Wieso hängt die Hintergrundlimitierung nur vom Ausleserauschen ab?

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AstroGerdt

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Hallo zusammen,

ich greife hier mal wieder ein Thema auf, wo sich die gelehrten streiten ;)

Soweit ich gelesen habe gilt es ja allgemein als sinnvoll so lange zu belichten, bis man Hintergrundlimitiert ist, damit das Signal vom Himmelshintergrund das Ausleserauschen so weit überschwemmt, dass auch schwache Strukturen sich von diesem abheben. Soweit so gut. Damit komme ich vom Verständnis her noch ganz gut klar, und kriege das auch in der Anwendung hin.

Aber jetzt kam mir gestern noch so ein Gedanke dazu. Wenn das Signal deutlich stärker als das Ausleserauschen sein sollte, um schwache Details davon abzuheben, sollte dann das Signal nicht auch viel stärker sein, als das Quantisierungsrauschen?

Bei meiner 200d liegt das Ausleserauschen bei ISO 800 bei 2,85 e-. Das Quantisierungsrauschen der 200d liegt laut der Übersicht hier bei 2,6DN (ich nehme an, das ist ein Mittelwert aller ISO-Werte. Weiß da jemand mehr?), was bei ISO 800 20,8 e- entspricht. Müsste man dieses Quantisierungsrauschen dann nicht eigentlich auf das Ausleserauschen aufaddieren, und so lange belichten, bis das Signal deutlich stärker ist, als die Summe dieser beiden Werte? Oder liege ich mit meinem Verständnis doch grob daneben?

Wenn dem so wäre, dann würde die Belichtungszeit, bis ich hintergrundlimitiert bin, um einen Faktor von grob 10 steigen, was die Belichtungszeit ja deutlich in die Höhe treiben würde.

Eine kleine Bemerkung zum Schluss noch: ich weiß, dass man so keine exakten Werte berechnet bekommt, sondern nur Richtwerte. Darum geht es mir hier aber auch nicht. In der Praxis macht natürlich immer noch der Fotograf das Bild.

Ich hoffe, ihr könnt mir hier mit meinem Verständnis ein bisschen weiterhelfen.

Freundliche Grüße und CS
Gerrit
 
Hallo Gerrit,

normalerweise wird bei der Readnoise Messung das Quantisierungsrauschen mitgemessen, und das ist auch m.E bei den von dir verlinkten Charts in bezug auf die "input refrerred readnoise" Tabelle der Fall. Bei den Kameras die ich kenne und selbst vermessen habe, passen die Werte jedenfalls ganz gut. Man kann in nullter Näherung aus den Readnoise vs. ISO Kurven auf die Genauigkeit des A/D Wandlers in ADU zurückrechen, indem man den niedrigsten Noisewert bei hoher ISO als chipinherent betrachtet, und den Anstieg zu kleinen ISO Zahlen hin als nur durch den Wandler verursachte Komponente zu betrachten. Aber bei der klassischen readnoise und gain Messung kannst Du nur die Summe bestimmen. 2.6DN entspräche bei ISO 800 übrigens nur 2.6 x 0.25 also etwa 0.6 Elektronen. Du hast reziprok gerechnet. Hohe ISO heisst weniger Elektronen pro ADU. Das ist ja gerade der Witz, dass bei hohen ISO Zahlen der Anteil des A/D Wandlers am Readnoise immer kleiner wird, weil man aus der gleichen Elektronenmenge viel mehr ADUs macht.
Dieses "Rückrechnen" zur Trennung von Analog Readnosie und A/D Wandler Readnoise ist meistens nicht konsistent, dazu ist das Modell von Upstream und Downstream wahrscheinlich etwas zu einfach, insbesondere wenn alle elektronischen Komponenten auf einem Chip integriert sind.

Gruß
*entfernt*
 
Hallo Norbert,

vielen Dank für deine fachkundige Antwort! Damit hast du bei mir schon mal vieles geklärt.

Wenn das Quantisierungsrauschen bereits im Ausleserauschen integriert ist, dann hat sich meine Überlegung dadurch natürlich erübrigt.

CS Gerrit
 
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