Calibrado de imágenes CCD

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mack
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Calibrado de imágenes CCD

Mensajepor mack » 02 Ene 2007, 12:14

Hola amigos, hola Cometas, cuánto tiempo... Bueno, tras haber dejado la cámara de lado durante 6 meses debido a problemas técnicos del telescopio me dispongo a la carga nuevamente con más fuerza que nunca.
En principio quiero dedicarme a hacer tricromía de imágenes de cielo profundo para después más adelante intentar en serio la astrometría/fotometría. Mi cámara, si recordáis es una Atik16, que va de escándalo, ya que tiene un ruído bastante bajo y un pico de sensibilidad del 100% en el verde. Cometas bien os dirá cómo sacamos el 173P en Astromartos con sólo 10segs de exposición...
El ruido de lectura de la cámara es de 11e, enfría a -25ºC por debajo de la temperatura ambiente. En mi telescopio newton 200/1000, con un pixel de 8,5 micras da una resolución por pixel de 1,75 lo cual la hace muy adecuada a mis pretensiones y la resolución que ronda mi cielo (a veces 2,5 FWH). Con todo esto quisiera comentaros unas dudas importantes que tengo al respecto del tratamiento de la relación Señal/Ruído, pues me preocupa enormemente, ya que pretendo obtener imágenes de la mayor calidad posible:

-Señal: Está claro que hay que tomar exposiciones lo más largas posibles, pero vengo observando que a menudo tomas de 5 minutos me ofrecen, salvo alguna débil nebulosidad más, todo lo que mi cámara puede ofrecer y cuando ya llego a 10 minutos lo único que obtengo es más ruído, una imagen con un fondo más clareado y una mayor visión del interlazado de la cámara... :? . ¿Existe una limitación entonces en la cantidad máxima de tiempo a exponer?. ¿Si haces exposiciones de 1 hora todas las estrellas y el fondo se saturaría y la imagen no valdría para nada...?, entonces, ¿por qué veo maravillosas astrofografías de dos y tres horas y pico de integración... tal vez sumas de decenas de imágenes de 5 minutos?. ¿Qué es mejor?.

Otra cosa referente a la señal: fijando la luminancia en una toma de 5 minutos (o muchas sumadas de esa duración), ¿cómo sabemos la cantidad de tiempo a exponer para cada canal RGB?. Normalmente es un porcentaje fijado respecto a la luminancia (Ejpl: para 100mins. luminancia, 50mins para cada uno de los otros canales). ¿Por qué a veces se le asigna más a un canal que a otro?

-Ruído: Estoy dispuesto a hacerme una librería de darks para hacer Masterdarks con la mediana de 30 darks para contribuir poco en la medida de lo posible al ruído final de la imagen. Esto varía con la temperatura. Mi cámara no mide la temperatura. ¿Se basa en la temperatura de la cámara o en la temperatura ambiente?. Si es la primera, chungo... si es la segunda, ¿podría usar un termómetro y hacer darks en cualquier sitio (Ejpl: mientras veo la tele con la ccd al lado) sabiendo la temperatura ambiente a la que los estoy tomando?. Los que haga hoy en la casa valdrán para tomas de una noche de primavera (+/- 18º grados).

El flatfield, con las mismas condiciones de temperatura que para el darkframe, ¿se tomaría bien enfocando a una pantalla de ordenador en blanco situada al doble de la distancia de la focal?. Dejaría marcada la posición en el sistema telescopio/ccd para que siempre tuviera la misma posición tanto en el enfoque como respecto al portaocular, obviamente

En definitiva, pretendo por las tardes y las mañanas de los fines de semana dedicarme a hacer darks y flats para que me sirvan.
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ManuelJ
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Mensajepor ManuelJ » 02 Ene 2007, 13:42

Esto resolvera todas tus inquietudes, la respuesta ocupa varias paginas:

Imagen

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Mensajepor cometas » 02 Ene 2007, 15:11

Te respondo algunas cuestiones


El tiempo de exposicion de una sola toma tiene un maximo y un minimo que debe cumplirse

El maximo tiempo es aquel que te proporcione un valor de fondo de cielo de como maximo 25000 o 30.000 cuentas (en una camara de 16 bits)

Es aconsejable hacer multitud de estas tomas pues la relacion señal ruido ira aumentando lenta pero paulatinamente .Nadie hace tomas seguidas de 3 horas, no tiene sentido , es mucho mejor hacer multiples tomas de por ejemplo 5 minutos .

El tiempo minimo que debe usarse es aquel que contenga un valor de fondo de cielo cuyo ruido sea al menos tres veces mayor que el ruido de lectura de la CCD

ejemplo

haces una toma de por ejemplo 30s y mides un fonfo de cielo , nos sale

un valor de pongamos 800 cuentas , lo multiplicas por la ganancia de la CCD (2.8 en mi caso)=2240 electrones de señal de fondo de cielo
El ruido siempre es la raiz cuadrada de la señal = 47,32 electrones de ruido
que es mayor que tres veces el ruido de lectura de mi CCD

Mi CCD tiene un ruido de lectura de 14 electrones x 3 = 42

Los Flats . la temperatura de los flats es independiente de los darks no tiene porque ser la misma temperatura , pero los DARK_FLATS (es decir las ocuras de los flats ) si deben hacerse a la misma temperatura que los flats

Es decir los FLATS solo dependen de la configuracion optica y no de la temperatura .


Darks : estos varian con la temperatura , y como tu camara no controla la temperatura en teoria deberias hacer un dark para cada temperatura ambiente .(la temperatura de tu camara varia pero guarda relacion con la ambiente)

En la practica yo miraria de usar una coleccion de Darks que haria servir para temperaturas ambiente similares ,. quizas una para el verano y otras para el invierno.

Yo uso un programa llamdo masterdark que genera todos los darks de distintos tiempos de exposicion a partir de al menos 10 tomas dark de 5 minutos y de 10 bias .


Sensibilidad
ojo el pico de 100 % en el verde es relativo, no es que tengas una eficiencia cuantica del 100% lo cual es imposible , estan solo que en el verde tu camara tiene el maximo de sensibilidad, pero esta puede ser del 50 60 0 70 % de eficiencia cuantica .

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Mensajepor mewlon300 » 02 Ene 2007, 18:09

Saludos,

Cometas, aprovechando tu paciencia con uno más de los ignorantes en CCD, unas preguntas más:

la lectura del fondo del cielo la saco con software y ccd

pero...

la ganancia y el ruido de lectura de la dsi pro II? hay alguna formulita para calcularlas, porque meade no facilita estos datos. El chip de la ccd es el ICX429ALL, he mirado en Sony, en las especificaciones del chip pero no me aclaro.

Gracias

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Mensajepor cometas » 02 Ene 2007, 20:56

Pues ese es el problema , muchos fabricantes no dan ese valor

Pero ambos se pueden calcular lo que no recuerdo como exactamente , mirare de buscarlo, el ruido de lectura es mas facil de encontrar.

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Mensajepor mewlon300 » 02 Ene 2007, 21:01

Gracias,

te voy ha hacer un poco la pelota: creo sinceramente que más de la mitad de los aficionados a la astronomia de españa te deben como mínimo una cena de agradecimiento.

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Mensajepor cometas » 02 Ene 2007, 21:36

Acabo de hablar con un colega que hizo un programita para esto , me lo pasará y te digo algo

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Mensajepor mack » 03 Ene 2007, 09:04

Ah, muy interesante... Sí, sí, ya tengo el libro que me ha recomendado ManuelJ encargado... :)
Y otras preguntillas breves:

-¿Cómo se sabe las cuentas que tiene un determinado valor de fondo de cielo?

-Me uno a Mewlon300, ¿cómo sabemos el valor de ruído de fondo y el de la señal si no conocemos la ganancia de la cámara?

Estoy pensando: ayer tomé para probar una serie de bias que me daba una media de entre 260-280 cuentas (iba variando de toma en toma, pero siempre más o menos entre esos valores, pues es ruído aleatorio). No obstante, pensé hacer un dark de 10 minutos con la tapadera de la CCD puesta (igual método que para el Bias) y el número de cuentas era el mismo: unas 275 cuentas.... Cómo es eso posible?. Imagino que al menos más ruído sí tendría pero tampoco sé cómo medir el nivel de ruído en la imagen y a ojo no supe calibrar el stretch para ver el nivel de negro apropiado en el que aparezca el ruído y los posibles hot pixels...

Utilizo MaximDL. La corriente oscura es de 0,1 electrones/segundo, well-depth 55.000 ADU, la linealidad aguanta hasta las 45.000 cuentas, por lo que es óptima también para fotometría pese a tener anti-blooming (¿me equivoco?).

Resultados con esta cámara: http://astro.neutral.org/eq/artemis.html

Página oficial de esta cámara: http://www.artemisccd.co.uk/icx429.htm

P.D.: La Artemis429 es la Atik16 mía, sólo cambia el que la comercializa, pero la cámara es LA MISMA.
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Mensajepor cometas » 03 Ene 2007, 23:08

Para medir el valor de fondo de cielo basta con poner el cursor encima de una zona de la imagen libre de estrellas y nebulosidades (con astroart por ejemplo) Eso nos dara el valor en cuentas o ADUS

Luego debemos saber la ganacia y el ruido de lectura.........


Estoy fuera por trabajo , aunque ya me han pasado un programa que calcula la ganancia y el ruido de lectura , cuando regrese lo probaremos .

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Mensajepor mack » 04 Ene 2007, 09:05

Transcribo lo que me ha dicho Steve Chambers, "inventor" de mi cámara:


"Dear Andrés:
The SBIG cameras tend to use Kodak chips and Kodak give electrons/mV values that allows the system gain to be calculated. This is not the case for the Sony chips. There is a statistical way to get to an answer but does needs some assumptions. From this the gain of the Atik is about 1.3 units a electron.

Hope this helps

Steve
"

Bueno, o sea que más o menos mi cámara tiene una ganancia de 1,3, lo cual la hace especialmente indicada para astrofotografía artística, ya que perfila con mayor detalle las nebulosidades y los detalles (ya decía yo que hacía buenas fotos...). Sabiendo este dato y que el ruído de lectura es
11e, aplicamos la fórmula que nos ha proporcionado Ramón y sale que:

800 cuentas x 1,3= 1040 electrones
Raíz cuadradada de 1040= 32,24 electrones de ruído

Ruído de lectura 11e x 3= 33 electrones

Digamos que la mínima imagen útil se saca cuando la cámara capta en torno a 900 ADU, que vienen a ser unos 10 segundos una vez sustraído el masterbias/masterdark/masterflat.... Ahora entiendo yo por qué con imágenes de 30 segundos sacaba esa calidad y ese bajo ruído...

Mira qué interesante todo esto... :lol:
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