Darks vs. BIAS Frames - Was ist besser?

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Daniel_N

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Hallo zusammen,

ich war ja immer für Darks bei gekühlten Kameras. Aber wie das so ist, sollte man solche Aussagen auch mal überprüfen. Das habe ich nun gemacht :-)

In diesem Video teste ich ob es einen Unterschied macht, wenn man die Light-Frames mit Darks oder einem Monster-BIAS-Frame (500 Stk.) kalibriert.
Am Ende von diesem Video teste ich ob ein Unterschied zwischen 500 Einzel-BIAS-Frames und ein MasterBIAS-Frame besteht. Keine Ahnung wie es euch dabei geht, aber irgendwie hatte ich oft ein ungutes Gefühl wenn ich ein Master BIAS/Dark Frame anstatt der vielen Einzel Frames zum kalibrieren genommen habe.
Lieben Dank fürs zusehen ?


Schöne Grüße
Daniel
 
Hallo Daniel,

Also, ich bin mir nicht so richtig sicher, was ich mit diesem Vergleich anfangen soll.
Zunächst mal der Vergleich, ob "ein Unterschied zwischen 500 Einzel-BIAS-Frames und ein MasterBIAS-Frame besteht".
Da erschließt sich mir schon die Fragestellung nicht.
Wenn ich "mit 500 Einzel-Bias-Frames" stacke, dann werden doch nicht von jedem Light-Frame 500 Bias-Frames abgezogen. Das Stacking wird doch immer so laufen, dass die 500 Bias-Frames zu einem Master-Bias verarbeitet werden, und dieses wird dann zur weiteren Kalibration von Lights und Flats herangezogen. Selbstverständlich kann man dann auch gleich das Master-Bias wiederverwenden, wenn man es schon hat. Man muss da nicht jedes Mal die 500 Frames stacken, das Ergebnis wird immer das Gleiche sein.

Dein Vergleich zwischen Kalibration mit Darks und mit Bias kommt mir ein wenig zu vereinfacht rüber.
Ob das einen Unterschied macht, hängt eben doch sehr von der Kamera ab. In Deinem Video scheint die Essenz zu sein, dass es für moderne Kameras egal ist. Das ist denke ich unzulässig verallgemeinert.
Zunächst sollte man sehr sicher sein, dass die mittleren ADUs von Master-Bias, Master-Dark und Master-Flat-Dark gleich sind, sonst kann es schon zu Problemen mit der Flat-Korrektur kommen (oft Überkorrektur).
Dann enthält ja ein Master-Dark schon noch mehr korrigierbare Artefakt-Signale als ein Master-Bias. Neben Sensor-Glow (was bei modernen gekühlten Kameras sehr gering ausfallen mag) auch Hot-Pixel.
Sicher fallen Hot-Pixel im fertigen Stack kaum auf, wenn bei der Aufnahme gedithert wurde. Aber ohne Dark-Korrektur werden sie halt einfach nur verschmiert und von der Rejection eliminiert. Mit Dark-Korrektur fallen viele Hot-Pixel aber schon bei der Kalibration raus.

Leider vergleichst Du die Ergebnisse auch nur optisch. Die Ebenen-Differenz in Photoshop ist da auch wenig aussagekräftig. Hier wäre eine statistische Messung des Hintergrundrauschens in den beiden Stacks sinnvoller.

Mit einer gekühlten Kamera ist es ja eigentlich sehr einfach, sich eine Bibliothek von Master-Darks für die paar normalerweise verwendeten Belichtungszeiten zu erstellen. Die kann man auch eine ganze Weile lang verwenden.
Natürlich hast Du Recht, dass man da eher keine 500 Darks verwenden wird. Aber das ist ja auch eigentlich nicht nötig. Du hast ja selbst kaum einen Unterschied zwischen 10 und 60 Darks gesehen.
Wie bist Du darauf gekommen, dass 500 Bias besser sind als z.B. 100?
Sicher, es kostet nicht so viel Zeit, und schaden wird es ganz sicher auch nicht.

Grüße und CS,
Steffen
 
Hi,
mache ich grundsätzlich so. Eine Nacht und zum Beispiel drei Aufnahmeobjekte ,wir in der Stackingsoftware die 50Bias,Flaschen und Darks geladen.Die Software generiert ein Masterbias Masterdark und Kalibriert die erste Aufnahme damit.
Die nächste Aufnahme wird nur noch das Masterdark und Masterbias Masterflat verwendet. Geht der ganze Stackingvorgang auch schneller.
Vorausgesetzt die Anzahl der Lights hat sich nicht verändert, dann müsste Dark und Flat wieder angepasst werden.
 
Hallo Daniel,

vielen Dank für Deinen Vergleich - fühle mich darin bestätigt, nur Bias und Flats zu verwenden und keine Darks.
Aber selbst ausgetestet hatte ich das noch nicht - also nochmals vielen Dank!

Wo ich kürzlich selbst herumprobiert habe, sind die Stacking-Parameter im APP, d.h. genauer gesagt, die Kappa-Werte bei der Sigma-Rejection.
Wenn alles auf "Auto" gestellt ist, wählt APP bei mir immer Kappa high "4" und Kappa Low "8" - das erschien mit aufgrund der Normverteilungskurve etwas zu weit gegriffen. Die Gaußsche Kurve ist eigenlich nach 4x Sigma zu Ende (Kappa ist ja der Multiplikationsfaktor der Standardabweichung Sigma), weshalb also etwas mit-integrieren, das zu 99,9% nicht innerhalb der Normverteilung liegt?

Ich habe also ein und dieselben Daten mehrmals mit unterschiedlichen Einstellungen gestackt (Kappawerte 2/2, 3.5/3.5, 4/4, 3/6, 4/6).
Jedoch änder sich am Signal-Rauschverhältnis des Rohsummenstacks nur an der zweiten Stelle nach dem Komma minimal etwas. Optisch am Bild (maximaler Stretch) sieht man sowieso keinen Unterschied.
Also lass ich es auf "Auto"....

Das nur so nebenbei zu Info....

LG
Christian
 
Hallo Steffen,

Zunächst mal der Vergleich, ob "ein Unterschied zwischen 500 Einzel-BIAS-Frames und ein MasterBIAS-Frame besteht".
Da erschließt sich mir schon die Fragestellung nicht.
Wenn ich "mit 500 Einzel-Bias-Frames" stacke, dann werden doch nicht von jedem Light-Frame 500 Bias-Frames abgezogen. Das Stacking wird doch immer so laufen, dass die 500 Bias-Frames zu einem Master-Bias verarbeitet werden, und dieses wird dann zur weiteren Kalibration von Lights und Flats herangezogen. Selbstverständlich kann man dann auch gleich das Master-Bias wiederverwenden, wenn man es schon hat. Man muss da nicht jedes Mal die 500 Frames stacken, das Ergebnis wird immer das Gleiche sein.
Natürlich, du hast absolut recht. Mir ist schon klar das in einer Stacking Software zunächst alle BIAS bzw. Dark Frames zu einem Master gestackt werden und erst dieses dann vom jeweiligen Light-Frame abgezogen wird.
Vielleicht bin ich da ein wenig paranoid bei dem Gedanken das hier eventuell ein Unterschied sein könnte. :rolleyes::D Mein Gedanke, dass der APP eventuell intern mit mehr Tiefe arbeitet als danach im Master-File steckt. Nun... mit diesem Test ist das nun auch geklärt und ich kann beruhigt das Master-BIAS/Dark verwenden :-)

Dein Vergleich zwischen Kalibration mit Darks und mit Bias kommt mir ein wenig zu vereinfacht rüber.
Ob das einen Unterschied macht, hängt eben doch sehr von der Kamera ab. In Deinem Video scheint die Essenz zu sein, dass es für moderne Kameras egal ist. Das ist denke ich unzulässig verallgemeinert.
Zunächst sollte man sehr sicher sein, dass die mittleren ADUs von Master-Bias, Master-Dark und Master-Flat-Dark gleich sind, sonst kann es schon zu Problemen mit der Flat-Korrektur kommen (oft Überkorrektur).
Dann enthält ja ein Master-Dark schon noch mehr korrigierbare Artefakt-Signale als ein Master-Bias. Neben Sensor-Glow (was bei modernen gekühlten Kameras sehr gering ausfallen mag) auch Hot-Pixel.
Sicher fallen Hot-Pixel im fertigen Stack kaum auf, wenn bei der Aufnahme gedithert wurde. Aber ohne Dark-Korrektur werden sie halt einfach nur verschmiert und von der Rejection eliminiert. Mit Dark-Korrektur fallen viele Hot-Pixel aber schon bei der Kalibration raus.
Auch hier stimme ich dir völlig zu :-) Daher sage ich im Video auch ausdrücklich, dass jeder selber mit seinem Equipment solch einen Test machen soll um wirklich sicher zu sein ob eventuell BIAS-Frames für die Kalibrierung nicht auch ausreichen würden.
Bzgl. der ADU's.... genau deshalb macht man ja in erster Linie diese Kalibrierungsframes. Um die Light-Frames vom Grund-BIAS-Signal (Sockelwert) zu befreien. Also die ADU's welche unter anderem durch den Offset bestimmt werden, zu subtrahieren.
Die Lights werden somit durch die BIAS/Darks von diesem Sockelwert befreit und die Flats durch die DarkFlat. Wenn man das richtig macht, wird man niemals Probleme mit einer Überkorrektur haben.
Das dies nur zu empfehlen ist wenn ein Sensor kein Sensorglühen hat, habe ich direkt zu beginn im Video gesagt. Aktuelle und wohl auch zukünftige Bildsensoren haben absolut kein Sensorglühen mehr. Mit meiner QHY268 getestet indem ich aus 100 Darks zu je 900 Sek. ein MasterDark erstellt habe und das stark gestreckt. Sieht absolut homogen aus.
HotPixel konnte ich im Rohsummenstack keine mehr finden. Weder bei den mit BIAS korrigierten noch mit Darks korrigierten Bildern.
Ob das auch ohne Dithern so wäre kann ich nicht sagen... nicht getestet. Habe mir aber schon vorgenommen auch dazu mal einen Praxis Test zu machen.
Bzgl. der "Artefakt-Signale"... Da denke ich werden früher andere Regeln gegolten haben mit älteren Bildsensoren. Der IMX571 hat so ein homogenes Signal selbst mit 3600 Sek. Darks das dies wohl im Photonenrauschen unter geht.

Leider vergleichst Du die Ergebnisse auch nur optisch. Die Ebenen-Differenz in Photoshop ist da auch wenig aussagekräftig. Hier wäre eine statistische Messung des Hintergrundrauschens in den beiden Stacks sinnvoller.
Optisch ist das worauf man als Fotograf in erster Linie achten sollte. In der Theorie kann man vieles Messen. Wenn es aber in der Praxis nicht relevant ist, kann man dies meiner Meinung nach vernachlässigen. An irgendeiner Stelle sage ich auch im Video das man den SNR Wert auch in PixInsight messen könnte. Ich aber lieber nur das Visuelle beurteilen möchte.

Mit einer gekühlten Kamera ist es ja eigentlich sehr einfach, sich eine Bibliothek von Master-Darks für die paar normalerweise verwendeten Belichtungszeiten zu erstellen. Die kann man auch eine ganze Weile lang verwenden.
Natürlich hast Du Recht, dass man da eher keine 500 Darks verwenden wird. Aber das ist ja auch eigentlich nicht nötig. Du hast ja selbst kaum einen Unterschied zwischen 10 und 60 Darks gesehen.
Wie bist Du darauf gekommen, dass 500 Bias besser sind als z.B. 100?
Sicher, es kostet nicht so viel Zeit, und schaden wird es ganz sicher auch nicht.
Stimmt... daher war/bin ich bei gekühlten Kameras auch immer ein Verfechter von passenden Darks gewesen. Und ich hatte mir auch eine Dark-Bibliothek angelegt. Muss aber zugeben das ich es nie mit BIAS-Frames bisher gegengetestet habe.
Wie groß nun der Unterschied zu 10 vs. 500 BIAS-Frames wäre habe ich jetzt auch nicht getestet. BIAS Frames sind halt schnell gemacht. Und selbst wenn ich 1000 mache, ist das in 1 Stunde erledigt. Nach dem verrechnen zu einem Master-BIAS-Frame kann ich auch diese 1000 Einzelframes wieder löschen.

Schöne Grüße
Daniel
 
Vorausgesetzt die Anzahl der Lights hat sich nicht verändert, dann müsste Dark und Flat wieder angepasst werden.
Hallo André,
die Anzahl der Lights hat eigentlich nichts damit zu tun. Du kannst also 20 Light Frames und auch 100 Light Frames jeweils mit den gleichen BIAS/Darks und Flats kalibrieren. Solange sich natürlich die Kameraeinstellungen nicht verändert haben.

LG Daniel
 
Wo ich kürzlich selbst herumprobiert habe, sind die Stacking-Parameter im APP, d.h. genauer gesagt, die Kappa-Werte bei der Sigma-Rejection.
Wenn alles auf "Auto" gestellt ist, wählt APP bei mir immer Kappa high "4" und Kappa Low "8" - das erschien mit aufgrund der Normverteilungskurve etwas zu weit gegriffen. Die Gaußsche Kurve ist eigenlich nach 4x Sigma zu Ende (Kappa ist ja der Multiplikationsfaktor der Standardabweichung Sigma), weshalb also etwas mit-integrieren, das zu 99,9% nicht innerhalb der Normverteilung liegt?

Ich habe also ein und dieselben Daten mehrmals mit unterschiedlichen Einstellungen gestackt (Kappawerte 2/2, 3.5/3.5, 4/4, 3/6, 4/6).
Jedoch änder sich am Signal-Rauschverhältnis des Rohsummenstacks nur an der zweiten Stelle nach dem Komma minimal etwas. Optisch am Bild (maximaler Stretch) sieht man sowieso keinen Unterschied.
Also lass ich es auf "Auto"....

Das nur so nebenbei zu Info....

LG
Christian
Hallo Christian,
ich hatte zu beginn als ich APP verwendet habe, auch damit mal experimentiert und ebenfalls keine Unterschiede feststellen können. Daher verwende ich nun auch immer Auto.
LG Daniel
 
nachdem noch ein blutjunger Anfänger bin hier mal eine Anfängerfrage:
was ist der Unterschied zwischen Dark Frame und Dark Flat Frame ?
gibt es bei Bias Frame auch ein Bias Flat Frame
auch habe ich noch gelesen White Flat Frame
gibt es hier kein White Frame (ohne das Wort Frame)

was mich irritiert ist das Wort Frame.
ist für mich als Lehrling ein wenig verwirrend. Flat oder keine Flat - oder ist das das gleiche.
eine wenig Aufklärung aus der Fachabteilung wäre für mich perfekt.
bis dann

Rudi
 
Frame = Aufnahme

Lightframe oder Light = Eigentliches Bild
Darkframe oder Dark = Dunkelbild zur Kalibrierung des Lightframe, enthält Dunkelstromrauschen & Bias, gleiche Temperatur und Zeit wie Lightframe
Biasframe oder Bias = Ausleserauschen, wie Darkframe, aber mit sehr kurzer Belichtungszeit (1-2s)
Flatframe oder Flat = Helligkeitsverteilungskalibrierbild (was für ein Wort) ... Korrigiert ungleichmäßige Ausleuchtung -> Vignettierung, Staub etc.
Flatdark = Darkframe für die Flats, gleiche Temperatur und Zeit wie Flatframe

Bei modernen Kameras ist Dark und Bias fast gleich, da die Dunkelstromkomponente verschwindend klein ist, weshalb z.T. Bias statt Darks genutzt werden. Es müssen nie Darks UND Bias simultan genutzt werden.

CS, Ralf
 
Hi Ralf,

das ist mal ein Wort bzw. ein geschriebenes Wort.

für mich sehr gut. Recht herzlichen Dank für deine Bemühungen sagt
Rudi
 
habe ich gestern abend schon mal angesehen. ist für den Anfang ein wenig manchmal verwirrend. werde nochmals nach einen Abstand nochmals ansehen. vielleicht kapiert man dann etwas mehr.
 
nochmals eine Frage:
ist Flatdark und Dark das gleiche?
+
was ist ein Flat?
 
Vielleicht nochmal im Detail:

Ein Flat wird mit kurzer Belichtungszeit unter Vorhalten einer homogenen Lichtquelle gemacht. Der Fokus MUSS zwingend der Gleiche sein wie bei den Lightframes.
Es geht hier darum Helligkeitsveränderungen durch das optische System (Vignettierung, Abschattung z.B. durch einen OAG, usw) und Flecken, Störungen z.B. durch Staub auf dem Sensorglas oder dem Filter rauszurechnen. Die homogene Lichtquelle MUSS die vollständige Öffnung des Instruments abdecken.

CS, Ralf
 
Aha, wieder etwas mehr Klarheit.

danke an allen
 
Aha, wieder etwas mehr Klarheit.

danke an allen
Ich hab vor einiger Zeit mal versucht das unterhalb von 10 Minuten zu erklären.
Vielleicht hilft dir dieses Video:
 
Patrick hat das im Video super erklärt.

Sehr gut es wird langsamer verständlicher.
 
Wenn alles auf "Auto" gestellt ist, wählt APP bei mir immer Kappa high "4" und Kappa Low "8" - das erschien mit aufgrund der Normverteilungskurve etwas zu weit gegriffen. Die Gaußsche Kurve ist eigenlich nach 4x Sigma zu Ende (Kappa ist ja der Multiplikationsfaktor der Standardabweichung Sigma), weshalb also etwas mit-integrieren, das zu 99,9% nicht innerhalb der Normverteilung liegt?
Hallo Christian,

der Grund für die weiten Grenzen ist der: Je mehr man aus der normalen Verteilung ausschließt, desto schlechter wird das Ergebnis, d.h. desto mehr Rauschen bleibt übrig. Das Clipping kann das Ergebnis nur dann verbessern, wenn es Ausreißer, die nicht rein statistisch auftreten, also z.B. Hotpixel, Satelliten etc., entfernt.

Gruß, Erwin
 
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