Cooked Raws bei DSLRs (interne Rauschfilterung) | Astronomie.de - Der Treffpunkt für Astronomie

Cooked Raws bei DSLRs (interne Rauschfilterung)

NorbertB

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Hallo zusammen,

Auf dpreview habe ich einen Thread zum Thema "Cooked Raws" gelesen. Bei vielen DSLRs wird wohl intern, abhängig vom ISO, eine Rauschfilterung auf die Rohdaten angewandt, so dass die Rohdaten eigentlich gar nicht so roh sind, wie man meinen würde ("Cooked"). Dort war die Rede davon, dass man das anhand einer Fouriertransformation eines Dunkelbildes leicht herausfinden kann.

So soll dies bei manchen Pentax-Modellen beispielsweise ab ISO 640 stattfinden, darunter nicht. Bei Canons wohl zum Teil eher bei niedrigem ISO als bei höherem. Nachdem ich mich bei meinen eigenen Bildern (Pentax KP, ISO 800) ohnehin über die etwas grobkörnige Struktur des Rauschens gewundert habe (Chrominanzflecken bis in Wavelet-Layer 4-5) habe ich mal zwei Dunkelbilder mit je ISO 800 und 400 aufgenommen und analysiert, mit interessanten Ergebnissen.

Zu sehen ist jeweils ein Ausschnitt von 256x256 Pixeln aus der Bildmitte, mit STF gestreckt.
Das Bild mit ISO 800 (links) zeigt das angesprochene, grob strukturierte Rauschen, das mit ISO 400 (rechts) zeigt hingegen deutlich feineres Rauschen.

iso800_256x256.jpg
iso400_256x256.jpg


Dann habe ich beide Ausschnitte fouriertransformiert (PI->FourierTransform). In der FFT des ISO800-Bildes sieht man deutlich die Filterwirkung, das Rauschen bei höheren Ortsfrequenzen wird bedämpft, geringere Ortsfrequenzen bleiben bestehen -> grobkörnige Wirkung. Die FFT des ISO400-Bildes zeigt, erwartungsgemäß, weißes Rauschen, über alle Frequenzen gleich. Hier wurde also keine Filterung angewandt.

iso800_256x256_fft.jpg
iso400_256x256_fft.jpg


Was nun diese Filterung für Auswirkungen auf das Stacking und die Anwendung gängiger Entrauschungsmethoden hat - keine Ahnung. Es wäre interessant, ob das in der Ausarbeitung hinterher Unterschiede macht? Ich könnte mir z.B. vorstellen, dass die Rauschfilter mit "reinen" Rohdaten besser zurechtkommen.

Ich werde meine nächste Aufnahme jedenfalls mal mit ISO 400 versuchen und vergleichen.

Ich dachte mir, vielleicht könnt ihr, falls ihr auch mit DSLR fotografiert, ja mit der Info was anfangen, oder habt vielleicht schon ähnliche Beobachtungen in diese Richtung gemacht. Und wenn ja, wie sind eure Erfahrungen, macht es einen nennenswerten Unterschied?

Viele Grüße,
Norbert
 

Michael_Haardt

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Ich weiss, dass es so etwas bei alten Nikon Kameras mal gab, was negatives Kundenfeedback ergab, als es rauskam. Ich bin entsetzt, wenn auch nicht überrascht, dass inzwischen wieder gelogen wird. Die FFT des ISO400 Bildes zeigt übrigens durchaus etwas mehr als Rauschen: Der helle Punkt in der Mitte ist der Offset und der senkrechte Strich in der Mitte ist Zeilenrauschen. Im Vergleich zum Pixelrauschen sieht das sehr gut aus.

Die Bildverarbeitung hat auf jeden Fall Nachteile, weil der Filter die PSF verbreitert. Es mag sein, dass Dekonvolution das wieder rückgängig machen kann, aber das ist nicht der Sinn der Sache. Ohne Dekonvolution verlierst Du Schärfe.

Michael
 

ErwinL

Mitglied
Es mag sein, dass Dekonvolution das wieder rückgängig machen kann,
Ich fürchte, eher nicht. Durch Filtern geht ja Information verloren, und die kann keine noch so ausgefeilte Methode wiederherstellen.

@ Norbert: Ich hab bei der Pentax K5 mal beobachtet, dass das Signal nicht genügend Offset hatte, so dass das Histogramm links abgeschnitten war. Das hat in der FFT einen ähnlichen Effekt gamacht. Hast du dir die (Raw-)Histogramme mal angesehen?

Gruß, Erwin
 

Michael_Haardt

Mitglied
@ErwinL Es wird sicher nicht perfekt, aber blind decovolution wird oft auf Bildern mit synthetischen Filtern angewendet und die Ergebnisse sind teilweise erstaunlich gut. Manche Webseiten benutzen einen Gausskernel, um zu zeigen, dass man mit Account mehr lesen könnte, und ich sah mal eine Demonstration, bei der Dekonvolution die Schrift lesbar machte. Beeindruckend!

Michael
 

NorbertB

Mitglied
Hallo Michael, hallo Erwin,

Ich weiss, dass es so etwas bei alten Nikon Kameras mal gab, was negatives Kundenfeedback ergab, als es rauskam. Ich bin entsetzt, wenn auch nicht überrascht, dass inzwischen wieder gelogen wird. Die FFT des ISO400 Bildes zeigt übrigens durchaus etwas mehr als Rauschen: Der helle Punkt in der Mitte ist der Offset und der senkrechte Strich in der Mitte ist Zeilenrauschen. Im Vergleich zum Pixelrauschen sieht das sehr gut aus.

Die Bildverarbeitung hat auf jeden Fall Nachteile, weil der Filter die PSF verbreitert. Es mag sein, dass Dekonvolution das wieder rückgängig machen kann, aber das ist nicht der Sinn der Sache. Ohne Dekonvolution verlierst Du Schärfe.

Interessant, ich werde mal Testen was die Deconvolution für einen Einfluss hat. Bislang hatte ich damit allerdings nur wenig Erfolg, irgendwie werden mir die Sterne damit zu künstlich oder das Rauschen deutlicher.

Die Frage ist natürlich, ob der Schärfeverlust nicht ohnehin in der Seeing-Unschärfe untergeht. Ich oversample mit meinem Setup etwas (ca. 0.8"/px). Ich werde es auf jeden Fall nächstes Mal mit ISO 400 ausprobieren.

Ich fürchte, eher nicht. Durch Filtern geht ja Information verloren, und die kann keine noch so ausgefeilte Methode wiederherstellen.

@ Norbert: Ich hab bei der Pentax K5 mal beobachtet, dass das Signal nicht genügend Offset hatte, so dass das Histogramm links abgeschnitten war. Das hat in der FFT einen ähnlichen Effekt gamacht. Hast du dir die (Raw-)Histogramme mal angesehen?

Ich hab mal nachgeguckt: Mit dem Histogramm ist alles OK, die 2s-Aufnahme hat durchgängig einen Offset von 512, ohne das links was abgeschnitten ist.

EDIT: Histogramm aus PI (ISO800, 2s)
1617174908296.png


In meinen 360s-Darks bei ISO800 sieht die FFT auch genau so aus, da ist der Sockel wesentlich höher (2028). Das ist im übrigen auch ein interessanter Effekt: Alle meine lang belichteten Darks haben diesen (hohen) Offset, +/- ein bischen was, relativ unabhängig von der genauen Belichtungszeit. Es scheint fast, als würde bei Langzeitbelichtungen ein anderer Bias eingestellt sein als bei "normalen" Belichtungen.

Viele Grüße,
Norbert
 

ErwinL

Mitglied
Hallo Norbert,

ja der Bias-Wechsel scheint normal zu sein. Ich hab nochmal in die alten Daten zur K5-II geschaut. Dort wechselt der Bias bei Zeiten > 30s. Allerdings nicht auf 2048 wie bei dir (die Verschiebung auf 2028 kommt durch die Verformung und den Dunkelstromabzug zustande), sondern auf 0! Das hat mich damals sehr gewundert, jetzt vermute ich, es ist einfach ein Softwarefehler. Bei Darks mit 30s und ISO 800 zeigt mir die FFT aber keine Auffälligkeiten. Die Filterung scheint hier eher eine neuere Entwicklung zu sein. Schlechte Aussichten.
Manche Canons wechseln den Bias übrigens auch, aber nicht mit der Zeit, sondern mit der ISO.

Gruß, Erwin
 

NorbertB

Mitglied
Hallo Erwin,

das erklärt dann auch, warum ich anfangs solche Probleme mit Flat-Überkorrektur hatte. Da habe ich nämlich keine Darks gemacht, sondern nur Bias. Das Bias hat für die Flats gepasst, nicht aber für die Lights, weswegen das Flat überkorrigiert hat. Mit dem Bias-Wechsel ist mir der Grund dafür jetzt klar!

Viele Grüße,
Norbert
 
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