Det där med att stacka bilder..

[taipan]

Alltså på riktigt. Inom astrofoto så jobbar ju nästan alla med att ta flera kortare exponeringar istället för en lång.
Förstår givetvis att det är enklare att få en bra skarp bild med en kortare exponering pga polinställning och jordens rotation osv.
Förstår oxå att man kan få bredare dynamiskt omfång genom att göra exponeringar med olika tid och sedan kombinera dessa i bildbehandling, det som kallas HDR inom vanligt foto.

Nu till min dumma nybörjarfråga. Är verkligen 20 st 30s bilder som stackas samma sak som en exponering på 10min? Visst måste man väll få med mycket mer av de ljussvaga områdena av en längre exponering, saker som inte fins med på nån av 30s exponeringarna, eller?

[Robert Habolin]

det rasar en rätt stor debatt om detta..

men enkelt sagt, nej. teoretiskt sett, ja. det handlar ju till syvende och sist om att samla fotoner. Men problemet med för kort exponering är att det allra svagaste signalerna kommer att tolkas som noise, och där av blir slutresultat på en 10 min 30 sec stack inte samma some en 10min sub. typ. lol

[Martin F]

Fördelen med att stacka är ju också att få ner brusnivåerna. Bättre S/N ratio. Men helt klart är ju att man aldrig kan få med de svagaste delarna, hur många bilder man än stackar, om det är för korta exponeringar. Jag körde en gång 200 st 2-sekundersexponeringar på M31. Har faktiskt fått bättre resultat med en enda 120-sekundare.


Sent from my iPhone using Tapatalk

[taipan]

Bra svar. Mina erfarenheter av astrofoto består ioförsig bara av en kväll i Januari . Var ingen bra säsong i vintras.
Men, tog några provbilder på 2-3 minuter för att testa min astrotrac och sedan en massa 30s att jobba med men tycker inte jag får samma info i de stackade kortare exponeringarna som i en bild med lite längre exponering. Ja, ljusföroreningarna blev ju värre på de längre exponeringarna oxå ioförsig så antar det är en avvägning..

Men en 1m exponering med f/2,8 kan jämföras med en 2m exponering på f/4,0 antar jag? Halvering av tid med ett jämt bländarsteg gäller även astrofoto förmodar jag?

[AstroFriend]

Det blir ganska olika, exempel:

max signal med sensor som har 16bit omvandlare ger 64000 olika nivåer per utläsning:

Stackad bild:
20x30sek=20x64000ADU=1280000ADU, klarar alltså kraftiga signaler utan att satureras.

1 exponering:
1x10min=1x64000=64000ADU låg dynamik, sensorn klipper alla högre signaler.

*******************************************************************************************

Brus, exempel där utläsningsbruset är 10ADU, bruset ökar som roten ur antalet exponeringar:

Stackad bild 20x30sek=rot(20)x10=45ADU=mer brus, svaga signaler drunknar i bruset.

1 exponering:

1x10 min=1x10ADU=mindre brus, svaga signaler framträder ur bruset.

*******************************************************************************************

Dynamik för de två exemplen, signal delat med brus:
Stackad:
1280000/45=32000ggr

1st bild:
64000/10=6400ggr

*******************************************************************************************

Tog bara här med utläsningsbruset som är det viktiga när man gör en sådan här jämförelse. I verkligheten blir bruset mycket kraftigare då annat brus tillkommer (och därmed dynamiken lägre), det påverkas dock inte så mycket av om man väljer stackad metod eller inte. Ljuset i sig själv ger ett kraftigt brustillskott då det till naturen är slumpmässigt, bruset blir som roten ur signalen. Exempel, en signal på 100000 har ett brus på 10000 enheter. Och en del av ljuset är ljusföroreningar, därav så viktigt att stjärnhimlen är mörk. Vid smalbandfotografering filtreras en mycket stor del av oönskat ljus bort.

Förenklade en annan viktig sak också, moderna kameror har små pixlar och därmed låg fullwell capacity. En pixel kanske bara lagrar 20000 elektroner, utnyttjar alltså inte de 16 bitarna fullt ut, men det är ändå viktigt då de ger en översampling som kan vara bra för att få fram detaljer ur bruset då man medelvärdesbildar många bilder. Utläsningen är ju analog och man bör översampla minst 2 gånger.

Vi man ha det bästa ur dessa två världar kombinerar man från flera multiplar av olika exponeringar, i vissa fall kan man istället använda olika isotal för att utnyttja kamerans egenskaper bättre.

Viktigt är ju också att redigeringsprogrammet arbetar med minst 24bitarstal per kanal, normalt idag är 32bit, annars får man avrundningsfel och man tappar signal och fördelar.


Det var den enkla beskrivningen, i praktiken är det så mycket annat som kommer in och stör som gör att man inte uppnår de fulla fördelarna med olika tekniker.

/Lars

[perfrej]

En liten not bara: en stackning är normalt medelvärdesbaserad, inte additativ. 10 minuters exponering är alltså samma sak som 5000 x 10 minuter, men som påpekats ovan sållas bruset bort effektivt eftersom det ör olika i alla exponeringer medan motivet är detsamma.

Avancerade stackningsprogram, som t ex Pixinsight, mäter varje exponering i fråga om brus, bakgrundsnivå och en del annat, och ger sedan varje en vikt i medelvärdesberäkningen. Således blir de bra exponeringarna mer framträdande än de dåliga och slutresultatet bättre.

Om man flyttar varje delexponering lite i bildfältet vid infångandet, på engelska "dithering", så kan programmet med hjälp av standardavvikelse sålla bort saker som bara finns i enstaka exponeringar, t ex flygplansspår, eldflugor och grannens fyrverkeri. De tas bort på att standardavvikelsen för just de pixlarna är för stor mätt emot stacken som helhet, så det är bara pixlar ur enskilda exponeringar som ryker, inte hela exponeringar som sållas bort. Konceptet kallas ofta "Sigma Stacking" eller "Winsorized Sigma Stacking" (andra namn förekommer också).

/per

[AstroFriend]

Ja numera med moderna datorer och program spelar det ingen roll om man adderar eller medelvärdesbildar, tog exemplet med addering eftersom jag tyckte det illustrerade det bättre vad som händer. Annat var det förr, då arbetade man med integers och fick avrundningsfel. 16-bits program kunder inte heller klara mer än 64000 nivåer sedan fick man overflow. Nu var de äldre kamerorna inte utrustade med 16-bit ADC så gick ju ganska bra i varje fall. Idag spelar det ingen roll hur man gör som du skriver. Vid mer avancerad stackning kanske det är enklare att använda sig av medelvärdesbildning vid programeringen, men slutresultatet skall ändå bli detsamma.

Kanske skall nämna den intressanta Drizzletekniken man kan använda vid stackande. Har man undersamplat, alltså stora pixlar och kort brännvidd kan man återfå en del av upplösningen. Har man en väldigt exakt montering får man göra dithering som Per skriver, dvs säga göra slumpmässiga men kontrollerade förflyttningar. För att öka upplösning med en faktor två behövs i regel minst 25 bilder. Bruset ökar en del, men inte så konstigt eftersom man ökar upplösningen. Det går bra på både monokroma och färgkameror. På en färgkamera med Debayer filter återfår man full upplösning på alla tre färgkanalerna, eller mer. Dock, en sak i teorin och en sak i praktiken, inte så lätt att uppnå detta.

Upplösningen kan aldrig bli högre än teleskopets upplösning, bestämms av lins/spegeldiameter och kvalité.

Här är en intressant beskrivning och jämförelse av Drizzletekniken:
http://www3.asiaa.sinica.edu.tw/~whwang ... index.html

OBS! Länken verkar vara död för tillfället, men kanske återkommer.


/Lars

[stoffe]

Jag tror du menar undersampla?

Det där med teleskopets maximala upplösningsförmåga är jag inte säker på att det egentligen stämmer. För planetfoto så får man ibland detaljer som är mindre. Jag har själv mätt och de minsta detaljerna jag fått fram på min Jupiterbild har varit lika stora som Sverige. Mätningen gjorde jag i WinJupos. Jag fick inte fram några bågsekunder tyvärr.

Tittar man på andra planetfotografer i världen så går de långt förbi vad som maximalt är teoretiskt möjligt i upplösning.

Antar att det stämmer bra för deep sky.

[AstroFriend]

Ajdå, så man slarvar, tack för påpekandet Stoffe.

Upplösningen bestäms av våglängd och diameter på optik. Ofta att en visst kontrast skall uppnås på ett visst separationsavstånd. Men det är också våglängdsberoende. Med samma optikdiameter får man nära dubbla upplösningen i det blå jämfört med det röda/infraröda. När man mäter på kameraoptik har man ofta ett linjemönster, beroende på vilken kontrast man ställer krav på att få får man olika upplösning som resultat. Fast det är ju optikens prestanda man mäter och troligen en bra bit från den teoretiska upplösningen. Man bländar ju ned optiken för att få bättre upplösning/kontrast fast en perfekt lins skulle haft sin bästa skärpa på full bländaröppning.

Men även om man nu kan tyckas överskrida den normala upplösningsgränsen vid vissa situationer så lär en dublerad optikdiameter ge den dubbla upplösningen. Nu är allt detta teoretiskt i de flesta fall då det är andra saker som sätter gränsen för upplösningen.

Så här brukar man definiera vinkelupplösningen, och det gäller inte bara ljus utan även elektroner och andra vågrörelser. För ljus brukar man referera till våglängden 550nm som ligger i mitten på det synliga våglängdsorådet:
http://en.wikipedia.org/wiki/Angular_resolution

Med speciellt uformad optik kan man undertrycka en del av de difraktioner som uppstår och till en viss del nå något högre, men det sker på bekostnad av andra saker.

Har du något exempel på där de säger de har uppnått väsentligt högre vinkelupplösning?

Lägger detta i en ny tråd så vi inte förstör det urspungliga syftet med tråden. Vänta med ev. svar tills den kommer upp!

/Lars

[larsmn]

Har sedan 1 år tillbaka kört med stackningar med 50-400 bilder, tagna med ett AltAz-stativ (Synscan Goto) med primärt 30 sek exponering. Orsaken är att min kamera, en Nex-5R, har en timelapsfunktionsapp som gör det enkelt att ta exponeringarna. Men som flera säger här, det finns en gräns. Har själv kommit till "vägs ände" med denna metod, flera av de objekt jag tagit går inte att förbättra med fler foton, NGC7000, NGC6960, Rosetta, California m.fl. Speciellt de röda nebulosorna har en tydlig gräns där ingen förbättring sker, utan längre exponeringar måste till.

För just AltAz-fotografering, som ändå är väldigt enkel och flexibel samt fältmässig, viss förbättring fås dock om man tar fram riktigt bra flats. Trycker ner brus mm rejält. Objekt som M51, Leo Triplets, Markarians Chain eller M33 blir rätt bra (astronomy.jux.com) om man ser till att flats är korrekta. Dark och bias jämnar ut sig iom att himlen vrider sig en del under fotograferingen, dåliga pixlar stackas inte, räcker med ett par enkla.