie z kalibracją flatów biasem i darkiem

 

W przypadku chłodzonych CMOS-ów robienie biasów chyba nie ma sensu, kiedy się klatki kalibruje darkiem. Jeżeli zachowuje się ściśle temperaturę, nie trzeba darków skalować, a co za tym idzie nie trzeba odejmować od nich biasu, który one już zawierają  Tzn. jak się zastosuje biasy nic złego sie nie stanie, ale jest to kolejny czynnik potencjalnie dodający szum. 

W przypadku kalibracji flatami tak dużej skali, nie pierwszy raz się już spotykam z ludzmi mającymi ten problem. Może flaty odejmują się poprawnie i to niekoniecznie jest problem z samą kalibracją, a z charakterystyką tła przy takiej skali (np. seeing)

[Pav1007]

11 minut temu, dominiksito napisał:

W przypadku chłodzonych CMOS-ów robienie biasów chyba nie ma sensu, kiedy się klatki kalibruje darkiem. Jeżeli zachowuje się ściśle temperaturę, nie trzeba darków skalować, a co za tym idzie nie trzeba odejmować od nich biasu, który one już zawierają  Tzn. jak się zastosuje biasy nic złego sie nie stanie, ale jest to kolejny czynnik potencjalnie dodający szum. 

Myślałem dokładnie w ten sposób zanim tego nie sprawdziłem, a że raczej opieram się na praktyce a nie teorii to robię jak napisałem :-) Wiem, że bias występuje w darku :-)

Kalibracja bez biasów powoduje przebicie flatów w drugą stronę (w mojej kamerze ASI1600MM-C) - nadkorekcję. Rogi są rozjaśnione. Przy kalibracji biasami flata ten efekt nie występuje. Dlaczego? nie wiem - nie wnikałem. Robię tak, żeby mi działało i tyle. Przynajmniej mogę potem powiedzieć "a u mnie działa" :-)

 

Technikę zawsze można sprawdzić, jak nie będzie działać to jej nie używać i tyle. Dzielę się tym co wiem :-)

[dominiksito]

11 minut temu, Pav1007 napisał:

Dlaczego? nie wiem - nie wnikałem

 

Takie coś występuje właśnie w przypadku występowania jakiegokolwiek skalowania klatek kalibracyjnych, albo stosowania wag przy stacku. Sam miałem na początku używania kamerki problem z nadkorekcją. W moim przypadku pomogło wyłączenie jakiejkolwiek optymalizacji klatek kalibracyjnych i stackowanie wszystkich jako waga 1. Też działa

[_Spirit_]

A jak ktoś chce może jeszcze darka skalibrować biasem  

[Pav1007]

5 minut temu, dominiksito napisał:

Takie coś występuje właśnie w przypadku występowania jakiegokolwiek skalowania klatek kalibracyjnych, albo stosowania wag przy stacku.

Nie skaluję ani nie optymalizuję klatek kalibracyjnych, tak samo przy tworzeniu master_flata nie stosuję wag.

[swobodny]

1 godzinę temu, Pav1007 napisał:

Kalibracja bez biasów powoduje przebicie flatów w drugą stronę (w mojej kamerze ASI1600MM-C) - nadkorekcję. Rogi są rozjaśnione. Przy kalibracji biasami flata ten efekt nie występuje. Dlaczego? nie wiem - nie wnikałem. Robię tak, żeby mi działało i tyle. Przynajmniej mogę potem powiedzieć "a u mnie działa" :-)

 

 

Widzę, ze co osoba to inna metodologia. 
Ja z kolei z ASI1600 nie używam biasow w ogóle. Z różnych wątków na cloudynights wyczytałem, ze tak krótkie ekspozycje nie dają powtarzalnych wyników w tej kamerze. Zalecana kalibracja to Dark, Flat i Dark Flat. 

Co ciekawe, działa to dla mnie dla Ha i OIII. Kanału SII jeszcze nie udało mi się poprawnie skalibrować flatami. Ich gradient nie pasuje do lightow nawet jeśli nie ruszam koła filtrowego i robie flaty bezpośrednio po sesji. 
Ciekawy offtop, może wydzielimy?

[Marcinos]

W dniu 19.03.2021 o 08:44, Pav1007 napisał:

Jądro M81 jest świetne, bo to nie jest kropka  tylko rozświetlona centralna część galaktyki wraz z centralnym zgrubieniem.

Wg mnie wyciąganie na siłę wszystkiego dookoła jądra galaktycznego i zostawianie go jako kropki jest błędem

Dzięki Paweł za miłe słowa

W dniu 19.03.2021 o 08:44, Pav1007 napisał:

Być może flaty robiłeś w innych warunkach niż lighty

No właśnie staram się schłodzić kamerę do podobnego poziomu co light. Kiedy zbieram materiał np przy -20st , robiąc flaty schładzam kamerę do sensownego , zbliżonego poziomu np -15st. 

Nie używam biasów ani darków do flatów- ale spróbuję, jestem ciekaw czy to coś zmieni.

 

Co do samych flatów staram się je naświetlać w 1/2 lub 2/3 histogramu.

Stackując w DSS używam do flatów opcji Median.

 

Lighty, darki i biasy- używam Kappa-Sigma lub Median Kappa-Sigma. Czy to jest poprawna funkcja?

W dniu 19.03.2021 o 08:44, Pav1007 napisał:

W przypadku tej kamery świetnie sprawdza się opcja rozbicia materiału na luminancję (destauracja zdjęcia) i RGB. Na RGB olewasz szczegół i ciągniesz kolory, wyrównujesz tło i lekko blurujesz zdjęcie. na Lum obrabiasz szczegół i pozbywasz się szumu, potem dodajesz Lum jako Luminosity w PSie.

Dzięki Paweł  bardzo się przyda

Generalnie cała zabawa zaczęła się od twoich warsztatów na zlocie jesiennym- także jeszcze raz dzięki

[Pav1007]

W dniu 20.03.2021 o 18:17, Marcinos napisał:

Stackując w DSS używam do flatów opcji Median.

Ja stackuję klatki kalibracyjne średnią

 

W dniu 20.03.2021 o 18:17, Marcinos napisał:

Lighty, darki i biasy- używam Kappa-Sigma lub Median Kappa-Sigma. Czy to jest poprawna funkcja?

Ciężko mi powiedzieć, ja stackuję w pixie (kalibrację w Maximie)

 

W dniu 20.03.2021 o 18:17, Marcinos napisał:

Dzięki Paweł  bardzo się przyda

Generalnie cała zabawa zaczęła się od twoich warsztatów na zlocie jesiennym- także jeszcze raz dzięki

Bardzo się cieszę, że napędziłem bzika :-) W razie pytań wiesz gdzie mnie szukać :-)

[Behlur_Olderys]

W dniu 19.03.2021 o 09:14, Pav1007 napisał:

Przy kalibracji biasami flata ten efekt nie występuje. Dlaczego? nie wiem

 

Bo przez flata dzielimy, a nie go odejmujemy

 

Wydzielam do nowego tematu zgodnie z sugestią @swobodny

 

 

 

PS - dla lubiących matematykę:

Spoiler

 

L = i * f + b

 

gdzie L (light) to obraz ściągnięty z matrycy, b to sygnał bias, f to modulacja optyki, i to światło z obiektu

 

Najprościej mówiąc: mamy L, a chcemy mieć i

 

Żeby zmierzyć f trzeba zrobić flata F, czyli obrazowanie w którym i = 1 (sygnał jest równomierny bo robimy zdjęcie flatownicy):
F = 1*f + b (jak widać we flacie zawiera się też bias)

Ponadto robimy też biasa B żeby zmierzyć b, a tutaj i = 0 (w ogóle nie ma sygnału, bo zakładamy pokrywkę na tubus):
B = 0*f + b (tutaj mamy czysty sygnał bias)

 

Następnie wyobraźmy sobie, że nie mamy B tylko robimy samą korekcję flatem. 

Nasze "wynikowe" i estymujemy I:
I = L / F = i*f + b / (f +b) = i * f / (f + b) + b / (f+b)

Dostajemy dwa wyrazy:
Pierwszy, i * f / (f + b) to coś bardzo zbliżonego do i, bo f jest duże, a b jest małe, więc w zasadzie jest to prawie nasz cel

 

Ale drugi już jest wcale niepożądany:

b / (f +b) ma mały wkład, bo bias podzielony przez flata nie będzie sporym sygnałem, ale... będzie nierównomierny. Odwrotnie do flata, dodanie tego wyrazu do wyniku powoduje nadkorekcję odwrotną do nałożenia flata. Niewielką, ale jeśli się wyciąga, to wyjdzie... I moim zdaniem to jest to, o czym mówi @Pav1007

 

Gdybyśmy robili też biasa to mamy łatwiej:

I = ( L - B ) / (F - B  ) = i*f / f = i, czyli to co chcieliśmy, bez żadnych dodatkowych wyrazów i czynników.

 

 

 

Jeśli dochodzi nam dark, to sprawa się komplikuje, bo zaczyna nas interesować czas t i dochodzi sygnał d:

L = i*t*f + d*t + b

 

Flaty robimy z czasem T, gdzie najczęściej T << t, bo flaty robimy na krótkim czasie. i =1 bo naświetlamy flatownicę:

F = 1*T*f + d*T +b

 

Dla darka t jest takie samo jak dla zwykłego lighta, tylko że i = 0 bo zakrywamy sygnał wejściowy dekielkiem:

D = 0*t*f + d*t + b = d*t +b

Dla biasa dodatkowo t=0 (w przybliżeniu) bo robimy go na minimalnym możliwym czasie:

B = 0*0*f + d*0 + b = b

 

Teraz chcemy mieć i znając L, F, D i B. Jak to zrobić?

Trzeba z L pozbyć się d*t + b a potem podzielić przez f

Pierwszy etap to odjęcie darka (bez biasa, bo on już w darku jest):

 

O1 = L - D = (i*t*f + d*t +b) - (d*t +b) = i*t*f

Super. Teraz skąd wziąć f mając F?

Trzeba od F odjąć dark flata!

 

DF = d*T + b. 

 

T nie jest równe t, bo jest dużo krótsze. Nie jest też równe 0 - gdyby tak było (w przypadku gdyby naświetlanie flata trwało kilka ms) wystarczyłby nam bias.

 

Teraz od flata trzeba odjąć dark flata:

F1 = F - DF = (T*f + d*T +b) - (d*T + b) = T*f

 

Nie dostajemy czystego f, ale przeskalowane przez krótki czas T. Ale to nic

 

Aplikując takiego flata do lighta skorygowanego darkiem dostajemy:

 

O2 = O1 / F1 = (i*t*f) / (T*f) = i * (t/T)

Jest to w zasadzie i pomnożone przez bezwymiarowy współczynnik t/T czyli stosunek czasu naświetlania lighta do naświetlania flata.

Współczynnik jest bezwymiarowy, więc nieistotny, bo jeśli przeprowadza się normalizację flata (pomnożymy go do takiego poziomu, co lighty) to znika.

 

Tak matematycznie można dowieść tego, co np. tutaj jest narysowane: (link = https://nightskypix.com/calibration-frames/)
(chociaż osobiście uważam, że bez sensu jest odejmować biasa od lighta,  darka, flata i dark flata, bo te odejmowania się razem zerują a wprowadzają niepotrzebne zamieszanie).

 

 

W mojej wersji - po zauważeniu, że bias nie występuje w ogóle w moich równaniach dla przypadku z dark signal, ten schemat mógłby równie dobrze wyglądać tak: