Capteur CMOS, utilité des Bias dans SIRIL?

[GBA]

Bonjour à tous, 

 

Sur les capteurs CMOS dont le BIAS est très plat,  est ce que cela aurait un sens que SIRIL propose  de soustraire la moyenne des Darks plutôt que la valeur du Bias, lors de l’étape de Calibration? Cela éviterait d’avoir une bibliothèque de Bias et  de devoir trouver la valeur du Bias « à la main ».

 

Cordielement

Modifié Samedi à 12:59 par GBA

[rmor51]

Pensez à lire la documentation mentation, vous aurez la réponse.

[GBA]

... ? pouvez vous me preciser la partie de la doc à laquelle vous faites réference.  je n'avais pas trouver de réponse à ma question dans la partie "Calibration :  Bias  et Dark"; D'ou ma question.  La réponse est elle évoquées dans une autre partie?

[180Vision]

Un morceau de doc sur les BIAS dans la doc Siril

 

https://siril.org/tutorials/synthetic-biases/

 

EDIT : Version FR

https://siril.org/fr/tutorials/synthetic-biases/

 

Modifié 28 novembre par 180Vision

[GBA]

👍 super 180vision, je regarde, merci!

[GBA]

Bien , merci pour ce dernier lien,  on peut en déduire la raison théorique de la soustraction du Bias au Dark dans les retraitement:

En effet (mais ai je bien compris?)  le sigma du Dark est constitué de:
    - le courant d’obscurité, qui croit linéairement avec l’exposition, a un certain tau.
    - la  valeur du Bias (= l’offset)

En théorie, on voit donc que Bias et  Dark ne sont pas équivalent: le Bias est un signal constant alors que le Dark croit avec la durée d’exposition: Dark = Bais +(courant x t)!
En pratique ,…ben tout dépend de la valeur du courant d’obscurité: s’il reste négligeable devant Bias, alors les valeurs des Darks ne se différencieront pas des valeurs des Bias. La question est donc de savoir si, sur une plage d’exposition pratique (règle de 3 et 5  sigma par exemple), le Dark différe ou non du Bais. 

J’ai donc mesuré sur ma camera (ASI533 MC refroidîtes a -15°C) ) les valeurs moyennes des Darks en fonction du temps d’exposition , cf courbes ci dessous.:

Conclusion …. Ben, la variation temporel du courant d’obscurité doit être très faible : pas de différence (moins de 1 ADU) sur une plage de 0 à 30 secondes d’expositions….D’ou la question initiale posée en début de ce sujet de discussion: pourquoi faire appel à une niveau du Bias , si le logiciel peut utiliser la valeur moyenne du Dark… 

Peut être que cela à été historiquement  implémenté dans les logiciels car les vieilles cameras présentaient une très forte dépendance temporelle de leur courant d’obscurité?  Mais est-ce encore le cas?

Comme je ne prétends pas avoir tout compris des prétraitements, peut être que je commets une erreur. Y a il un expert qui pourrait pointer mon erreur et me corriger?
Merci à tous

Modifié Lundi à 16:29 par GBA
lien exterieur vers le graphique

[GBA]

... et vivement le livre de Cyril Richard sur Siril! toujours prévu pour décembre prochain?

[nico1038]

il y a 29 minutes, GBA a dit :

Bien , merci pour ce dernier lien,  on peut en déduire la raison théorique de la soustraction du Bias au Dark dans les retraitement:

En effet (mais ai je bien compris?)  le sigma du Dark est constitué de:
    - le courant d’obscurité, qui croit linéairement avec l’exposition, a un certain tau.
    - la  valeur du Bias (= l’offset)

En théorie, on voit donc que Bias et  Dark ne sont pas équivalent: le Bias est un signal constant alors que le Dark croit avec la durée d’exposition: Dark = Bais +(courant x t)!
En pratique ,…ben tout dépend de la valeur du courant d’obscurité: s’il reste négligeable devant Bias, alors les valeurs des Darks ne se différencieront pas des valeurs des Bias. La question est donc de savoir si, sur une plage d’exposition pratique (règle de 3 et 5  sigma par exemple), le Dark différe ou non du Bais. 

J’ai donc mesuré sur ma camera (ASI533 MC refroidîtes a -15°C) ) les valeurs moyennes des Darks en fonction du temps d’exposition , cf courbes ci dessous.

Conclusion …. Ben, la variation temporel du courant d’obscurité doit être très faible : pas de différence (moins de 1 ADU) sur une plage de 0 à 30 secondes d’expositions….D’ou la question initiale posée en début de ce sujet de discussion: pourquoi faire appel à une niveau du Bias , si le logiciel peut utiliser la valeur moyenne du Dark… 

Peut être que cela à été historiquement  implémenté dans les logiciels car les vieilles cameras présentaient une très forte dépendance temporelle de leur courant d’obscurité?  Mais est-ce encore le cas?

Comme je ne prétends pas avoir tout compris des prétraitements, peut être que je commets une erreur. Y a il un expert qui pourrait pointer mon erreur et me corriger?
Merci à tous

 

La question initiale n'est pas claire: que veux tu dire par "pourquoi faire appel à une niveau du Bias , si le logiciel peut utiliser la valeur moyenne du Dark… "?

Parles tu de la calibration des lights ou des flats? Veux tu dire que le logiciel pourrais utiliser directement la valeur moyenne du masterdark plutôt que de soustraire ce dernier. Quel en serait alors l’intérêt vu qu'il dispose du masterdark?

 

Dans le lien cité au dessus il est expliqué qu'il est possible d'utiliser une valeur de bias synthétique pour calibrer les flats. Pour calibrer les les lights, il est possible de faire la même chose mais les résultats sont alors loin d'être optimum.

 

Comparer un masterbias à un masterdark uniquement en comparant leurs moyennes est trompeur: une simple comparaison visuelle entre les 2 images permet de révéler les différences qui existent entre les deux avec la présence de pixels chauds dans le masterdark (d’autant plus nombreux que la durée d'exposition des darks augmente). C'est ce qui justifie de calibrer les lights en soustrayant un masterdark qui va corriger directement ces pixels chauds.

Modifié Samedi à 13:30 par nico1038

[GBA]

Merci nico pour ta réponse , 

 

mais c'est vrai que ma question , n'est pas suffisamment claire : tu dis "Veux tu dire que le logiciel pourrais utiliser directement la valeur moyenne du master-dark plutôt que de soustraire ce dernier.": non,  je veux dire :" le logiciel pourrait  soustraire des darks la valeur moyenne du master-dark plutôt qu'une constante synthétique représentant le Bias (l'offset): sur ma camera ce sont les deux meme valeurs ( moyenne du maste-dark = moyenne du master-bias) à 1 ADU pres.  Est ce plus clair?

Modifié Samedi à 14:42 par GBA
remplacement light par dark! on soustrait des light les dark dont on a soustrait l'offset, je crois

[nico1038]

il y a 27 minutes, GBA a dit :

Merci nico pour ta réponse , 

 

mais c'est vrai que ma question , n'est pas suffisamment claire : tu dis "Veux tu dire que le logiciel pourrais utiliser directement la valeur moyenne du master-dark plutôt que de soustraire ce dernier.": non,  je veux dire :" le logiciel pourrait  soustraire des darks la valeur moyenne du master-dark plutôt qu'une constante synthétique représentant le Bias (l'offset): sur ma camera ce sont les deux meme valeurs ( moyenne du maste-dark = moyenne du master-bias) à 1 ADU pres.  Est ce plus clair?

 

Désolé mais je ne comprend toujours pas ce que tu proposes: dans un prétraitement classique, tel qu'il est conseillé notamment par Siril, on ne soustrait pas l'offset des darks.

 

Voici l'ordre habituel des opérations:

1) Intégration des darks pour créer un masterdark

2) Intégration des bias pour créer un masterbias

3) Calibration des flats par soustraction du masterbias

4) Intégration des flats calibrés pour créer un masterflat

5) Calibration des lights par soustraction du masterdark et division du masterflat 

6) Intégration des lights calibrés pour créer un masterlight

 

La technique du bias synthétique consiste à remplacer à l'étape 3 la soustraction du masterbias par la soustraction d'une valeur fixe correspondant au niveau d'offset des images.

 

Peux tu préciser à quel étape intervient ce que tu proposes?

Modifié Samedi à 15:05 par nico1038

[Wan186]

Il parle de ce passer de l'étape 2. Le logiciel calculerait la moyenne depuis le master dark pour  l'appliquer comme une valeur de bias synthétique à retirer pour les flats.

[GBA]

oui Wan186, c'est tout a fait ça!  ce qui éviterait d'avoir a évaluer un bias synthétique

(... mais effectivement j'avais lu une mauvais info comme quoi dans ces prétraitements il fallait , avant de soustraire le master black y soustraire le Bias , ce qui est visiblement faut.)

 

[Eric S]

Oui mais il y a des pièges. 😁

 

En fait, les bias sont trafiqués chez Canon  et, aussi, chez Olympus, en ce qui me concerne. Je l'avais évoqué dans un message. Grosso modo, le niveau de bias est ajusté pour compléter le niveau de dark et toujours arriver au même niveau. Si tu regardes le niveau moyen des darks, il est à peu près constant (256 chez moi). Quand tu fais Dark - Bias maître, tu trouves une moyenne à 0. Par contre, si tu calcules la dispersion du dark (sigma), tu vois que ça augmente avec la température ou le temps de pause. Je fais une demande à Siril pour prendre ça en compte. Accessoirement, la dispersion sur le bias maître est très faible, de l'ordre de 0,7 adu pour mon appareil.

[Colmic]

Avec mes caméras, ça fait au moins 3 ans que je ne fais plus que des bias synthétiques. 

J'ai créé un script spécifique à ma caméra et j'utilise toujours le même script. 

Ca fait 3 ans que je n'ai pas refait un seul bias. 

Et ça fonctionne très bien ainsi. Je dirais même que mes flats sont meilleurs avec un bias synthétique puisqu'on ne rajoute aucun bruit. 

 

Sur mes 2 cam (à base d'IMX571 et 455 donc même famille), le script modifié est le suivant : 

#Pré-traitement des flats avec retrait de l'offset synthetique
cd flats
convert flat -out=../process
cd ../process
calibrate flat -bias="=40*$OFFSET"

#Création du master-flat
stack pp_flat rej 3 3 -norm=mul
cd ..

 

[nico1038]

il y a 39 minutes, Colmic a dit :

Je dirais même que mes flats sont meilleurs avec un bias synthétique puisqu'on ne rajoute aucun bruit. 

 

Bien que je trouve que la technique des bias synthétiques soient tout à fait ok pour calibrer des flats (cela dit je ne trouve pas qu'ils soient plus simples que des vrais bias)  je ne suis pas du tout d'accord avec cette idée.

 

Si l'on considère qu'un masterbias introduit du bruit lors de la calibration (ce qui est indéniable), il faut alors également considérer le signal (indésirable) qu'il supprime. Or, le simple fait de pouvoir visualiser ce signal sur un masterbias démontre que celui ci est supérieur au bruit présent dans l'image. En d'autres termes (et de façon très simplifié), lors de la soustraction d'un masterbias on enlève plus de signal indésirable qu'on ajoute de bruit.

 

Pour des application de nature scientifique, la calibration d'un flat avec un masterbias (ou mieux avec un masterdark) reste la meilleure façon de procéder.

Modifié Samedi à 20:46 par nico1038

[Wan186]

Il y a 1 heure, nico1038 a dit :

 

Bien que je trouve que la technique des bias synthétiques soient tout à fait ok pour calibrer des flats (cela dit je ne trouve pas qu'ils soient plus simples que des vrais bias)  je ne suis pas du tout d'accord avec cette idée.

 

Si l'on considère qu'un masterbias introduit du bruit lors de la calibration (ce qui est indéniable), il faut alors également considérer le signal (indésirable) qu'il supprime. Or, le simple fait de pouvoir visualiser ce signal sur un masterbias démontre que celui ci est supérieur au bruit présent dans l'image. En d'autres termes (et de façon très simplifié), lors de la soustraction d'un masterbias on enlève plus de signal indésirable qu'on ajoute de bruit.

 

Pour des application de nature scientifique, la calibration d'un flat avec un masterbias (ou mieux avec un masterdark) reste la meilleure façon de procéder.

 

C'est à débat.  Avec les capteurs modernes, on ne supprime plus de signal indésirable. Juste un offset uniforme, couplé à du bruit.

 

Les applications scientifiques recherche à réduire l'erreur de mesure, et je ne suis pas sûr donc qu'il y ait un bénéfice à retirer si l'on compare l'erreure apportée par les 2 solutions.

Modifié Samedi à 22:41 par Wan186

[nico1038]

il y a 43 minutes, Wan186 a dit :

 

C'est à débat.  Avec les capteurs modernes, on ne supprime plus de signal indésirable. Juste un offset uniforme, couplé à du bruit.

 

Les applications scientifiques recherche à réduire l'erreur de mesure, et je ne suis pas sûr donc qu'il y ait un bénéfice à retirer si l'on compare l'erreure apportée par les 2 solutions.

 

Vois tu ou ne vois tu pas une structure dans tes masterbias?

Personnellement je n'ai encore pas vu de caméras avec un masterbias (constitué d'un nombre suffisant d'images) parfaitement uniforme. Et c'est bien ça mon argument: si une structure (en général des bandes verticales) est visible alors le signal qui la constitue est supérieur à celui du bruit aléatoire et il y a donc bien un bénéfice à le soustraire.

 

Pour une correction à grande échelle du champ d'illumination, cela n'a pas vraiment d'importance mais les flats ont aussi pour but de corriger les variations de sensibilité d'un pixel à l'autre. C'est inutile pour calibrer une image astro traditionnelle mais c'est beaucoup plus important pour des applications types photométrie.

 

C'est bien pour ça que la soustraction des darks et des bias est décrite dans tous les process de réduction de données pour calibrer les flats. Par exemple un papier récent décrivant les process de calibration d'images issues de télescopes chinois équipés de 6200MM: https://arxiv.org/abs/2504.01616

Modifié Samedi à 23:24 par nico1038

[Wan186]

il y a 52 minutes, nico1038 a dit :

 

Vois tu ou ne vois tu pas une structure dans tes masterbias?

Personnellement je n'ai encore pas vu de caméras avec un masterbias (constitué d'un nombre suffisant d'images) parfaitement uniforme. Et c'est bien ça mon argument: si une structure (en général des bandes verticales) est visible alors le signal qui la constitue est supérieur à celui du bruit aléatoire et il y a donc bien un bénéfice à le soustraire.

 

Pour une correction à grande échelle du champ d'illumination, cela n'a pas vraiment d'importance mais les flats ont aussi pour but de corriger les variations de sensibilité d'un pixel à l'autre. C'est inutile pour calibrer une image astro traditionnelle mais c'est beaucoup plus important pour des applications types photométrie.

 

C'est bien pour ça que la soustraction des darks et des bias est décrite dans tous les process de réduction de données pour calibrer les flats. Par exemple un papier récent décrivant les process de calibration d'images issues de télescopes chinois équipés de 6200MM: https://arxiv.org/abs/2504.01616

Sur mon XT-5, c'est quasi-totalement uniforme. Sur la Poseidon-C (IMX571), c'est pas la même.
Je pensais que c'était du bruit, mais non... Je viens  juste de comparer 2 masters différents, et on retrouve bien les mêmes patterns.

Donc plus de débat 🙃
Merci!
 

[lock042]

Oui alors…

On n'oublie pas que dans un process normal le bias se soustrait au master-flat. Donc oui, on voit des petits motifs, mais qui sont parfaitement négligeables face au signal du master-flat pris en pleine lumière.

Ceci est différent quand on fait une optimisation des dark et qu'on doit enlever le bias au dark.

[180Vision]

11 hours ago, Colmic said:

Avec mes caméras, ça fait au moins 3 ans que je ne fais plus que des bias synthétiques. 

J'ai créé un script spécifique à ma caméra et j'utilise toujours le même script. 

Ca fait 3 ans que je n'ai pas refait un seul bias. 

Et ça fonctionne très bien ainsi. Je dirais même que mes flats sont meilleurs avec un bias synthétique puisqu'on ne rajoute aucun bruit. 

 

Sur mes 2 cam (à base d'IMX571 et 455 donc même famille), le script modifié est le suivant : 

#Pré-traitement des flats avec retrait de l'offset synthetique
cd flats
convert flat -out=../process
cd ../process
calibrate flat -bias="=40*$OFFSET"

#Création du master-flat
stack pp_flat rej 3 3 -norm=mul
cd ..

 

 

Idem chez moi.

[nico1038]

Il y a 2 heures, lock042 a dit :

Oui alors…

On n'oublie pas que dans un process normal le bias se soustrait au master-flat. Donc oui, on voit des petits motifs, mais qui sont parfaitement négligeables face au signal du master-flat pris en pleine lumière.

Ceci est différent quand on fait une optimisation des dark et qu'on doit enlever le bias au dark.

 

On oublie pas.

Comme je le dis au dessus,  le bias synthétique est une technique valable pour une utilisation classique d'astrophoto. Je réagissais juste à l'argument bancale consistant à dire que le bias synthétique serait meilleur sous prétexte qu'il n'introduirait pas de bruit lors de la calibration du flat.

 

Modifié DImanche à 08:58 par nico1038

[lock042]

Oui, mais je pense que même dans une utilisation scientifique, c'est négligeable.

[GBA]

grand merci à tous pour ces précisions. 

 

Nico 1038 dit :"Désolé mais je ne comprend toujours pas ce que tu proposes: dans un prétraitement classique, tel qu'il est conseillé notamment par Siril, on ne soustrait pas l'offset des darks. ".  Alors que Lock42 dit "Ceci est différent quand on fait une optimisation des dark et qu'on doit enlever le bias au dark. ". donc j'en déduis que dans SIRIl , si coche "optimisation des dark" le master Bias est soustrait des Darks , alors que si on ne coche pas cette option, les Darks ignorent le master bias et sont gardés telquel avec leur offset , c'est cela?

[nico1038]

il y a 11 minutes, GBA a dit :

grand merci à tous pour ces précisions. 

 

Nico 1038 dit :"Désolé mais je ne comprend toujours pas ce que tu proposes: dans un prétraitement classique, tel qu'il est conseillé notamment par Siril, on ne soustrait pas l'offset des darks. ".  Alors que Lock42 dit "Ceci est différent quand on fait une optimisation des dark et qu'on doit enlever le bias au dark. ". donc j'en déduis que dans SIRIl , si coche "optimisation des dark" le master Bias est soustrait des Darks , alors que si on ne coche pas cette option, les Darks ignorent le master bias et sont gardés telquel avec leur offset , c'est cela?

 

Absolument: l'optimisation des darks consiste a appliquer un facteur d'échelle aux darks  pour compenser les différences de temps d'exposition (voir de température) avec les lights.

Pour pouvoir effectuer correctement cette multiplication, l'offset doit être retiré des darks et le masterbias doit donc être soustrait de ces derniers.

 

Cela dit la mise à l'échelle des darks n'est pas une opération parfaite et l'optimisation des darks est donc plutôt déconseillé dans la mesure du possible.

[GBA]

 

Le 30/11/2025 à 01:24, Wan186 a dit :

Sur mon XT-5, c'est quasi-totalement uniforme. Sur la Poseidon-C (IMX571), c'est pas la même.
Je pensais que c'était du bruit, mais non... Je viens  juste de comparer 2 masters différents, et on retrouve bien les mêmes patterns.

Donc plus de débat 🙃
Merci!
 

 Je ne vois aucune structures décelables sur des coupes (profil par SIRIL)  de l'image master bias. il est vraiment tres plat (ma camera est une ASI533 MC) . dommage qu'on ne puisse pas partager d'image sur le forum ( ou alors j'ai pas trouvé)...😭:  les stat de l'image(moyenne de 100 acquisitions -10°C)  sont (cana l rouge mais quasi identique pour les 2 autres canaux ) : moyenne 2794.4, mediane= 2794.0 , sigma= 0.6 avgDev=0.4, MAD=0.0, sqrt(BWMV)=0.0, min=2776.0, max=2806.0

 coupe  du master bias par SIRIL: 

Modifié Lundi à 16:38 par GBA

[nico1038]

il y a 18 minutes, GBA a dit :

 

 Je ne vois aucune structures décelables sur des coupes (profil par SIRIL)  de l'image master bias. il est vraiment tres plat (ma camera est une ASI533 MC) . dommage qu'on ne puisse pas partager d'image sur le forum ( ou alors j'ai pas trouvé)...😭:  les stat de l'image(moyenne de 100 acquisitions -10°C)  sont (cana l rouge mais quasi identique pour les 2 autres canaux ) : moyenne 2794.4, mediane= 2794.0 , sigma= 0.6 avgDev=0.4, MAD=0.0, sqrt(BWMV)=0.0, min=2776.0, max=2806.0

 

Voici un masterbias d'images prises avec ma 533MC. C'est homogène, c'est vrai, mais on y distingue bien des structures (plutôt horizontales ici)

 

 

Cela dit, comme dit plus haut, on discute ici de variations marginales qui n'impacte pas réellement la calibration de nos images. L'important étant avant tout de retirer l'offset des flats d'une manière ou d'une autre.

Modifié DImanche à 10:57 par nico1038

[GBA]

👍 ... et ca veut dira aussi qu'on peut inclure des images sur le forum... 🤓au secours comment fait on?

[nico1038]

il y a 14 minutes, GBA a dit :

👍 ... et ca veut dira aussi qu'on peut inclure des images sur le forum... 🤓au secours comment fait on?

Pour le moment ça n'est pas vraiment pratique. Je suis passé par un hébergeur  et j'ai collé le lien.

[Colmic]

il y a 59 minutes, GBA a dit :

👍 ... et ca veut dira aussi qu'on peut inclure des images sur le forum... 🤓au secours comment fait on?

 

C'est provisoirement désactivé à cause d'un bug dans la matrice. 

Ca va revenir dans quelques temps. 

[GBA]

ok merci, j'ai fait comme toi a partir d'un hebergeur externe

Modifié Lundi à 16:40 par GBA