Fragen zur SNR

[Sternfreund]

Hoi,

da ich unter der woche ja nicht immer ewig wach bleiben kann (bin erst vorgestern neben dem Teleskop eingeschlafen und hab vergessen den intervallometer einzuschalten... ,aber immerhin 7x10min M51...):

was würdet ihr sagen?

1) wie unterscheiden sich sagen wir mal 7x10min iso 200 mit einer EOS(550D) gegenüber 14x5min mit iso200?
die SNR müsste doch bei längerer Belichtung besser werden. jedoch singt das rauschen durch die anzahl der aufnahmen.
die folgerung wär dann das 10min belichten mit höherer Anzahl an aufnahmen optimaler wäre..
da aber meine zeit beschränkt ist wären die 14x5min besser?
oder muss ich über mehrere nächte daten sammeln...


2) weiters mach ich mir gedanken bei welchem ISO-Wert man die beste ausbeute mit dem niedrigsten rauschen bei meiner DSLR hat.

3) und wie berechne ich bei welcher brennweite ich die beste auflösung am ts ed apo90/500 mit der 550d habe?

[the_lizardking]

3. Pixelgröße:
http://www.astro-siggi.de/tutorial-ccd-technik.html
http://www.sbig.de/universitaet/glossar-htm/binning.htm
Die Auflösung ist begrenzt durch das seeing.

2. Da kann ich nicht viel sagen, die meisten verwenden 800ISO. Aber grundsätzlich liegt an der Belichtungszeit. Bei kurzen Belichtungszeiten unterhalb von etwa 30 s wird man eine höhere Verstärkung (= ISO-Einstellung) verwenden müssen. Ab 1 min genügt dann schon ISO 800 und ab 2 min kann man auch mit ISO 400 arbeiten usw.,... den Optimalwert kann ich aber nicht sagen.

1. Hier gilt das in der Theorie mehr kurze Aufnahme ein besseres Ergebnis erzielen sollten als wenig Lange,... theoretisch. In der Praxis ist umso länger möglich umso besser, zumindest wenn man richtig lange belichtet,... hier gilt es das Histogramm im Auge zu behalten: http://astrofotografie.hohmann-edv.de/a ... chtung.php

[Sternfreund]

hoi mike,
hmm.. ok..

aber wir haben ja schonmal über belichtungen getratscht und da du aus der stadt rausfotografierst hat du gemeint dass deine belichtungen fast weiss sind.
auf dem link steht aber dass das photonenrauschen dann so stark wird und man keinen gewinn (SNR) mehr macht.

meine aufnahmen sind nicht gesättigt aber schon sehr sehr hell. ich frage mich nun daher ob ich nicht eher nur zb 180sek belichten sollte und dafür mehr mache..

beim Punkt 1.5 ( http://www.astro-siggi.de/tutorial-ccd-technik.html ) steht ja die formel (3438 x0,0074 mm)/1000 mm x 60 = 1,52 Bogensekunden.
so.. wenn ich das für meine eos umsetz dann (3438 (woher der wert stammt ist mir nicht klar) x 0,0043mm)/500 x 60 =1,77 Bogensekunden.

wenns zwischen 1-2 Bogensekunden sein sollte bin ich eh gut dabei sofern das seeing passt...
binning steht eh nicht zur debatte weils die dslr ja nicht kann..

[the_lizardking]

Ja dachte das sollte passen nach der Formel,... DSLR ist eben deshalb bei Newton und Co so beliebt.
Naja weiß ist nun etwas plakativ gewesen aber hell kann es schon werden das passt schon,... ich denke das ist auch ein Unterschied zwischen den 14Bit Kameras und den alten 12Bit Kameras, bei den 14ner kannst du sich ein wenig mehr ausreizen.

[DagobertW]

Hi,

zum Thema S/N - Verhältnis:

"Hier gilt das in der Theorie mehr kurze Aufnahme ein besseres Ergebnis erzielen sollten als wenig Lange" ist nur richtig, wenn die Gesamtbelichtungszeit der vielen kurzen Einzelbilder signifikant höher ist, als die der wenigen langen Einzelbilder. Wenn man (theoretisch wie praktisch) die Summe verschieden langer Einzelbelichtungen mit gleicher Gesamtbelichtungszeit gegenüberstellt, ist die Summe aus langen Einzelbelichtungen in Bezug auf das S/N überlegen.

Ein einzeln Belichtetes Bild mit z.b. 10' hat ein besseres S/N Verhältnis als ein Summenbild gleicher Belichtungszeit. D.h. 1x10' hat ein besseres S/N als 10x1', da sich das S/N des Summenbildes nur um den Fakter n-te Wurzel des EINZELBILDES verbessert.

Praktisch muß man eben die Balance aus möglichst langen Einzelbelichtungen,dem zulaufen des Chip durch Himmelshintergrundhelligkeit und thermischen Rauschen, sowie Nachführgenauigkeit, ..... finden.

Clear Skies,
Marcus

[Sternfreund]

hallo Marcus,
Danke für deine Ausführung. Nur wie finde ich diese Balance?
Die Nächte sind zur rar um das alles ausführlich zu testen..

Gibt's da Berechnungen?

[DagobertW]

Kurzfassung: Ja, du KANNST es berechnen, NEIN, du bist besser beraten es auszuprobieren.

Langfassung:
Wobei es natürlich auch immer an deinen Anspruch an Perfektion und vor allem das Objekt ankommt. Wenn du kein Problem damit hast, daß manche Objekte (=hellste Sterne im Feld) ausgebrannt sind (Zeigen dann keine Farbe mehr), hast du ein viel leichteres Leben, weil du dann nur auf dein "Hauptobjekt" rücksicht nehmen musst - z.b. daß der helle Kern der Galaxie nicht ausgebrannt ist. (==> Histogramm!). Wenn aber auch die hellsten Sterne auf den Rohdaten färbig sein sollen (ohne EBV-Tricks), dann wirds schwieriger.

Wie berechnest du das? Ohne jetzt Formeln auszugraben, einfach nur der gedankliche Aufbau:
Letztlich ist das Signal, das das Pixel am Chip füllt, die Summe aus:

thermischen Rauschen
Ausleserauschen (+Verstärkerrauschen)
Himmelshintergrund
und irgendwo noch gering das Signal des Objekts das du belichten willst.

Das thermische Rauschen ist in der Spec des Kamerachips angegeben und steigt mit der quadratwurzel der Belichtung. (oder besser: einfach messen, ist abhängig von Temperatur und Zeit, also bei einer ungekühlten Kamera nicht sooo gut reproduzierbar)
Das Ausleserauschen kannst du einmalig ermitteln, das sollte in etwa gleich bleiben.

und jetzt die grauslichen Variablen :

Der Himmelshintergrund ist variabel - da musst du zuerst ermitteln, was du so in der Nacht in der du Arbeitest erreichst. Das kann recht verschieden sein und hat einen nicht zu unterschätzenden Einfluss.

Da die Elektronensammeltöpfe (Pixel) ja limitiert sind in ihrer Kapazität (==> "full well capacity") bleibt dann nur noch ein Teil an Elektronen übrig für das Sternenlicht, bevor das Pixel voll ist und überläuft (ok, ok, die meisten gehen nicht mehr wirklich über, weil sie ein anti blooming gate haben und die Elektronen abgeleitet werden, ... )

Das heißt, wenn du es genau berechnen wollen würdest, müsstest du das hellste Objekt im Feld analysieren - das wird vermutlich ein Stern sein. Farbe des Sterns anschauen und unter Berücksichtigung der Quanteneffizienz des Chips zurückrechnen, wie lange du Belichten darfst, bis die Differenz aus Full Well Capacity und Störungen mit Sternenlicht gefüllt ist. (und berücksichtigen auf wieviele Pixel der Stern verteilt ist! Das Abtast-Theorem muss ja im Minimum erfüllt sein ...)

So viel zur Theorie - willst dir das WIRKLICH geben?

Praktischer Ansatz: Google nach Bildern des Objekts mit ähnlichem Equipment und schau dir die Daten an. Da siehst du dann: "Oh, da ist aber der Stern ausgebrannt, da muss ich kürzere Einzelbelichtungen nehmen" ... usw.
Da hast du dann einen guten Anhaltspunkt. Das Rad muss ja nicht neu erfunden werden.

Die Überlegungen im Link den Mike gepostet hat sind übrigens ganz gut ( http://www.astronomieforum.at/index.php ... chtung.php )

Viel Spaß beim Ausprobieren & Clear Skies,

Marcus

PS: ich hoff, das war jetzt nicht zu viel

[Sternfreund]

hoi,
na bumm... ob ich mir die theorie wirklich geben will.. puh...

hmm... also wenn man praktisch mal nur aufs Histogramm bei den bildern schaut dann kanns ja nicht falsch sein
wenn man versucht mit der Belichtungszeit/Iso genau auf so ein schönes histogramm zu kommen oder?

nur inwiefern hat ein schönes histogramm dann mit dem rauschen der lichtverschmutzung zu tun?
bei sehr lichtverschmutzem himmel bekomm ich das "schöne" Histogramm ja wahrscheinlich sehr früh. und trotzdem wirds kein gutes bild werden vermutlich...
dunkler himmel ist halt mit nichts zu ersetzen...

was ich mal probieren werde ist einfach mal von 600sek auf sagen wir mal 300 runterzugehen und mehr bilder machen. und zwischen jedem Bild
werd ich versuchen manuell (geht ja bei meiner G11 nicht anders...) zu dithern. das soll ja auch was bringen hab ich gelesen..
um wieviel (bei 500mm, f5,5) muss man da eigentlich versetzen damits was bringt?
jetzt kommts mir erst, das funkt ja garnicht ohne den leitstern zu verlieren mit phd oder?

mah.. ein hartes hobby hab ich mir da ausgesucht.

[DagobertW]

hmm... also wenn man praktisch mal nur aufs Histogramm bei den bildern schaut dann kanns ja nicht falsch sein
wenn man versucht mit der Belichtungszeit/Iso genau auf so ein schönes histogramm zu kommen oder?

Genau darauf läuft es raus - aber das ist trial & error

nur inwiefern hat ein schönes histogramm dann mit dem rauschen der lichtverschmutzung zu tun?
bei sehr lichtverschmutzem himmel bekomm ich das "schöne" Histogramm ja wahrscheinlich sehr früh. und trotzdem wirds kein gutes bild werden vermutlich...
dunkler himmel ist halt mit nichts zu ersetzen...

Stimmt, dunkler Himmel ist durch nichts zu ersetzen. Aber: Auch der helle Himmel ist nur additives Signal das du statistisch ermitteln und somit wegrechnen kannst. Umso heller der Himmel ist, umso früher läuft die Aufnahme halt zu, Insofern stimmt das schon, daß du "früher das schöne Histogramm" bekommst.

was ich mal probieren werde ist einfach mal von 600sek auf sagen wir mal 300 runterzugehen und mehr bilder machen. und zwischen jedem Bild
werd ich versuchen manuell (geht ja bei meiner G11 nicht anders...) zu dithern. das soll ja auch was bringen hab ich gelesen..
um wieviel (bei 500mm, f5,5) muss man da eigentlich versetzen damits was bringt?
jetzt kommts mir erst, das funkt ja garnicht ohne den leitstern zu verlieren mit phd oder?

Guter Plan, einfach mal probieren und die Grenzen ausloten. Beim dithern reicht ein Versatz von wenigen Pixeln, du musst nur ganz wenig "wedeln"
Leitstern musst du bei PHD dann neu "fangen" - wenn du nur PHD verwendest.
Es gibt aber tools.... guckst du hier: http://forum.astronomie.de/phpapps/ubbt ... s/886256/1

mah.. ein hartes hobby hab ich mir da ausgesucht.

Gesudert wird hier nur übers Wetter!

Clear Skies,
Marcus