offset/bias
- Ersteller des Themas Johnson
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Tankred
Aktives Mitglied
Hallo Hans
Offset/BIAS sind nicht vorhandene Bildinformationen, die eine Digitale Kamera produziert wenn sie den CCD/CMOS ausliest, einfach durch den Auslesevorgang an sich. Das darf man aner nicht mit Rauschen verwechseln.
Manche Software (Iris, FitsWork...) können dies korrigieren, wenn mann eine Aufnahme hat, die nur das BIAS/Offset zeigt. Diese erstellt man in der Praxis z.B. an DSLRs, in dem man bei kürzester zur Verfügung stehender Belichtungszeit eine Aufnahme (besser ist es ca. 10 zu mitteln) macht. Die Lichtempfindlichkeit (ISO) muss der der zu korrigierenden Aufnahmen (Hellbild) entsprechen.
Offset/BIAS sind nicht vorhandene Bildinformationen, die eine Digitale Kamera produziert wenn sie den CCD/CMOS ausliest, einfach durch den Auslesevorgang an sich. Das darf man aner nicht mit Rauschen verwechseln.
Manche Software (Iris, FitsWork...) können dies korrigieren, wenn mann eine Aufnahme hat, die nur das BIAS/Offset zeigt. Diese erstellt man in der Praxis z.B. an DSLRs, in dem man bei kürzester zur Verfügung stehender Belichtungszeit eine Aufnahme (besser ist es ca. 10 zu mitteln) macht. Die Lichtempfindlichkeit (ISO) muss der der zu korrigierenden Aufnahmen (Hellbild) entsprechen.
Refek
Aktives Mitglied
Hi!
Ich habe hier mal ein Zitat:
Dieses Zitat sagte mir, dass solange ich nicht mit einer gekühlten CCD-Kamera arbeite, bei der die Chiptemperaturen unterschiedlich ausgelegt werden können, das Thema Offset/BIAS nicht großartig von Bedeutung ist. Ich selbst arbeite mit einer EOS 350D. Da ich zeitweilig Probleme mit den Darkabzug hatte, lasse ich inzwischen den Dark intern abziehen. Das kostet zwar wertvolle Zeit, aber die Korrektur ist nicht mehr abhängig von den separat erstellten Darks.
Ob der Abzug des Offset/BIAS notwendig ist kann ich nicht beurteilen, da mir bis heute weder ein Unterschied aufgefallen noch ein Grund vorgetragen wurde, dies zu tun. Zu diesen Thema sollten sich die Experten äußern, ich kann nur mit den obigen Zitat dienen...
Grüsse,
Matthias
Admins: Bitte in das Astrofotografie-Board verschieben, diese Fragen hier sind etwas zu spezifisch für "Karten, Software, Literatur"
Ich habe hier mal ein Zitat:
Zitat von Stefan Seip in "Astrofotografie digital"(ISBN 3-440-10426-5):
Dieses Zitat sagte mir, dass solange ich nicht mit einer gekühlten CCD-Kamera arbeite, bei der die Chiptemperaturen unterschiedlich ausgelegt werden können, das Thema Offset/BIAS nicht großartig von Bedeutung ist. Ich selbst arbeite mit einer EOS 350D. Da ich zeitweilig Probleme mit den Darkabzug hatte, lasse ich inzwischen den Dark intern abziehen. Das kostet zwar wertvolle Zeit, aber die Korrektur ist nicht mehr abhängig von den separat erstellten Darks.
Ob der Abzug des Offset/BIAS notwendig ist kann ich nicht beurteilen, da mir bis heute weder ein Unterschied aufgefallen noch ein Grund vorgetragen wurde, dies zu tun. Zu diesen Thema sollten sich die Experten äußern, ich kann nur mit den obigen Zitat dienen...
Grüsse,
Matthias
Admins: Bitte in das Astrofotografie-Board verschieben, diese Fragen hier sind etwas zu spezifisch für "Karten, Software, Literatur"
Arndt
Aktives Mitglied
Hallo Matthias,
im von Dir erwähnten Zitat steht leider Quark - damit man überhaupt einen Dunkelbildabzug machen kann, MUSS das Dunkelbild bei DERSELBEN Temperatur aufegnommen werden wie das Hell- oder Objektbild. Das Problem ist (vor allem bei CCDs, wie es bei Digiknipsen ist, weiß ich nicht, da ich keine Infos über Hot Pixel-Problematiken habe), dass jedes unvermeidliche Hot Pixel (allgemeiner: eigentlich JEDES Pixel) seine ganz eigene Temperaturdynamik hat, was nichts anderes bedeutet, als dass man ein bei einer von Hellbild abweichenden Temperatur erstelltes Dunkelbild eben NICHT skalieren kann. So geht's also leider nicht.
Das Bias macht eigentlich nur Sinn, wenn man eine photometrisch exakte Bildreduktion durchführen möchte, sonst reicht der Dunkelbildabzug aus. Außerdem nützt das Bias sehr viel, wenn man eine Dunkelbildbibliothek angelegt hat oder Dunkelbilder für die jeweils passende Belichtungszeit eines Hellbildes skalieren möchte (vor allem hier!). Anhand der Skalierung kann ich mal versuchen, das zu erklären:
Angenommen, ich habe ein Hellbild 20 min lang belichtet - brauche ich dazu auch ein 20 min langes Dunkelbild? Im Prinzip nein - da der CCD-Chip linear reagiert, kann ich prinzipiell auch ein Dunkelbild von 1 min Belichtungszeit nehmen und dieses mit 20 multiplizieren, bevor ich es abziehe (dass ich dann natürlich möglichst nicht ein Einzelbild, sondern ein gemitteltes Dunkelbild mit möglichst geringem Rauschen nehme, versteht sich natürlich von selbst - immerhin multipliziere ich ja auch das Rauschen mit dem Faktor 20; man bekommt aber bei Mittelung von vielleicht hundert Einzelbildern ein so rauscharmes "Master-Dunkelbild", dass man hiermit wirklich sinnvoll arbeiten kann, immer voraus gesetzt, dass man die Temperatur des CCD über die gesamte Beobachtungszeit konstant halten kann, sonst... s.o.). Das Dumme bei der Skalierung ist aber, dass mein Dunkelbild leider nicht nur das Dunkelstromsignal enthält, sondern auch den Bias-Offset, also die Vorladung jedes Pixels, die dafür sorgt, dass es überhaupt Elektronen während der Belichtung aufnemhmen kann. Mathematisch kann ich das so ausdrücken:
K=D+B.
Wenn ich das Bild nun skalieren möchte, weil es nur 1 min, mein Hellbild aber 20 min belichtet ist, muss ich erst den Bias abziehen, um das reine Dunkelsignal zu erhalten:
K'=(D+B)-B, also
K'=B.
Würde ich das nicht tun, würde ich den Bias-Wert beim Multiplizieren 20-mal mitmultiplizieren, so dass mein multipliziertes Resultatbild den 20-fachen Bias-Offset hätte:
K_falsch=20*K
=20*(D+B)
=20*D + 20*K <--- *KNIRRRSCH* 20*K *KNIRRRSCH*
Richtig ist es so:
K_richtig=20*K'
=20*D.
Denn das 20 Minuten lang belichtete Hellbild enthält ja immerhin auch den Dunkelstrom für 20 Minuten, aber eben nur EINMAL den Bias.
Der langen Rechnung kurzer Sinn: Willste Digiknipsen, mach' nur Dunkelbilder, da die Temperatur eh' nie konstant bleibt nud die Kameras auch dazu neigen, nach dem Hellbild mit der Belichtung X auch gleich noch ein Dunekbild mit der Belichtung X nachzuschieben. Willste CCD machen, mit einer geregelten Kühlung (temperaturstabil <1°C), und möglichst noch Photometrie machen, dann take the long way home...
Ich hoffe, das Ganze klärt etwas mehr auf als es verwirrt
Gruß,
Arndt
im von Dir erwähnten Zitat steht leider Quark - damit man überhaupt einen Dunkelbildabzug machen kann, MUSS das Dunkelbild bei DERSELBEN Temperatur aufegnommen werden wie das Hell- oder Objektbild. Das Problem ist (vor allem bei CCDs, wie es bei Digiknipsen ist, weiß ich nicht, da ich keine Infos über Hot Pixel-Problematiken habe), dass jedes unvermeidliche Hot Pixel (allgemeiner: eigentlich JEDES Pixel) seine ganz eigene Temperaturdynamik hat, was nichts anderes bedeutet, als dass man ein bei einer von Hellbild abweichenden Temperatur erstelltes Dunkelbild eben NICHT skalieren kann. So geht's also leider nicht.
Das Bias macht eigentlich nur Sinn, wenn man eine photometrisch exakte Bildreduktion durchführen möchte, sonst reicht der Dunkelbildabzug aus. Außerdem nützt das Bias sehr viel, wenn man eine Dunkelbildbibliothek angelegt hat oder Dunkelbilder für die jeweils passende Belichtungszeit eines Hellbildes skalieren möchte (vor allem hier!). Anhand der Skalierung kann ich mal versuchen, das zu erklären:
Angenommen, ich habe ein Hellbild 20 min lang belichtet - brauche ich dazu auch ein 20 min langes Dunkelbild? Im Prinzip nein - da der CCD-Chip linear reagiert, kann ich prinzipiell auch ein Dunkelbild von 1 min Belichtungszeit nehmen und dieses mit 20 multiplizieren, bevor ich es abziehe (dass ich dann natürlich möglichst nicht ein Einzelbild, sondern ein gemitteltes Dunkelbild mit möglichst geringem Rauschen nehme, versteht sich natürlich von selbst - immerhin multipliziere ich ja auch das Rauschen mit dem Faktor 20; man bekommt aber bei Mittelung von vielleicht hundert Einzelbildern ein so rauscharmes "Master-Dunkelbild", dass man hiermit wirklich sinnvoll arbeiten kann, immer voraus gesetzt, dass man die Temperatur des CCD über die gesamte Beobachtungszeit konstant halten kann, sonst... s.o.). Das Dumme bei der Skalierung ist aber, dass mein Dunkelbild leider nicht nur das Dunkelstromsignal enthält, sondern auch den Bias-Offset, also die Vorladung jedes Pixels, die dafür sorgt, dass es überhaupt Elektronen während der Belichtung aufnemhmen kann. Mathematisch kann ich das so ausdrücken:
K=D+B.
Wenn ich das Bild nun skalieren möchte, weil es nur 1 min, mein Hellbild aber 20 min belichtet ist, muss ich erst den Bias abziehen, um das reine Dunkelsignal zu erhalten:
K'=(D+B)-B, also
K'=B.
Würde ich das nicht tun, würde ich den Bias-Wert beim Multiplizieren 20-mal mitmultiplizieren, so dass mein multipliziertes Resultatbild den 20-fachen Bias-Offset hätte:
K_falsch=20*K
=20*(D+B)
=20*D + 20*K <--- *KNIRRRSCH* 20*K *KNIRRRSCH*
Richtig ist es so:
K_richtig=20*K'
=20*D.
Denn das 20 Minuten lang belichtete Hellbild enthält ja immerhin auch den Dunkelstrom für 20 Minuten, aber eben nur EINMAL den Bias.
Der langen Rechnung kurzer Sinn: Willste Digiknipsen, mach' nur Dunkelbilder, da die Temperatur eh' nie konstant bleibt nud die Kameras auch dazu neigen, nach dem Hellbild mit der Belichtung X auch gleich noch ein Dunekbild mit der Belichtung X nachzuschieben. Willste CCD machen, mit einer geregelten Kühlung (temperaturstabil <1°C), und möglichst noch Photometrie machen, dann take the long way home...
Ich hoffe, das Ganze klärt etwas mehr auf als es verwirrt
Gruß,
Arndt
- Status