QHY462 : mesures de bruit
Bonjour à tous,
Bon cette fois-ci, je me suis attelé à mesurer le bruit de lecture et le bruit thermique de ma nouvelle cam, la QHY5III462C.
Voilà, pour ce faire, j'utilise habituellement ISIS, qui possède un outil très pratique et automatique pour faire les mesures. J'ai donc fait mes images de dark, offset et flat comme à l'accoutumée.
Seulement voilà, petite déception, le bruit de lecture de la caméra est supérieur à ce qui est annoncé. Voici les valeurs que j'obtiens :
Gain ----- Bruit de lecture en e-
200 ------- 0.85
250 ------- 0.79
300 ------- 0.75
350 ------- 0.73
400 ------- 0.72
450 ------- 0.72
500 ------- 0.71
550 ------- 0.70
A titre de comparaison, voici la courbe annoncée par QHY :
Même s'il ne s'agit pas de la même caméra, ZWO a également mesuré le bruit de lecture de ce même capteur, et a obtenu des résultats très similaires ( voir en page 7, ici : )
https://astronomy-imaging-camera.com/manuals/ASI462_Manual_EN.pdf
Bon alors certes, la différence entre 0.5 et 0.7 peut sembler insignifiante... mais croyez moi, elle ne l'est pas du tout. On parle de 40% supplémentaire, ce qui revient à devoir faire des poses unitaires deux fois plus longues pour obtenir un RSB équivalent si on considère le même temps d'intégration total.
Alors ou est le problème ? Quelqu'un a-t-il une idée ? Pensez-vous qu'il puisse y avoir une telle variance entre les capteurs ?
J'ai voulu éclaircir un peu le problème.
D'abord j'ai également voulu mesurer le bruit thermique de la caméra... et là surprise, ISIS me donne une valeur complètement aberrante ! ( valeur négative )
La raison est que ISIS mesure le niveau de signal thermique en comparant le niveau de signal sur un offset et sur un dark. Or, après avoir cherché un peu la source du problème, j'ai remarqué que sur les brutes, le niveau moyen de l'image est plus bas sur les offsets que sur les darks !
Bon la suite c'est un peu de la spéculation... mais je pense avoir une explication.
En théorie ça paraît complètement aberrant, mais dans la pratique je pense juste que le capteur fait une sorte de "réglage automatique" de l'offset en plus de celui dont on a le contrôle à travers le logiciel de capture, en fonction de la manière dont ce dernier est éclairé. Et forcément, ça fausse toutes les mesures que l'on peut faire, puisque si le niveau d'offset change entre les darks et les offsets, pas de raison pour qu'il reste le même pendant les flats également...
Je pense que ce problème est également une des raisons pour lesquelles il est très compliqué de faire un prétraitement classique complet avec ce type de CMOS. Le niveau de l'offset est variable rapidement dans le temps, mais même parfois est complètement réinitialisé au niveau de chaque pixel, ce qui complique encore plus le bazar.
Pour essayer de démêler tout ça, j'ai quand même utilisé une autre méthode pour faire une mesure.
Tout d'abord j'ai pris 2 offsets dans chacune des valeurs de gain que je voulais mesurer, je les ai soustraits l'un a l'autre sous IRIS puis j'ai noté la valeur "Sigma" obtenue dans IRIS.
Ensuite, de retour dans le logiciel d'acquisition, en enlevant le cache de la cam, pour chaque valeur de gain j'ai noté le temps de pose qui me permettait d'avoir un histogramme dont le pic était exactement centré sur 50%. Cela me donne une courbe de gain "réel"en fonction du gain "affiché"
De là, j'ai pu en déduire une courbe de bruit de lecture en fonction du gain. Il n'y a pas d'échelle, mais la pente de la courbe correspond finalement exactement aux valeurs mesurées avec ISIS au départ.
Donc, même si toutes les valeur sont potentiellement un peu plus faibles ou un peu plus fortes, ça veut quand même dire que si le bruit de lecture de la cam est égal à environ 0.8 pour un gain=200 comme sur la courbe constructeur, il ne descend pas en dessous des 0.65e- au final.
Donc retour à la case départ
Mis à part une explication partant d'une certaine variance "naturelle" entre les capteurs, quelqu'un aurait-il une idée de quelque chose qui m'aurait échappé ? je vais essayer dans différentes conditions différentes et avec des paramètres d'acquisition différents, mais j'y crois peu... les tests que j'avais effectués sur les anciens modèles de caméras étaient clairs dans ce sens là : aucune incidence sur le bruit de lecture.
Bon après qu'on ne se méprenne pas, 0.7e- ça reste excellent... mais quand même, 0.5e- c'est encore une autre ligue.
J'ai quand même pu également mesurer le bruit thermique, en relevant le "sigma" issu directement d'une différence entre deux darks sur IRIS. Avec une température capteur estimée à 30°C, je trouve une valeur environ égale à 0.8e-/s. Evidemment il ne s'agit que d'une estimation, mais j'ai quand même pu comparer directement au bruit thermique de la QHY5III290M que je possède aussi, et dans des conditions le plus identiques possibles, le bruit thermique de cette dernière est plutôt situé autour de 1e-/s, soit un léger mieux pour la petite nouvelle Bon évidemment, vu que les valeurs de bruit thermique sont dérivées des valeurs de bruit de lecture, si ces dernières venaient à changer ben les valeurs de bruit thermique bougeraient aussi.
Voilà je suis preneur de quelques idées pour éclaircir tout ça.
Bons cieux
Romain
Bon cette fois-ci, je me suis attelé à mesurer le bruit de lecture et le bruit thermique de ma nouvelle cam, la QHY5III462C.
Voilà, pour ce faire, j'utilise habituellement ISIS, qui possède un outil très pratique et automatique pour faire les mesures. J'ai donc fait mes images de dark, offset et flat comme à l'accoutumée.
Seulement voilà, petite déception, le bruit de lecture de la caméra est supérieur à ce qui est annoncé. Voici les valeurs que j'obtiens :
Gain ----- Bruit de lecture en e-
200 ------- 0.85
250 ------- 0.79
300 ------- 0.75
350 ------- 0.73
400 ------- 0.72
450 ------- 0.72
500 ------- 0.71
550 ------- 0.70
A titre de comparaison, voici la courbe annoncée par QHY :
Même s'il ne s'agit pas de la même caméra, ZWO a également mesuré le bruit de lecture de ce même capteur, et a obtenu des résultats très similaires ( voir en page 7, ici : )
https://astronomy-imaging-camera.com/manuals/ASI462_Manual_EN.pdf
Bon alors certes, la différence entre 0.5 et 0.7 peut sembler insignifiante... mais croyez moi, elle ne l'est pas du tout. On parle de 40% supplémentaire, ce qui revient à devoir faire des poses unitaires deux fois plus longues pour obtenir un RSB équivalent si on considère le même temps d'intégration total.
Alors ou est le problème ? Quelqu'un a-t-il une idée ? Pensez-vous qu'il puisse y avoir une telle variance entre les capteurs ?
J'ai voulu éclaircir un peu le problème.
D'abord j'ai également voulu mesurer le bruit thermique de la caméra... et là surprise, ISIS me donne une valeur complètement aberrante ! ( valeur négative )
La raison est que ISIS mesure le niveau de signal thermique en comparant le niveau de signal sur un offset et sur un dark. Or, après avoir cherché un peu la source du problème, j'ai remarqué que sur les brutes, le niveau moyen de l'image est plus bas sur les offsets que sur les darks !
Bon la suite c'est un peu de la spéculation... mais je pense avoir une explication.
En théorie ça paraît complètement aberrant, mais dans la pratique je pense juste que le capteur fait une sorte de "réglage automatique" de l'offset en plus de celui dont on a le contrôle à travers le logiciel de capture, en fonction de la manière dont ce dernier est éclairé. Et forcément, ça fausse toutes les mesures que l'on peut faire, puisque si le niveau d'offset change entre les darks et les offsets, pas de raison pour qu'il reste le même pendant les flats également...
Je pense que ce problème est également une des raisons pour lesquelles il est très compliqué de faire un prétraitement classique complet avec ce type de CMOS. Le niveau de l'offset est variable rapidement dans le temps, mais même parfois est complètement réinitialisé au niveau de chaque pixel, ce qui complique encore plus le bazar.
Pour essayer de démêler tout ça, j'ai quand même utilisé une autre méthode pour faire une mesure.
Tout d'abord j'ai pris 2 offsets dans chacune des valeurs de gain que je voulais mesurer, je les ai soustraits l'un a l'autre sous IRIS puis j'ai noté la valeur "Sigma" obtenue dans IRIS.
Ensuite, de retour dans le logiciel d'acquisition, en enlevant le cache de la cam, pour chaque valeur de gain j'ai noté le temps de pose qui me permettait d'avoir un histogramme dont le pic était exactement centré sur 50%. Cela me donne une courbe de gain "réel"en fonction du gain "affiché"
De là, j'ai pu en déduire une courbe de bruit de lecture en fonction du gain. Il n'y a pas d'échelle, mais la pente de la courbe correspond finalement exactement aux valeurs mesurées avec ISIS au départ.
Donc, même si toutes les valeur sont potentiellement un peu plus faibles ou un peu plus fortes, ça veut quand même dire que si le bruit de lecture de la cam est égal à environ 0.8 pour un gain=200 comme sur la courbe constructeur, il ne descend pas en dessous des 0.65e- au final.
Donc retour à la case départ
Mis à part une explication partant d'une certaine variance "naturelle" entre les capteurs, quelqu'un aurait-il une idée de quelque chose qui m'aurait échappé ? je vais essayer dans différentes conditions différentes et avec des paramètres d'acquisition différents, mais j'y crois peu... les tests que j'avais effectués sur les anciens modèles de caméras étaient clairs dans ce sens là : aucune incidence sur le bruit de lecture.
Bon après qu'on ne se méprenne pas, 0.7e- ça reste excellent... mais quand même, 0.5e- c'est encore une autre ligue.
J'ai quand même pu également mesurer le bruit thermique, en relevant le "sigma" issu directement d'une différence entre deux darks sur IRIS. Avec une température capteur estimée à 30°C, je trouve une valeur environ égale à 0.8e-/s. Evidemment il ne s'agit que d'une estimation, mais j'ai quand même pu comparer directement au bruit thermique de la QHY5III290M que je possède aussi, et dans des conditions le plus identiques possibles, le bruit thermique de cette dernière est plutôt situé autour de 1e-/s, soit un léger mieux pour la petite nouvelle Bon évidemment, vu que les valeurs de bruit thermique sont dérivées des valeurs de bruit de lecture, si ces dernières venaient à changer ben les valeurs de bruit thermique bougeraient aussi.
Voilà je suis preneur de quelques idées pour éclaircir tout ça.
Bons cieux
Romain
