Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

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tommy_nawratil
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Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von tommy_nawratil »

hallo,

Stefan Seip beschrieb in SuW 8/2013 ein eigenartiges Verhalten der Canon 60d, 60da und 5dMkIII hinsichtlich
des Rauschens der Dunkelbilder bei verschiedenen Iso-Werten. Er fertigte gleichlang belichtete
Dunkelbilder bei allen Iso Werten an, und achtete darauf dass grosse Pausen zwischen den
Aufnhamen waren, sodass die Sensortemperatur konstant blieb. Die Grösse der RAW Bilddatei
kann als Näherung für das Rauschen herhalten, sodass man nur die Filegrössen vergleichen muss.

Dabei fand er dass das Rauschen sich keineswegs linear mit dem Iso-Wert verstärkte, sondern dass
bestimmte Iso-Werte bevorzugt weniger rauschten. Und zwar Iso160 weniger als Iso100,
Iso320 weniger als Iso200, und Iso640 weniger als Iso800.

Das habe ich jetzt mit meiner Eos6d nachexerziert, und siehe da - auch hier derselbe Gang des
Rauschens, mit niedrigeren Werten bei Iso Einstellung 160, 320, 640. Bei Iso1250 immerhin weniger als bei Iso1000.

Hier die Einzelwerte bei Sensortemperatur 23°C wie es in den Maker Notes verzeichnet wird.
Iso100 - 19.167kB
Iso125 - 19.390kB
Iso160 - 19.026kB <-
Iso200 - 19.180kB
Iso260 - 19.408kB
Iso320 - 19.123kB <-
Iso400 - 19.345kB
Iso500 - 19.609kB
Iso640 - 19.350kB <-
Iso800 - 19.633kB
Iso1000 - 19.944kB
Iso1250 - 19.931kB <-
Iso1600 - 20.291kB

Nun weiss man nicht genau was da zwischen Sensorauslesen und Speichern der RAW Datei passiert,
da kein Hersteller da Angaben macht, aber bestimmt kann man mal versuchen diese weniger
rauschenden Iso Werte mal zu probieren, und schauen ob man einen Unterschied bei den Bildern bemerkt.

Vielleicht habt ihr ja Lust das mit euren Canonen bzw anderen DSLRs durchzuexerzieren -
Ergebnisse und Erfahrungen bitte posten!

lg Tommy
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klausbaerbel
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von klausbaerbel »

Hallo Tommy,

Das ist mal interessant, was Du da schreibst.

Mir ist es nämlich rein subjektiv so, daß meine 600ers bei ISO800 stärker rauschen als bei ISO1600.
Bzw bei ISO800 blau dicke, blaue Rauschpixel erzeugen.
Bei ISo1600 sind die Pixel feiner und mehr bei den Roten.

Wie hast Du denn das Rauschen gemessen? Und wie war Dein Versuchsaufbau?

Liebe Grüße
Heiko
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tommy_nawratil
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von tommy_nawratil »

hallo Heiko,

steht eh oben wie mans macht:

Er fertigte gleichlang belichtete Dunkelbilder bei allen Iso Werten an, und achtete darauf dass grosse Pausen zwischen den
Aufnhamen waren, sodass die Sensortemperatur konstant blieb. Die Grösse der RAW Bilddatei
kann als Näherung für das Rauschen herhalten, sodass man nur die Filegrössen vergleichen muss.

lg Tommy
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klausbaerbel
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von klausbaerbel »

Hallo Tommy,

Ja super. So zusammengefasst hab ichs nun kapiert.
Bei viel Text wird mir immer so schummrig. Vor Allem, wenn man nebenbei sich Gedanken über Montierungen macht.

Liebe Grüße
Heiko
collector
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von collector »

Hallo,
interessanter Zusammenhang,
hab jetzt nun 2 Tests mit meiner EOS 1100D gestartet,
die Ergebnisse, Belichtungszeit 2 Minuten, einmal ohne Pause zwischen den Aufnahmen und einmal mit 1 Minute Pause, Umgebungstemperatur 24°C:

ohne Pause mit Pause ISO
12823 12972 100
12947 13272 200
13238 13715 400
13830 14646 800
15347 15984 1600
17406 17596 3200
19907 18685 6400
Meteoritensammler: http://www.imca.cc und http://members.aon.at/cbrandl4/page_1_1.html
254/1200 Newton
150/750 Newton
80ED/600 Refraktor
PST
AZ Skywatcher Syncscan
EQ3 Skywatcher Syncscan GOTO
EQ6 Skywatcher Syncscan GOTO
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von Sternfreund »

Canon 550D
Darks mit 300sec, 120sec pause zwischen aufnahmen.
umgebungstemperatur 20*C



iso100 - 19.263
iso200 - 20.981
iso400 - 23.820
iso800 - 28.829
iso1600 - 34.309


hmm....

Liebe Grüsse
Arno
________________________________________________
Esprit 80 + G2-8300m ext. FW auf EQ6-R Pro.
Skyliner200P auf Losmandy G11
Evostar ED72/420
Star Adventurer + EQ5
_______________________________________________________________

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tommy_nawratil
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von tommy_nawratil »

hallo,

den Effekt gibts ja nur wenn man die seltsamen Iso Zwischenstufen hat, also bei Vollformat Kameras.
Alle anderen haben diese Probleme nicht...

Jemand hat mir dieses verlinkt, aber er gibt keine Beweisführung:
http://indigoverse.com/the-truth-about- ... non-dslrs/

Wäre ja seltsam, das schwache Signal nahe dem Rauschen müsste ja auch runter gezogen werden.
Die Software kann ja leider zwischen Signal und Noise nicht unterscheiden.
Werde das mal austesten, indem ich Signal/Noise Tests mache.

lg Tommy
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derChronostat
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von derChronostat »

Lineare Abhängigkeit ist absolut gegeben. Ein Bestimmtheitsmaß von 0,87 für die Daten der 6D ist doch gut.
Ich hatte folgenden Gedanken; die Signalverstärkung findet noch auf analoger Seite statt soviel ich weiß. Wenn die Verstärkerschaltung so ausgelegt ist, dass sie ausgehend von Basis ISO (zB 100) das Signal immer um den Faktor 2 verstärkt,

100*1*2=200
100*2*2=400
100*4*2=800
100*8*2=1600

hat sie in der Art wie sie technisch realisiert ist, ein Problem plötzlich eine Verstärkungsfaktor von zB 1,6 zu produzieren.

Also 100*1*1,6=160
oder 100*2*1,6=320
etc

Um diese Iso-Zwischenschritte zu realisieren umgeht man das Problem folgendermaßen:
Man nimmt Basis-Iso 100, setzt einen Offset um ISO 160 (bzw 125) "als neues Basis-ISO zu simulieren" und ausgehend von dieser Basis wird wieder um den Faktor zwei 2 multipliziert. Das müsste aber bedeuten, dass jeweils 160, 320 und 640, 1250 bzw 125, 250, 500 und 1000 ebenfalls streng auf einer Geraden liegen sollten, allerdings mit einem recht konstanten Offset von der Geraden die durch 100, 200, 400, 800, 1600, etc gebildet wird.
Wenn man sich den Plot ansieht dann ist genau das der Fall.

In diesem Sinn ist die Linearität sogar streng gegeben da die jeweiligen Geraden R>0,95 bilden.

Würde mich interessieren was die Mitleser darüber denken...

Edit: habe einen Datenpunkt übersehen daher muss ich eher schreiben, dass bei Betrachtung des Plots die Hypothese Bestätigung zu finden "scheint" und das die Linearität nicht ganz so streng gegeben ist. Hypothese bleibt aufrecht
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von derChronostat »

Warum fotografiert man bei Astro eigentlich nicht mit Basis ISO und nutzt dann Transformationen (log in Fitswork, andere in FitLiberator,...) in der Software um das schwache Signal zu verstärken? Basis-ISO liefert doch besseres S/N und höheren Dynamikumfang. Außerdem ist die Signal-Verstärkung in der Kamera linear über den gesamten Tonwertbereich und Software kann im Gegensatz dazu alle Arten von nicht-linearen Funktionen.
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TONI_B
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von TONI_B »

Dieses Verhalten wurde in einem Foto-Forum auch mal beschrieben (hab aber keine Ahnung mehr wo... :wink: ).

Aber diese Links kann ich euch bieten: LINK1, LINK2

Scheint also tatsächlich so zu sein und auch bekannt.
lG
TONI


TS 12"RC; Skywatcher ED120, Esprit 100, Lacerta ED72, EQ8, EQ5, SA; Sony A77II, Sony A7(mod), Sony Nex5(mod), Sony A7r(mod), SonyA7s(mod), ASI174MM, ASI120MM-S, ASI185MC, ASI071C-cool; ASI 2600MC
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von derChronostat »

Weiß eigentlich jemand warum die Dateigrößen der consumer dslrs (550D, 1100D - wie die Daten hier zeigen) nicht der zu erwartenden linearen Funktion folgen sondern abflachen?
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tommy_nawratil
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von tommy_nawratil »

hallo,

danke für eure Beiträge bisher, ich werde das mal austesten bezüglich Signal/Noise Verhältnis unter Astrobedingungen.
Aber nicht bei Neumond :-)

Das RAW ist auch ein komprimiertes Format, 14bit Nullen und Einsen wären immer ein gleich grossesFile, egal ob Null oder Eins im bit steht.
Daher keine lineare Funktion zu erwarten mit den Iso Zahlen. Wohl aber mit dem Noise, weil der einer der Hauptverursacher ist als
höchstfrequenter Anteil. Drum ergeben geglätteten Bilder auch kleinere jpgs.

lg Tommy
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hupo
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von hupo »

hallo Leute!
ich beschäftige mich auch schon seit einiger Zeit mit den Auswirkungen der verschiedenen ISO Zahlen. Ich habe dazu viele Testaufnahmen gemacht und die verschiedenen ISO Zahlen gegenübergestellt. Es ist nie das herausgekommen was ich erwartet habe. Solange bis ich mal auf einen Artikel gestossen bin, wie die Kamera mit den ISO Zahlen umgeht, seitdem ist mir vieles klar geworden.
Daher erlaube ich mir , euch meine Sicht zu dem nichtlinearen Verhalten dieser Kameras zu geben.
Wenn man sich diese Zahlenreihen anschaut ist für mich eines auf jeden Fall klar, diese Kameras haben die Grundisozahl bei 160 und auf keinem Fall bei 100. Wenn die Grundisozahl kameraintern bei 160 liegt , dann sind die jeweils doppelt so großen die Wirklichen, die die Kamera hardwaremässig bei der AD Wandlung anwendet. Somit werden alle anderen dazwischen zu Zwischenstufen und die werden softwaremässig errrechnet. Da die Software Rauschen und Signal nicht trennen kann, haben die errechneten Stufen mehr Rauschen als die Grundwerte. Die Kameras sind ja für die Tageslichtfotografie gebaut, und für diese Fotografie sind diese 1/3 Stufen ja sinnvoll und hilfreich. Und diese kleinen Unterschiede im Rauschen spielen in der Tageslichtfotografie eine untergeordnete Rolle. Da überwiegt der Vorteil der 1/3 Stufen und diese findet man ja nicht nur bei den ISO Zahlen wieder sondern auch bei den Zeit- und Blendenwerten.

lg
Hubert
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tommy_nawratil
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Re: Canon - Iso und Rauschen nicht linear abhängig !

Beitrag von tommy_nawratil »

hallo Hubert,

danke für deinen Beitrag, auch Toni's Link Nr.2 führt zu einem interessanten Artikel!
Hast du vielleicht einen Link zu deiner Quelle?

lg Tommy
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