A proposito del rumore nelle immagini digitali

[Pering]

G>1 comprimo il segnale perdendo di risoluzione.

Non ancora. Il gradino di risoluzione dinamica non puo' essere l'elettrone ma al minimo il rumore di lettura (RMS). Una camera con FWC 60000 e- e read noise di 10 e- ha una dinamica di 6000 livelli. Comunque 6000 livelli sono tantissimi, pensa che il monitor ne ha solo 255...

Tutto ciò porta a pensare che 65000 livelli siano sprecati in questo caso, ne basterebbero 6000 al massimo 12000.

[Paolo]

Tutto ciò porta a pensare che 65000 livelli siano sprecati in questo caso

Si. Parlando in senso generale, il top sarebbe avere una camera con FWC alta e read noise basso. Catalano docet Potrebbe pero' servire un convertitore a piu' di 16 bit...

con G<1 amplifico il segnale (a 1 e- corrispondono più ADU) ma senza ottenere nessun beneficio
R/
Qualcosina per il gain basso che non so quantificarti, ma non stravolge l'immagine.

Visto il maltempo, approfitto per esplicitare con numeri il calcolo del rapporto s/r esprimendo i dati sia in elettroni che in ADU.

Ipotesi (x pixel):

- segnale 100 e-
- read noise 7 e-
- dark noise trascurabile (molto piccolo se confrontato con le altre fonti di rumore).
- sky noise assente (siamo sulla Luna!)
- camera gain 0.4 e-/ADU



> Segnale in e- = 100 e-
> Segnale in ADU = 100/0,4=250 ADU

> Componente di rumore fotonico in e- = radq(100) = 10 e-
> Componente di rumore fotonico in ADU = 10/0.4 = 25 ADU (mai venisse in mente di fare radq(250)!)

> Componente di readnoise in e- = 7 e-
> Componente di readnoise in ADU = 7/0.4 = 17.5 ADU

> Combinazione dei due rumori in e-: radq(fotonico^2 + readnoise^2) = radq(10^2+7^2) = 12.2 e-
> Combinazione dei due rumori in ADU: radq(fotonico^2 + readnoise^2) = radq(25^2+17.5^2) = 30.5 ADU.

> Rapporto s/r con dati in e-= segnale/rumore totale = 100/12.2 = 8.2
> Rapporto s/r con dati in ADU= segnale/rumore totale = 250/30.5 = 8.2

Se cambi gain (sostituisci 0.4 con il valore che ti pare) il rapporto s/r resta sempre 8.2.
Al gain sono comunque legate variazioni fini di rumore che, come ti dicevo, non so calcolare. Un esempio e' il rumore di quantizzazione che tende ad essere maggiore per gain (in e-/ADU) alti (qui non considerato).

Rasserenera', non subito ma rasserenera'... abbiate pazienza!

Ciao ciao
Paolo

[Pering]

Componente di rumore fotonico in ADU = 10/0.4 = 25 ADU (mai venisse in mente di fare radq(250)!)

Non ci viene in mente ma non è così immediato capire il perchè,
e comunque se operiamo l'equivalenza proposta la dimostrazione perde significato, infatti sicuramente porterà agli identici valori

Proviamo invece con il metodo di A. Forcina, premetto che io finora non ci ho capito niente.
La formula è questa: SNR=L/SQRT(R(D)^2+G(L-B(D))
dove L = segnale
R(D)=rumore del dark
G= ADU/e-
B(D)=Background del dark
La formula mi ha incuriosito perchè è simile nella forma a quella proposta da Paolo.
Comunque non avendo a disposizione tutti i dati poniamo: (non so se sia lecito chiederò)
B(D)=0
R(D)=readnoise = 17.5 ADU
L = 250 ADU
G=1/0.4=2.5 ADU/e-
Stranamente SNR= 8.19
Secondo voi ho fatto un pasticcio o ci si può lavorare sopra?

[Paolo]

A me sembra che va bene. E' simile a quella vista nel bitmap di qualche topic fa ma esprime tutto in ADU mediante delle trasformazioni algebriche. I risultati sono analoghi e si evidenzia anche qui che il gain non influenza il rapporto s/r. Motivo per cui, perche' metterlo in ballo in un calcolo previsionale del SNR?

Non ci viene in mente ma non è così immediato capire il perchè,

Con un po' di senso pratico almeno perche' altrimenti, per discernere meglio la nostra nebulosetta evanescente, basterebbe semplicemente moltiplicare i valori di tutti i pixel del nostro fit per 2 o per 3 e, piu' e alto il fattore, meglio e'!

Ciao,
Paolo