Anzahl Biasframes - Vergleich

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astro_alex80

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Hallo Astro-Gemeinde,


in der Hoffnung auf sich besserndes Wetter, bin ich gerade beim Anlegen meiner 2018 Darks- und Bias-Sammlung. Dazu hier mal ein kleiner Überblick in Punkto Anzahl der Frames.

Nichts neues an Informationen und für den ein oder anderen bestimmt „kalter Kaffee“, aber für manchen Einsteiger vielleicht ein interessanter Vergleich.

Es wurden jeweils 250, 100, 50, 25 und 10 Bias-Frames aus der gleichen Sammlung mit den gleichen Einstellungen in Pixinsight kombiniert.

Natürlich bestätigt sich die Mathematik und es ist meiner Meinung eindrucksvoll zu sehen, wie sehr die Grundcharakteristik der Kamera (bzw. Bias-Struktur) insbesondere bei nur 10 oder 25 Frames noch völlig im Rauschen untergeht, gerade im Vergleich zu den 250 Frames.

Die Kennzahlen drücken das gleiche aus. Das gilt ja prinzipiell genauso für Darks, Flats als auch Lights in Hinblick auf das Signal/Rauschen-Verhältnis (die halt leider nur nicht so schnell wie Bias zu genieren sind).

Die Kennzahlen:
Link zur Grafik: https://de.share-your-photo.com/img/48733e2769_album.jpg

Interessant ist auch zu sehen, dass eine Verfünffachung (von 10 auf 50 Frames) noch 4,99x SNR-Gewinn bringt, eine Verfünfundzwanzigfachung (von 10 auf 250) aber "nur noch" einen 23x SNR-Gewinn, zumindest den Pixinsight-Zahlen nach.


Zur Vollständigkeit die verwendeten Stacking-Parameter:
Pixel combination .................. average
Output normalization ............... none
Weighting mode ..................... don't care
Scale estimator .................... iterative k-sigma / BWMV
Range rejection .................... range_low=0.000000 / range_high=0.980000
Pixel rejection .................... Winsorized sigma clipping
Rejection normalization ............ none
Rejection clippings ................ low=yes high=yes
Rejection parameters ............... sigma_low=4.000 sigma_high=3.000

Kamera: Moravian G2-8300 bei -25°C, alle Bilder zur Darstellbarkeit gleich gestrecht (bzw. PI STF).

Großansicht
Link zur Grafik: https://de.share-your-photo.com/img/1a82ea60fe.jpg

Grüße,
Alex
 
Hallo Tom,

da hast Du Recht, Superbias ist genial und kann sogar aus einer begrenzten Anzahl Frames schon was ordentliches "zaubern".

Beste Grüße,
Alex

 
Alex,

Also 250 BIAS Frames würde ich nicht mehr “begrenzte” Anzahl nennen - ich habe mein Superbias aus 200 frames erstellt, das passt schon ;)

Aber natürlich kann man mathematisch nachweisen dass ein Superbias aus 500 frames noch besser wäre, am Endbild sehn tut man das aber sicher nicht mehr...

Der Vergleich oben zeigt schön den Effekt des ‘deminishing returns’ beim Rauschen.

Toller Vergleich!

Gruss
Ernie
 
Hallo Alex,

schöne Bilder. Man kann gut sehen, wie das verbleibende Muster erst durch Mittelung rauskommt.
Was ich an den Zahlen nicht verstehe, ist die erste Zeile:
Das gemittelte Bias Signal entspricht doch dem kalibrierten Null-Signal des Sensors. Wie kann man da ein SNR angeben ? Das muss Null sein, unabhängig vom Rauschen. Gibt es da eine Beschreibung der zugehörigen Formel ?


Gruß
*entfernt*
 
Hallo zusammen,

Ziel war es beispielhaft und anschaulich zu zeigen, wie das verbleibende Muster herauskommt, da es ja immer wieder Diskussionen/Fragen gibt, wieviele Frames verwendet werden sollen.

Natürlich ist es wenig praxistauglisch so viele Kalibierungsframes zu erstellen. Bei Bias geht das noch, aber wenn wir zu Darks, etc. kommen, wird's aufwendig.

Es ging mir auch darum, ohne es explizit erwähnt zu haben, da kann ja jeder seine eigenen Schlüsse ziehen, dass der Abzug von z.b. nur 10-20 Biasframes seine Wirkung verfehlen wird.

Korrigiert mich bitte, wenn ich falsch liege, aber bei einer gekühlten CCD mit gerinigem Dunkelstrom, ist ein korrekter Biasabzug umso wichtiger.

@Ernie: ich habe mal ein Superbias aus 50 Frames zu dem aus 250 Frames verglichen bzw. voneinander abgezogen. Schon da landen die Abweichungen in einem zwar nachweisbarem, aber nicht mehr am Endbild auszumachendem Bereich. Superbias ist da wirklich stark.

@Norbert: In der Dokumentation zu ImageIntegration wird schon angegeben, dass die "SNR estimation" mit Vorsicht zu genießen ist bzw. wenn überhaupt nur Infogehalt halt.

Details hier und in Kurzfassung hier .

Ganz nachvollziehen, dass Null rauskommen sollte, kann ich aber nicht. Für sich betrachtet stellt doch das Auslesemuster des Sensors bzw. dessen Abweichungen von Pixel zu Pixel oder Spalte zu Spalte doch auch ein, wenn auch geringes, Signal da. Oder bin ich da auf dem Holzweg?

Grüße,
Alex
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Alex,

Danke erstmal für diese Demonstration, es geht doch nix über die Weisheit "Nur Versuch macht klu(g)ch!" ...

Hätte den Effekt nicht so eingeschätzt, da steht viel Murks im Internet, und auch was einem als persönlicher Rat ist gegen den Hintergrund gespiegelt mit Vorsicht zu gebrauchen.

Was sehr erhellend.

CS
Jörg
 
Zitat von astro_alex80:
Es ging mir auch darum, ohne es explizit erwähnt zu haben, da kann ja jeder seine eigenen Schlüsse ziehen, dass der Abzug von z.b. nur 10-20 Biasframes seine Wirkung verfehlen wird...

Korrigiert mich bitte, wenn ich falsch liege, aber bei einer gekühlten CCD mit gerinigem Dunkelstrom, ist ein korrekter Biasabzug umso wichtiger...

Hallo Alex,

danke für die Links zum Thema SNR, das schau ich mir noch mal genauer an, ist aber auch nicht so wichtig.

Dass der Biasabzug seine Wirkung verfehlt, halte ich für etwas unglücklich formuliert. Die Wirkung bzw. Aufgabe besteht ja zunächst darin, Dunkelstrom und Sockelbetrag zu trennen,damit man Flats richtig verwendet oder die Darks skalieren kann, und die Aufgabe erfüllt auch ein schlecht gemitteltes Bias. Der Preis für das zu wenig gemittelte Bias ist das von Dir dokumentierte zusätzliche Ausleserauschen, dass man sich ins Ergebnisbild damit reinzieht.
Wie stark sich das letztendlich auswirkt, hängt halt von der Tiefe der anderen Komponenten ab. Wer sehr lang belichtet, und sehr viele Darks macht, kann sich mit dem schlechten Bias halt die Details halt wieder zuschütten.

Ich hoffe nur, es kommt kein DSLR-ler auf die Idee, jetzt tausende von Biasaufnahmen zu mitteln.

Viele Grüße
*entfernt*


 
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