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回复:读书、天文、摄影,正确的态度和科学的方法

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这,这,这,这是大神来的节奏啊。


IP属地:广东20楼2015-11-29 09:29
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    看不懂


    来自Android客户端21楼2015-11-29 10:05
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      2026-04-15 17:54:45
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      大神可以问问你,除了主镜和赤道仪,其他还要什么玩意,还有那个导星干啥用,有些赤道仪好像有自带导星?


      来自Android客户端22楼2015-11-29 10:06
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        坐等更新


        来自Android客户端23楼2015-11-29 10:24
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          坐等冬时大师


          IP属地:广东24楼2015-11-29 14:22
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            冬时一直说我挖坑不填!
            他自己也挖坑不填!
            肯定是猫!
            再不填坑我就帮你写了!
            写错了不赖我!
            喵喵喵喵喵喵!


            IP属地:海南来自手机贴吧26楼2015-11-30 10:40
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              咳,最近有任务在身,不过辛亏完成了。后面继续更……

              牧夫帖子链接 http://www.astronomy.com.cn/bbs/thread-370223-1-1.html


              IP属地:安徽27楼2015-11-30 19:05
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                显而易见,图像传感器在设计的过程中,不可避免有各种缺陷,每一个像元,不可能如同一个模子刻出来的一样,表现完完全全一致。除此之外,外部电路的offset加压、时钟信号、直到像元储存电荷用的电势阱,更不可能表现的完完全全一致。因此,图像传感器存在一个比较固定的 “基底”。
                对于完美的传感器,是不要拍摄BIAS Frame的,因为上面只有offset电压产生的均一的电荷数,比如:

                你没看错,完美无瑕的传感器和外围电路,绝对理想的情况,每一个像元之间,都不存在任何差异。因此,不需要BIAS Frame,因为你只需要对任意帧减去offset电压产生的电荷数即可。
                但之前提到了,因为各种原因,这种情况目前还没有。因此,我们拍摄的BIAS Frame,可能是下面的样子:

                上面不仅包含了各个像元之间的差异,还包含了offset的差异,固定模式噪声 等等各种 “基底”。
                而更重要的是,这只是你的基底的一种形态而已,并不是基底的 “真身”。因为有read noise存在。这一点非常非常重要,关系到最终图像处理的难易。
                假设有这样一块传感器,大小为 100x100 个像素,上面有一个点A,坐标是 x58, y16(左上角为x0,y0,右下角为x100,y100)。这块传感器的gain值固定1e-/ADU,offset电压会产生500个电子。 现在拍摄10张BIAS:
                用A1表示第一张片子上坐标x58, y16的点,A2表示第二张片子上坐标x58, y16的点……以此类推,在完全理想的情况下,有A1=A2=A3=……=A9=A10=500。完全相等
                现在,由于有了读出噪声,A1 ~ A10 的值,都不相同,但他们都分布在以500位中心的 495 ~ 505 范围内,概率服从之前提到的内容。如果你想获得A点的 “真身”,该怎么办?聪明的你立刻想到,将这组数相加,并且除以个数10。
                现在,在A的旁边有一个点B(x59, y16),该点由于加压缺陷导致只能生成498个电子,即offset=498e-,和A有差异。不过没关系,B1 ~ B10也同样分布在498周围,你只需要采取和A同样的操作即可。但是实际的结果是,B没有A “亮”。当然,这是废话,因为这才是 “基底” 的真正样子。不过请在此处留个心
                结果显而易见了,如果你要获得非常准确的 “基底” ,你将可能需要不少数目的帧来完成叠加取平均的操作,这就是校准帧 BIAS Frame


                IP属地:安徽30楼2015-11-30 22:55
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                  2026-04-15 17:48:45
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                  樓主講的比學校老師講課容易理解!


                  IP属地:上海来自Android客户端31楼2015-11-30 23:04
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                    关于动态范围和宽容度
                    1.这是两个概念,宽容度只取决于满阱电荷数,而动态范围是系统输出的最大输出值和静态噪声(无信号时)之比的对数值
                    2.宽容度因“基底”而有固定的损失,即满阱电荷数-基底电荷数。 动态范围因读出噪声而远小于满阱电荷数所能表达的最大动态,比如满阱电荷数是10000e-,读出噪声是5e-,动态范围即2000级,即10.966bits。为什么这么表达,因为在单张,注意!特别注意!是单张的时候,因为5e-的读出噪声存在,会对任何一个亮度的信号带来 “不确定性”。能够 “明确” 区分的亮度等级,最小要间隔5e-。你可以这样理解:如果你读取到的一个点,它和另外一个点差距在5e-之内,你无法判断它的 “真身” 究竟是否相等,因为读出噪声存在。但是如果这两个点差距大于5e-,你立刻就可以判断,他们的 “真身” 亮度有差距,虽然还是不能确定 “真身”。
                    比如:现在有10e-的读出噪声,你获得了两个数,一个是100,一个是104。由于104-100<10,因此你无法判断,这两个点 “真身” 亮度是否有差异。 因为100代表了亮度从95~105的 “真身”,所有在这个范围内的 “真身” 你都能获取到数值为100的点,而104则代表了 99~109的 “真身”。因此即便这两个点的 “真身” 亮度相同,只要在 99~105 的范围内,你就能获得两个不同的读出信号。
                    然而,如果一个数是100,一个是112,你就可以判断了。100代表了95~105的信号读出的结果,112则代表了107~117的信号。所以,这两个点肯定有亮度差异,具体差异多少,还是不清楚,但是可以肯定,最少差距为2,最大差距为22。
                    这就是所谓的 “动态” 范围
                    因此你可以理解为:该数据,能够明确 “区分” 的亮度等级,可以有多少个等级呢?显然,是最大能获得的电荷数,除以读出噪声的电荷数。即相当于一条尺子的总长度,和一个最小的 “分度值”。虽然这个分度值你可以随便拖动,但是 “格数” 是不会变的。
                    3. 叠加大幅提升动态范围
                    星野摄影里有一句话,王土豪一笔带过。就是 “我们知道,叠加可以大幅提升动态范围”
                    聪明的你,有没有仔细想过为什么
                    其实道理很简单,就是因为叠加大幅削减了读出噪声带来的 “不确定性”。比如在上文中提到的例子,虽然A点的真实值,根本无法直接获取,但是你可以通过A1~A10的相加再除以10,极大的逼近A的真实值。对于一组片子,如果一一对应的点,都采取这样的操作,那么每一个点,都会大幅逼近真实值,从而你能比较出两个点有亮度差异,所需要的范围大幅缩小。而满阱电荷数没变,这一 “分度值” 缩小之后,显而易见带来的就是大幅度的动态范围提升了。从这一点你可以看出,真正 “消去” 的读出噪声,减法是没有任何作用的,也无从使用。因为读出噪声的本质,是对一个真实值表述的 “不确定性”。那么减BIAS Frame到底减掉的是什么呢?是 基底 图案。还记得上文中A点的offset真实是是500,B点是498了么。如果一个同样亮度的内容,落在A点,真实值如果是1500,那么B点就是1498,所以你必须减对这个“基底”,才能为获得 “真身” 打下基础,基底本身就因读出噪声的不确定性而导致扣减不准,如果你再拍的少或者因为其他环境原因有差异,那就别想再通过后续操作,大幅逼近真实值了。请牢记,后面要给单反 “扣帽子”。
                    4.关于某误导
                    犹豫了很久不知该不该写,不过天文实在太小众了,哪怕有一点兴旺的可能,都要努力。
                    理解了下面的内容的同学,心知肚明就好,还是别针锋相对,如果弄不明白可以纸条我,但我可能精力有限,可能不会第一时间回复贴吧私信。
                    这个误导内容大致如下,说:如Q22这种2W+满阱电荷数的CCD,读出噪声是5e-的话,也就12bits的动态范围,所以根本不需要16bits的ADC。别弄错哈,这是误导呢。
                    误导一般都有这样类似的特色,就是,半真半假,偷换概念。
                    比如,综合上面所说的内容,你可以自己计算计算,12bits多的动态范围,这个是木有问题的。此处为真
                    但假在什么地方呢:
                    12bits动态范围,仍旧需要至少能满足:传感器适配gain值后的满阱电荷数需求,的ADC来进行 “描述”。
                    因为ADC“描述”之后的电荷数目,已经转为电压值,这个值都是 “数字化” 的,即离散的,不连续了。如果1e-/ADU这样的简单情况下,你能读取到100~200的整数,它们可以是100、101,167、192,而如果缩减ADC位数但仍旧保持不过曝的话,你就只能读取到100、116、132、148……180、196这样分离的数值,而100和116之间是没有任何数据能够 “代表” 的,参考之前的文章。
                    从而101、102这样的数,也会被量化成100。因而你永远也无法获得比如Q22,2W多满阱电荷所能意义对应的真实值了。而且差距会非常大,直观的表现就是,天体色阶出现断层,就如同被执行了色调分离。而你不可能在后期处理时,让天体出现这种样子,那太丑了,因此天体不同亮度内容之间的反差,相比16bitsADC而言,就会大幅缩小,画面变得很干涩平坦,没有层次。


                    IP属地:安徽32楼2015-12-01 00:02
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                      感觉题目其实是重点。。。
                      大神的贴,写得真是深入浅出
                      留个名


                      来自iPhone客户端33楼2015-12-01 07:00
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                        大牛掰


                        青铜拳手
                        贴吧拳王争霸赛中累计获取30场胜利
                        活动截止:2016-03-06
                        去徽章馆》
                        34楼2015-12-01 09:36
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                          马克


                          IP属地:广东来自手机贴吧35楼2015-12-02 03:59
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                            学习了。


                            IP属地:江西来自Android客户端36楼2015-12-07 21:48
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