"Laborvergleich" ASI 1600MM/MC gegen ICX694

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Stefan_Lilge

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Hallo,

der Clou an der bei mir kürzlich eingetroffenen ASI 1600MM cool ist bekanntlich das geringe Ausleserauschen (nachgemessene 1,15e- bei Gain 300, siehe hier http://www.astronomicum.de/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=14529 ), das für Kurzbelichtungen hilfreich ist. Da sich die Frage stellt, wieso ich mir noch eine Schwarzweißkamera kaufe, obwohl ich schon den krönenden Abschluss der CCD-Ära (ICX694) besitze, wollte ich den Vorteil durch das geringe Ausleserauschen einmal dokumentieren, schon um mir selber das Gefühl zu nehmen, hier unnütz Geld verpulvert zu haben.

Verglichen habe ich die Schwarzweiß- und Farbvarianten der ASI 1600 und meine Trius SX694.

"Testaufbau" war mein innenliegendes Badezimmer (also ohne Fenster), in dem ich ein Astrobild, ein Landschaftsbild und eine Flasche Kontaktlinsenreinigungsmittel als Motiv aufgebaut hatte. Die Beleuchtung erfolgte über eine kleine Lampe im Wohnzimmer, die in den Flur geschienen hat und dann über einen durch ein USB-Kabel freigehaltenen Türschlitz ins Bad dringen konnte. Der Laptop zur Kamerasteuerung stand im Flur, um nicht durch wechselnde Bildschirminhalte unterschiedlich viel Beleuchtung im Bad zu erzeugen.
Die Tür zum Bad habe ich bei den Vergleichsbildern zwischen den verschiedenen Kameras jeweils durch einen Gegenstand (meinen Staubsaugroboter, der hier endlich mal seine Nützlichkeit beweisen konnte) weitestgehend zugedrückt (soweit es halt das USB-Kabel erlaubte), damit nicht durch einen unterschiedlich weit geöffneten Türschlitz unterschiedliche Beleuchtungsstärken entstehen.
Aufnahmeoptik war ein Canon Kit-Objektiv, natürlich immer bei gleicher Blende und Brennweite.

Alle Kameras habe ich (nur) auf 0 Grad gekühlt, damit ich nach Kamerawechsel nicht so lange auf die Zieltemperatur warten musste.

Ich habe unter den von der Forensoftware verkleinert angezeigten Bildern jeweils noch den Link auf die volle Größe angebracht, den man insbesondere dann anklicken sollte, wenn die Vorschau komische Streifenmuster zeigt.

Zuerst gibt es ein Bild mit jeweils einer Sekunde Belichtungszeit an der ASI 1600 mit Gain 0 (highest dynamic range, ca. 3,5 Elektronen Ausleserauschen), 139 (unity gain, knapp 1,6 Elektronen) und 300 (lowest read noise, 1,15 Elektronen). Man sieht schon am Einzelbild, dass das mit zunehmendem Gain (von rechts nach links) sinkende Ausleserauschen zu einem besseren Signal-Rauschverhältnis führt.
Link zur Grafik: http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/ASI1600MMGaincompEinzelbild.jpg
http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/ASI1600MMGaincompEinzelbild.jpg

Das gleiche dann noch mal mit gestackten 20x1 Sekunden pro Gain-Einstellung, allerdings diesmal andersrum sortiert:
Link zur Grafik: http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/ASI1600MMGaincomp.jpg
http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/ASI1600MMGaincomp.jpg

Und noch ein Vergleich bei Gain 300 (1,15e- Ausleserauschen) mit 1x20 Sekunden (oben) gegen 20x1 Sekunden. Wie man sieht ist die lange Belichtung besser als die vielen kurzen Belichtungen, aber es war auch ziemlich dunkel in dem Raum, der Berliner Stadthimmel ist viel heller, so dass im "echten Leben" der Unterschied geringer ausfallen wird:
Link zur Grafik: http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/ASI1600MM20x1vs1x20.jpg
http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/ASI1600MM20x1vs1x20.jpg


Das gleiche Experiment noch mal mit meiner Starlight Xpress Trius SX694 mit nachgemessenen 5,13e- Ausleserauschen. Man sieht, dass die Trius deutlich schlechter mit den kurzen Einzelbelichtungen zurecht kommt als die ASI, obwohl der ICX694 in dieser Hinsicht schon einer der besten CCD-Chips ist. Mit dem KAF 8300 muss man doppelt so viele Photonen sammeln wie mit dem ICX694 um hintergrundlimitiert zu sein.
Link zur Grafik: http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/Trius20x1svs1x20s.jpg
http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/Trius20x1svs1x20s.jpg

Und hier endlich der große Showdown, jeweils 20x1 Sekunde mit ASI1600 (1,15e- Ausleserauschen bei Gain 300, links) gegen ICX694 (5,13e- Auseleserauschen, rechts). Der Vorteil für die ASI ist unübersehbar.
Link zur Grafik: http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/1600MMvsTriuscomp20x1s.jpg
http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/1600MMvsTriuscomp20x1s.jpg


Als "reality check" noch einmal ASI1600 gegen Trius, diesmal aber mit jeweils 300 Sekunden Belichtungszeit, also bei hintergrundlimitierten Bedingungen. Hier sieht die Trius (oben) besser aus, allerdings sind beide Bilder bei nur null Grad Kühlung ohne Darks aufgenommen. Mit stärkerer Kühlung und Darks dürfte die ASI auch hier nah an den ICX694 herankommen. Außerdem würde ich als ehemaliger Besitzer einer Atik383 behaupten, dass der KAF8300 im direkten Vergleich auch nicht besser aussehen würde als die ASI1600.
Link zur Grafik: http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/1600MMvsTrius300sohneDark.jpg
http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/1600MMvsTrius300sohneDark.jpg


Zum Abschluss noch ein Vergleich der ASI Farbkamera gegen ASI schwarzweiß, das ist das erste mal, dass ich von der gleichen Kamera eine Schwarzweiß- und Farbversion besitze.
Ich habe jeweils 20x1 Sekunde aufgenommen und nach dem Stacken mit Darks jeweils in Software 2x2 gebinnt, ohne das Farbbild zu debayern. Durch das nachträgliche 2x2 Binning wird das "Schachbrettmuster" (Bayer-Pattern) des Farbchips zerstört und damit eine direkte Vergleichbarkeit der Helligkeitswerte mit dem Schwarzweißchip hergestellt. Ein Farbbild mit einem Schwarzweißbild zu vergleichen ist sinnlos, weil der Seheindruck komplett unterschiedlich ist.

Man sieht schön, dass die Schwarzweißkamera ein besseres Signal-/Rauschverhältnis produziert, anhand der Hintergrundwerte (B=) kann man auch gut nachvollziehen, dass sie knapp drei mal (2,78 mal) so viele Licht gesammelt hat wie die Farbkamera, was sehr gut zu der theoretischen Erwartung passt:
Link zur Grafik: http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/1600MMvs1600MC20x1smitDarkSoftBin.jpg
http://www.astronomicum.de/modules/Gallery/data/media/17/1600MMvs1600MC20x1smitDarkSoftBin.jpg


Fazit: Der durch das geringere Ausleserauschen zu erwartende Vorteil der ASI 1600 gegenüber dem ICX694-Chip bei Kurzbelichtungen hat sich bestätigt. Bei langen Einzelbelichtungen macht sich die ASI 1600 ebenfalls sehr gut, braucht aber die Kalibration mit Darks und niedrigere Temperaturen, um mit dem ICX694 mithalten zu können.
Damit ist die ASI 1600 eine ernstzunehmende Alternative zum ICX694. Da dieser einer der besten CCD-Chips ist, gilt dies um so mehr beim Vergleich mit anderen Kameras (etwa mit dem KAF8300).
 
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Hallo Tommy,

Zitat von tommy_nawratil:
...
Wie sind die Bilder denn gestreckt? Alle gleich nehm ich an, aber wie?
...
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Die Bilder mit der 300 Sekunden-Belichtung sind stark logarithmisch gestreckt, weil sonst die dunkleren Bildteile vollkommen schwarz gewesen wären (zu hoher Dynamikumfang für lineare Darstellung).

Alle anderen Bilder sind so, wie sie AstroArt nach dem Laden automatisch darstellt. Dabei verwendet AstroArt je nach Bildinhalt manchmal eine ganz leichte logarithmische Streckung, die aber praktisch identisch mit einer linearen Darstellung ist.
Mit Ausnahme der beiden 300 Sekunden-Bilder ist also alles praktisch linear (ungestreckt) dargestellt.
Da die Unterschiede meist sehr deutlich waren, habe ich mir nicht die Mühe gemacht, die Darstellung noch von Hand zu optimieren.
 
Hi Stefan,

wow, ein seher guter Vergleich! Vielen dnak für Diene Mühe. Ich hatte die ASI 1600 auh im Auge, jetzt bestätigt sich, das sie wirklich gut ist.

Eine Frage: Die ASI 1600 hat bei ADC 12 oder 14 bit, wärend Deine Trius ja 16 biut hat -> ist der Unterschied eigentlich relevant bzw. konntest Du hier Unterschiede in der Dynamik feststellen?

Gruß
Der Micha
 
Zitat von MichaelBonn:
Hi Stefan,

wow, ein seher guter Vergleich! Vielen dnak für Diene Mühe. Ich hatte die ASI 1600 auh im Auge, jetzt bestätigt sich, das sie wirklich gut ist.

Eine Frage: Die ASI 1600 hat bei ADC 12 oder 14 bit, wärend Deine Trius ja 16 biut hat -> ist der Unterschied eigentlich relevant bzw. konntest Du hier Unterschiede in der Dynamik feststellen?

Gruß
Der Micha
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Hallo genau diese Fragestellung interessiert mich auch. Im Prinzip läßt sich ja der Dynamikumfang durch die Kombination entsprechende Aufnahmereihen erhöhen. Bei den möglichen Belichtungszeiten durchaus ein Schritt, der zeitlich attraktiv sein kann. Von daher stören mich die 12 Bit erstmal nicht.
https://en.wikipedia.org/wiki/High-dynamic-range_imaging

LG
Gerrit
 
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Hi Gerrit,

meinst Du, das Belichtungsreihen mit unterschiedlichen Belichtungszeiten kombiniert werdee, wie beim HDR? Und dadurch die 12 bit der ASI 1600 irrelevant wird?

Gruß
Der Micha
 
@Michael

Grundsätzlich wird die Dynamik ja durch den Gain stark beeinflusst, je höher die Verstärkung desto niedriger die Dynamik. 16 bit machen daher nur bei Unitygain wirklich Sinn.


Ich denke mal da man mit der ASI 1600 eh mit etwas höherem Gain arbeiten möchte um das niedrige Ausleserauschen auch zu nutzen macht eine Bitttiefe von mehr als 12 Bit eh keinen Sinn mehr.

LG
Thomas
 
Hallo Micha,
so meine Annahme. Wenn das Ausleserauschen entsprechend gering ist, dann sehe ich da mit 12 Bit keine Hindernisse. Man muß halt damit zu arbeiten lernen. Im Grunde wird sowas ja auch mit konventionellen CCD's gemacht. Beispiele hier: M42, M45... Eben da, wo schwache Details hervorgehoben werden wollen, ohne das man helle Bereiche übersättigt.

Grüße,
Gerrit
 
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Ich denke mal da man mit der ASI 1600 eh mit etwas höherem Gain arbeiten möchte um das niedrige Ausleserauschen auch zu nutzen macht eine Bitttiefe von mehr als 12 Bit eh keinen Sinn mehr.
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Umgekehrt wird ein Schuh draus: Gerade bei hohem Gain wird doch durch den A/D Wandler nach oben abgeschnitten. Hätte die Kamera einen 16bit Wandler, könnte der Gain oben bleiben, und man könnte trotzdem die 20.000 e- full well der Pixel nutzen. Genau das machen die traditionellen Astro CCDs wie die Trius doch auch. Ein 16bit Wandler würde hier viel bringen.

Was mich noch interessieren würde, ob man mal zwei hintereinander aufgenommene 5 min Darks mit Kühlung als Rohdaten sehen könnte. (wg Stabilität und glow, über den in diversen US Foren berichtet wurde)
Ausserdem noch die Frage, ob der Videomode die gleiche Qualität bietet, wie die Einzelbilder.



Viele Grüße
*entfernt*

 
Hallo Tommy,

Zitat von tommy_nawratil:
hallo Stefan,

könntest du die fits files irgendwo hochladen, zum selber strecken? Nur wenn es kein großer Umstand ist.

lg Tommy
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ich habe die Bilder, die ich für die Vergleiche verwendet habe, mal als ZIP-Datei hochgeladen, ich hoffe, dass nicht irgendwo meine Quietscheente mit im Bild ist :-)
(Dateigröße ca. 170MB):
http://ccd-astronomy.de/ASI-Trius.zip
Die Kamera ergibt sich aus dem Dateinamen, bei den ASI Kameras sind die Aufnahmen mit hohem ("high") Gain (im Treiber Gain 300, niedrigstes Ausleserausche) gemacht, soweit nicht im Dateinamen "unity" (Gain 139) oder "low" (Gain 0) auftaucht. Belichtungszeit ergibt sich ebenfalls aus dem Dateinamen, bei Einzelbildern ggf. aus dem FITS-Header. Ansonsten an den Dateinamen orientieren, die ja auch in den oben wiedergegebenen JPG in der Titelleiste sichtbar sind.

 
Hallo Michael, Gerrit und Thomas,

Zitat von MichaelBonn:
Eine Frage: Die ASI 1600 hat bei ADC 12 oder 14 bit, wärend Deine Trius ja 16 biut hat -> ist der Unterschied eigentlich relevant bzw. konntest Du hier Unterschiede in der Dynamik feststellen?
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einige grundsätzliche Überlegungen (damals noch zur Farbkamera, aber das gilt natürlich genauso für Schwarzweiß) hatte ich hier
http://www.astronomicum.de/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=14489
angestellt.

Die ASI hat 12 Bit, was aus meiner Sicht kein Problem ist.
Problematisch bei geringer Bittiefe kann sein, dass kleine Helligkeitsabstufungen nicht mehr unterscheidbar sind und "Treppenstufen" im Bild entstehen. Das ist bei niedrigem Gain bei den ASI-Kameras in der Tat ein Problem, das aber durch Addition (statt mitteln) vieler Einzelbilder gemindert/beseitigt werden kann.
Beispiele für Bilder, die trotz geringstem Gain ohne Treppenstufen bei 12 Bit herauskommen, allerdings mit ASI 174MC cool:
http://www.astronomicum.de/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=14489

Die Dynamik ist ebenfalls kein Problem. Der "dynamic range" ergibt sich ja aus Full-Well-Kapazität und Ausleserauschen. Wenn eine Kamera so wenig Ausleserauschen wie die ASI hat, braucht sie keine hohe Full-Well-Capacity für einen hohen Dynamikumfang. Zumal ein hoher Dynamikumfang für Astrofotografie sowieso eher ein "nice to have" ist als ein "must have", weil sich der größte Teil dessen, was wir fotografieren wollen, knapp über dem Himmelshintergrund bewegt (Ausnahme M42, M13 und ähnliche).

Ich werde mit den ASI-Kameras längere Belichtungen (länger als ein paar Sekunden) mit Unity Gain machen (dann ist ein Elektron eine Helligkeitsstufe, es kann also keine Treppchen geben) und Kurzbelichtungen (wenige Sekunden) mit Gain 300 (lowest read noise).
Einen Gain unter Unity Gain werde ich höchstens für M42 etc. verwenden.
 
Hallo Norbert,

Zitat von *entfernt*:
Ich denke mal da man mit der ASI 1600 eh mit etwas höherem Gain arbeiten möchte um das niedrige Ausleserauschen auch zu nutzen macht eine Bitttiefe von mehr als 12 Bit eh keinen Sinn mehr.
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Umgekehrt wird ein Schuh draus: Gerade bei hohem Gain wird doch durch den A/D Wandler nach oben abgeschnitten. Hätte die Kamera einen 16bit Wandler, könnte der Gain oben bleiben, und man könnte trotzdem die 20.000 e- full well der Pixel nutzen. Genau das machen die traditionellen Astro CCDs wie die Trius doch auch. Ein 16bit Wandler würde hier viel bringen.

Was mich noch interessieren würde, ob man mal zwei hintereinander aufgenommene 5 min Darks mit Kühlung als Rohdaten sehen könnte. (wg Stabilität und glow, über den in diversen US Foren berichtet wurde)
Ausserdem noch die Frage, ob der Videomode die gleiche Qualität
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wenn man bei hohem Gain noch die ganze Full-Well-Capacity nutzen könnte, wäre das natürlich schön, aber man kann ja wegen des geringen Ausleserauschens sehr kurz belichten, so dass man auch Motive mit hoher Dynamik genauso gut wie mit "herkömmlichen" CCD-Kameras abbilden kann. Und wenn man "lucky imaging" macht, ist es in der Tat egal, ob der A/D-Wandler die meisten Helligkeitswerte abschneidet, weil man sowieso nur ein paar Elektronen Signal bekommt.

Anders ausgedrückt: Die ASI 1600 kann alles, was eine normale CCD auch kann, man wird aber üblicherweise die Einzelbelichtungen kürzer halten als normal. Abgesehen von den größeren Datenmengen ist das ja aber ein positiver Effekt, weil man weniger Probleme mit Nachführung, Satelliten etc. hat.
Dazu kann sie halt auch extreme Kurzbelichtungen und kürzere Belichtungen bei Schmalband.

Die Befürchtungen in amerikanischen Foren über Probleme mit Verstärkerglühen sind sämtlich von Leuten, die keine Ahnung haben. Das Verstärkerglühen ist vorhanden und in länger belichteten Darks sehr deutlich zu sehen, lässt sich aber mit Darks (auch wenn diese nicht vom gleichen Tage sind) komplett beseitigen. Natürlich bleibt an den Stellen, wo das Verstärkerglühen stark war (Bildfeldrand) ein Rauschanteil zurück, aber ein Kollege aus Australien hat nachgemessen, dass selbst die am stärksten betroffenen Bildteile immer noch weniger rauschen als beim ICX694 (und damit natürlich viel weniger als bei KAF8300).
In meinen Großstadtbildern ist auch ohne Dark nichts von Verstärkerglühen zu sehen. In einem Nachbarforum hat Kollege Alexander 20 Minuten-Belichtungen mit 3,5nm Halpha-Filter ohne Darks eingestellt, selbst unter diesen Extrembedingungen kann man das Verstärkerglühen nur wahrnehmen, wenn man weiß, wo es ist:
http://www.astronomicum.de/modules.php?name=Forums&file=viewtopic&t=14530

Zur Stabilität der Darks: Wie oben schon gesagt reichen auch Darks von anderen Tagen, um das Verstärkerglühen zu beseitigen. Darks, die direkt hintereinander aufgenommen wurden, sind identisch, wenn man sie voneinander abzieht bleibt nur noch perfektes Rauschen übrig.

Zum Videomodus: Falls Du damit den Direct Show Treiber meinst habe ich diesem bisher keine vernünftigen Bilder entlocken können. Den braucht man aber auch nicht, mit Programmen wie Sharpcap (für Kurzbelichtungen mit der ASI zu empfehlen) und Firecapture bekommt man auch über den normalen Treiber 10 Bilder/Sekunde bei 16 Megapixeln und 15 Bilder/Sekunde im High-Speed Modus (10 Bit Auslesung und vermutlich höheres Ausleserauschen). Mit Subframes kann man über USB3.0 auch bis zu 120 Bilder/Sekunde auslesen, die Kamera ist also auch eine vollwertige Planetenkamera.

 
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gelöscht, weil ich irrtümlich geschrieben hatte, dass ich bei den oben verlinkten Testbildern nur die zentralen vier Megapixel ausgelesen hätte. Das war aber eine Erinnerungslücke, die Bilder haben die vollen 16 Megapixel...
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hallo Norbert,

Zitat von *entfernt*:
Was mich noch interessieren würde, ob man mal zwei hintereinander aufgenommene 5 min Darks mit Kühlung als Rohdaten sehen könnte. (wg Stabilität und glow, über den in diversen US Foren berichtet wurde)
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ich lade gerade sechs Darks mit der ASI 1600MM, je fünf Minuten bei -20 Grad (hat die Kamera sogar in meinem Wohnzimmer geschafft) hoch, ca. 56MB:
http://ccd-astronomy.de/16-07-09DarksASI1600MM.zip
 
Hallo Stefan,

vielen Dank für die Mühe, habe mir die Files gerade runtergeladen. Das sieht auf den ersten Blick gut aus, das Histogramm hat einen leichten zweiten Buckel, der wahrscheinlich die "warm Pixels" repräsentiert. Ein Hinweis, dass an den Daten wohl nicht rumgerechnet wird, auch der Hauptpeak sieht schön gaussförmig aus, auch in der Subtraktion von zwei Bildern. Da kann man nicht meckern.

Das Teil kommt jedenfalls auf den "will haben Zettel", falls ich mal wieder Zeit fürs Hobby finde.

Die Gain Info steht ja nicht im FITS Header, war das bei unity oder bei vollem gain ?
(Vergiss es, es steckt ja im Dateinnamen !Lesen hilft)

Allerdings sieht man die "warm Pixel" ohne Darkabzug sehr deutlich, vor allem wenn mn sich einen Querschnitt anschaut. Man muss m.E. zwingend mit Darks arbeiten, sonst wirft man Performance weg.
Die Standardabweichung ohne Darkkorrektur liegt um 3.8 ADU
(ich habe wieder auf 12 bit runtergerechnet, bzw. durch 16 geteilt) , am kalibrierten Bild käme man auf 2 runter.
Und 2 e- Noise (read + darknoise) für 300sec ist nicht schlecht.



Viele Grüße
*entfernt*
 
Zuletzt bearbeitet:
hallo,

bin auch grad am Testen, ziehe grade 8min Darks bei -20°C Unity Gain. Die ASI1600MMC hat jedenfalls massenhaft warme Pixel, etwa 10-20x mehr als meine Astrel 8300. Die machen den zweiten Buckel im Histogramm, wie Norbert schon anmerkt. Die Werte dieser warmen Pixel liegen etwa 3x über dem sonstigen Hintergrund.

Sieht also so aus, als ob die stärkere Kühlung die warmen Pixel nicht wesentlich reduziert. Stefan kann das ja mal nachprüfen.

Im einzelnen Dark ist bei der ASI1600MMC -20° in der PI Statistik (16bit Werte):
mean 376 avgDev 62
Ausschnitt aus der Mitte (ohne Glühen): mean 336 AvgDev 52

und ein 8min Dark der Astrel 8300 bei -25°C:
mean 1235 avgDev 15
Ausschnitt aus der Mitte: mean 1232 AvgDev 8,9

Das heißt fürs Einzel Dark: Die ASI1600 zeigt - auf dieselbe Helligkeit normiert - fast 20x so hohe Abweichungen bei den Pixelwerten wie die Astrel. Das ist vorerst mal berauschend würde ich meinen. Mal sehen wie das Summen Dark dann aussieht.

Habe auch die Ausschnitte aus der Mitte mit dem Noise Evaluation Script geprüft:
ASI1600 Dark 5,981 x 10^-4
Astrel8300 Dark 1,250x10^-4

Das muß man auch auf dieselbe Hintergrund Helligkeit normalisieren, stimmt also mit den ca. 20x aus der Statistik etwa überein.

zum Anschauen - mit STF Vorschau gestreckt und Histo gleich gestreckt, und Statistik in PI.
Links unten ein 100% Ausschnitt, da sieht man die Myriaden warmen Pixel der ASI1600MMC.

Dark der ASI1600MMC 480sec -20°C
Link zur Grafik: https://farm9.staticflickr.com/8592/28365831225_ed62da225a_o_d.jpg

Dark der Astrel8300 480sec -25°C
Link zur Grafik: https://farm8.staticflickr.com/7752/28332314936_aed0868eb5_o_d.jpg
(Rechtsklick und Anzeigen für groß)

lg Tommy
 
Hallo Tommy,

müsstest Du nicht den unterschiedlichen Gain berücksichtigen ?
Die Astrel liefert Rohdaten in 16bit mit 0.91 e-/ADU,
Die ASI liefert 12bit Daten mit 1 e- = 1ADU, die hinterher auf 16 bit durch eine simple Multiplikation hochgerechent werden (daher auch die Lücken im Histogramm) Die Statistikwerte nimmst Du bei beiden von 16bit Daten. Um auf Photoelektronen zu normieren, müssten die Statistikwerte auch um den Faktor 16 reduziert werden.
Bei einem Dark wüsste ich nicht, wie ich ohne gleichen Gain auf gleiche "Helligkeit" einstellen könnte.

Die Frage ist, wie gut die 5% warmen Pixel abziehbar sind, bei Stefans Daten sah das ganz gut aus.

Viele Grüße
*entfernt*
 
hallo Norbert,

ich gehe natürlich von dem Bild aus, das ich erhalte und mit dem ich arbeite. Der ASCOM Treiber war auf 16bit eingestellt - nachdem ein File 33MB hat, liefert das bereits die Kamera. Mal sehen wie das im Summen Dark aussieht, sollte dann eigentlich auch die Lücken haben. Sonst könnte man das einzelne Light nicht korrekt kalibrieren. Mach ich am Abend, in der Schublade wird es der Kamera zu warm :/

Genau, die Frage ist wie gut die Warmpixel korrigierbar sind. Für das Ziel, möglichst Signal nahe des Hintegrunds noch sicher darstellen zu können, ist das sehr wichtig. Stefan hat in seinem Test ja keine Darks verwendet. Und wie gut schwaches Signal bei 12bit überhaupt gesampelt wird. Das kommt auch noch.

lg Tommy
 
Hallo Tommy,

Zitat von tommy_nawratil:
Im einzelnen Dark ist bei der ASI1600MMC -20° in der PI Statistik (16bit Werte):
mean 376 avgDev 62
Ausschnitt aus der Mitte (ohne Glühen): mean 336 AvgDev 52

und ein 8min Dark der Astrel 8300 bei -25°C:
mean 1235 avgDev 15
Ausschnitt aus der Mitte: mean 1232 AvgDev 8,9

Das heißt fürs Einzel Dark: Die ASI1600 zeigt - auf dieselbe Helligkeit normiert - fast 20x so hohe Abweichungen bei den Pixelwerten wie die Astrel. Das ist vorerst mal berauschend würde ich meinen. Mal sehen wie das Summen Dark dann aussieht.

Habe auch die Ausschnitte aus der Mitte mit dem Noise Evaluation Script geprüft:
ASI1600 Dark 5,981 x 10^-4
Astrel8300 Dark 1,250x10^-4

Das muß man auch auf dieselbe Hintergrund Helligkeit normalisieren, stimmt also mit den ca. 20x aus der Statistik etwa überein.
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ich weiß nicht, wie die Rausch-Auswertung in PI funktioniert, aber rein von Deiner Beschreibung her sehe ich drei Fehler in Deiner Analyse.

Zum einen sehe ich nicht, dass Du den Gain berücksichtigt hast. Um zwei unterschiedliche Kameras zu vergleichen, muss man die ADU in Gain umrechnen. Bei der ASI mit Unity Gain ist das natürlich einfach (1 ADU=1e-), aber die Astrel hat sicherlich nicht Unity Gain, sondern vermutlich ca. 0,3e-/ADU (das wäre jedenfalls für den KAF8300 der Normalfall).

Außerdem musst Du in der Tat vor der Analyse der ASI-Bilder das komplette Bild durch 16 teilen und erst dann die Standardabweichung ermitteln. Die Kamera gibt 12 Bit aus, die vom ASCOM-Treiber auf 16 Bit heraufskaliert werden (also mit 16 multipliziert). Das sieht man schon dadurch, dass in einem Einzelbild die Helligkeitsabstufungen immer nur in 16er Schritten erfolgen und beim Anblick des Histogramms ein "schönes" Kammmuster entsteht, das verschwindet, wenn man das Histogramm mit 12 Bit darstellt.

Außerdem gibt es keinen Grund dafür, die Bilder auf gleiche Helligkeit zu normieren. Die Vergleichbarkeit des Rauschens wird durch die Berücksichtigung des Gain hergestellt. Das Rauschen "sitzt" auf einem Podest aus Bias und Dunkelstrom, wie hoch dieses Podest ist, ist egal. Wenn Du zu einem Bild einen konstanten Wert (z.B. 1000) addierst, hat es nachher genau die gleiche Standardabweichung wie vorher, die Helligkeit hat also keinen Einfluss auf die Standardabweichung (jedenfalls bei Dunkelbildern, bei "Lights" durch das Photonenrauschen natürlich schon).

Ich habe übrigens gerade mal wieder ein paar Darks aufgenommen, um mal zu sehen, ob die Differenz aus zwei Darks anders ausfällt, wenn sie direkt nacheinander oder mit einigen Tagen Abstand aufgenommen sind.
 
hallo Stefan,

ich sehe mir nur die Bilder an die ich erhalte, man dividiert ja so ein fits File nicht durch 16 bevor man es kalibriert, oder machst du das? Macht man bei den 12 und 14bit files einer DSLR auch nicht.

In der Bildverarbeitung hat man mit dem Gain/Offset nichts mehr zu tun, den braucht man vorher um ein brauchbares Bild aus der Kamera zu kitzeln (zB ohne schwarze Pixel). Die Helligkeit der Hintergrund Pixel wird über Gain und Offset eingestellt AFAIK, das erste ein Faktor das zweite eine Konstante. Die vielen warmen Pixel der ASI bilden einen zweiten Buckel über diesem Podest, wie du's auch vergleichst, und das macht die starke Streuung in der Statistik. Wie nahe man an den echten Hintergrund ran kommt, hängt davon ab wie gut die Kalibration klappt.

Hatte sogar Sterne draußen, aber beim Fokussieren übers live Bild in APT ist irgendwie der Treiber eingefroren (auch bei USB traffic minimum, ich hab aber USB3), und ich bekam kein Bild mehr. Ist dir auch schon sowas passiert? War aber eh zu diesig um ein brauchbares Bild zu bekommen.

lg Tommy
 
Hallo Tommy,

es gibt verschiedene Arten, ein 16bit File zu füllen, und auch zu lesen. Meine DSLRs (1000d und 450d) schreiben die 4095 bzw. 16383 Graustufen so wie sie sind ins 16bit File, und die oberen Werte kommen nicht vor. Wenn ich die in MaximDL öffne, sehe ich das auch. In Fitswork werden sie automatisch linear gestretcht (kann man aber in den Einstellungen abschalten).
Bei der ASI werden sie schon im Ascom-Treiber gestretcht.
Du hast 16bit Daten, aber trotzdem nur 4095 Graustufen.
Da es für 16bit Daten bezüglich der Darstellung keine echte Konvention gibt, die meisten Programme aber erst mal auf den vollen Bereich skalieren, wollen die Chinesen Dir einen Gefallen tun, und das Bild so aufbereiten, dass Du auch was siehst, wenn der Schwarzpunkt unten, und das Maximum auf 65000 steht. Deshalb multiplizieren sie es hoch, sonst wäre das Bild bei 4095 ADUs erst mal schwarz.


Klar hast Du recht damit, dass das Bild hinterher nicht von den ADUs abhängt, es kommt aufs Signal to Noise an. Ein Dark allein gibt Dir aber keinerlei Info übers Signal, hier braucht es den Gain, um eine physikalische Bezugsgröße zu haben. Oder wie Du selbst sagst, die gleiche Helligkeit. Hättest Du einen Stern oder irgendein Objekt mit im Bild, dann könntest Du dieses auf gleiche Helligkeit bringen. (Hast Du aber im Dark nicht !)
Im Falle der ASI und des von Dir verwendeten Treibers wäre diese Helligkeit aber 16mal so hoch wie bei der Astrel.

Fürs Kalibrieren brauche ich nicht durch 16 dividieren, aber zum Kameravergleich muss ich die Zahlen irgendwie ins Verhältnis zur Lichtmenge (bzw zur Anzahl der Photoelektronen) bringen, und das geht am einfachsten über den gleichen Gain.

Gruß
*entfernt*







 
Hallo Tommy,

Du hast natürlich Recht, dass man nicht vor der Kalibration durch 16 teilt. Aber die Bildversion, die Du analysieren willst (sei es nun mit oder ohne Dark) muss durch 16 geteilt werden, weil die Daten der Kamera vom Treiber vorher mit 16 multipliziert wurden.

Und die Berücksichtigung des Gain ist auch unverzichtbar. ADU-Werte haben keinerlei Aussagekraft beim Vergleich mit anderen Kameras. Der Gain stellt nicht die Helligkeit des (Bias-)Hintergrundes ein, das macht der Offset (eine dazuaddierte Konstante). Der Gain multipliziert alles, was aus der Kamera herauskommt, auch das Rauschen, mit einem Faktor. Wenn man diesen Multiplikator nicht kennt und berücksichtigt, kann man keine Vergleiche treffen. Und wie gesagt auch nicht versuchen, über die Helligkeitswerte anzugleichen, die sind nämlich tatsächlich bei Darks nur ein bedeutungsloses (jedenfalls bei Kameras mit geringem Dunkelstrom) Podest.

Zum Einfrieren: Ich hatte selten mal das Problem, dass sich Belichtungen zwar starten ließen, aber der Download hängen blieb. Das war allerdings so selten (und auch immer nur, wenn ich selber irgendwo herumgeklickt habe), dass es mich nicht gestört hat. Auf Cloudynights gibt es Leute, die empfehlen, die Kamera über einen USB 2.0 Port zu betreiben (das ist für lange Aufnahmen auf jeden Fall schnell genug), man sollte dann aber eher einen hohen USB-traffic wählen, weil laut ZWO die Bildqualität leiden kann, wenn man bei USB 2.0 einen langsamen USB-traffic nimmt).
 
hallo,

Danke für die Infos, da es bei meinen 8300 Chips keine info über Gain und Offset gibt, schaue ich wie ich ein reproduzierbares Signal vergleichen kann.

Das ist etwas unerwartet, daß die 12bit multipliziert werden und nicht einfach wie bei der DSLR in die unteren Bits des 16bit files reingeschrieben werden. Wie schätzt ihr den Einfluß auf die Kalibration ein? Wenn ich Masterdarks und Flats erstelle, wird das durchs Mitteln ja Zwischenwerte enthalten, wo im Einzelbild Null bzw der Offset steht (die Lücken im Histo).

(Light - Dark) / (Flat - Bias)

Welche Effekte sind daraus zu erwarten? ist eine präzise Kalibration so möglich? Oder doch alles erst mal durch 16 dividieren? Wäre in PI ja auch kein Problem.

Stefan, hattest du mal Tau auf dem Kamerafenster? Das Einfrieren kam sicher vom Rumklicken, ich hatte APT zum ersten Mal verwendet und muß erst mal mit der Oberfläche zurecht kommen. Allerdings kam auch bei Maxim dann nur ein komplett schwarzes Bild an. Musste trennen und neu verbinden um den Treiber neu zu starten.

lg Tommy
 
hallo,

ein Einzeldark minus Masterdark sieht gut aus, die warmen Pixel sind weg! Habe 20 Darks per average ohne rejection integriert, und dieses Masterdark von einem Einzeldark abgezogen.

Es wird zwar das Histo links etwas abgeschnitten, also einige wenige Pixel mit Helligkeit Null entstehen, das dürfte in der Praxis aber ohne Belang sein da dieser Bereich ohnehin keine Signalinformation enthält. Links unten wieder der 100% Ausschnitt.

Link zur Grafik: https://farm9.staticflickr.com/8472/28355643246_41579e9a28_o_d.jpg

lg Tommy



 
(Light - Dark) / (Flat - Bias)

Welche Effekte sind daraus zu erwarten? ist eine präzise Kalibration so möglich? Oder doch alles erst mal durch 16 dividieren? Wäre in PI ja auch kein Problem.
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Hallo Tommy,

ich glaube, das ist kein Problem mit den aufgeblasenen Daten, solange Du beim Rechnen mit den Zwischenergebnissen auf 32bit Floating Point bleibst. Bei "normalen" 12bit Daten kämen ja durchs Masterdark auch Kommastellen zwischen die Original Histogramm Daten.

Zum Vermeiden der negativen Zahlen kann man ja am Schluss (bitte nicht vor der Division) wieder einen kleinen Offset aufs Ergebnis legen, normalerweise braucht es das nicht, weil der Hintergrund ja für positive Werte sorgen sollte. Abschneiden in Zwischenschritten der Rechnung führt ansonsten schon zu Informationsverlust. Ob die signifikant sind, ist eine andere Frage.

Dass Poesie immer so in Mathe ausarten muss... ;)

Viele Grüße
*entfernt*

 
Hallo Tommy,

ich habe mal auf der Webseite von Astrel nachgeschaut, die geben einen Gain von 0,91e-/ADU an. Das ist also auch fast "unity gain". Sehr ungewöhnlich für eine Kamera mit KAF8300, aber sie werden schon wissen warum. Am besten wäre es natürlich, den Gain der konkreten Kamera zu bestimmen, aber zumindest bei meiner Atik383 und meiner Starlight XPress Trius SX694 entsprach der nachgemessene Gain genau den Herstellerangaben, so dass ich davon ausgehe, dass die Hersteller das halbwegs einheitlich hinbekommen.

Zitat von tommy_nawratil:
Im einzelnen Dark ist bei der ASI1600MMC -20° in der PI Statistik (16bit Werte):
mean 376 avgDev 62
Ausschnitt aus der Mitte (ohne Glühen): mean 336 AvgDev 52

und ein 8min Dark der Astrel 8300 bei -25°C:
mean 1235 avgDev 15
Ausschnitt aus der Mitte: mean 1232 AvgDev 8,9
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Damit wäre die Rechnung wie folgt:
ASI hat Standardabweichung 62. Keine Korrektur für Gain erforderlich da bei Unity Gain aufgenommen, aber durch 16 teilen.
Für ASI also bereinigt 62/16= 3,875e- Gesamtrauschen.

Bei der Astrel Standardabweichung 15. Korrektur für Gain 0,91*15= 13,65e- Gesamtrauschen.

Für die Ausschnitte aus der Mitte (komisch, dass da der KAF8300 mehr zulegt als der CMOS-Chip): Da hat ASI 3,25e- Gesamtrauschen, die Astrel 8,099.

Wie zu erwarten "gewinnt" also die Kamera mit dem niedrigeren Ausleserauschen und dem (auf alle Pixel gesehen) niedrigeren Dunkelstrom.
Die vielen warmen Pixel sind natürlich schade, ohne die wäre das ein unfassbar guter Chip. Man muss aber berücksichtigen, dass die warmen Pixel u.a. deshalb so auffallen, weil der Chip so ein geringes Ausleserauschen hat. Beim KAF8300 würden ähnliche Pixel im höheren Ausleserauschen relativ unauffällig sein.

Nach meinen Erfahrungen mit der Farbkamera (die schwarzweiße hat erst eine Nacht hinter sich, das kommt eventuell später noch) ist bei der ASI eine komplette Bildkalibrierung (also Darks mit gleicher Belichtungszeit wie Lights, dazu Flats mit passenden Flatdarks) erforderlich, um optimale Ergebnisse zu bekommen. So nachlässig wie bei dem ICX694 (für den ich nie Darks mache, sondern nur Bias) kann man mit der ASI 1600 nicht sein.
 
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