Астрофотографія: сигнал і шум

Відео: Астрофотографія. Витримка, Діафрагма, ISO. базові поняття

Кожна фотографія, зроблена на CCD або DSLR-камері, записує багато типів сигналів - які корисні, які ні. Багато любителів з подивом дізнаються, що багато з того, що ми називаємо шумом, це сигнал, який можна видалити, застосовуючи калібрувальні кадри.

СИГНАЛ ВІД ОБ`ЄКТА, сформований в сенсорі камери слабким небесним об`єктом, походить від фотонів, які прийшли з Всесвіту з неймовірного відстані. Камера записує цей сигнал в "світловому кадрі" - фактичний знімку об`єкта.

ПОМИЛКА ЗЧИТУВАННЯ або "ЗСУВ" (Bias) - це слабкий заряд, властивий сенсора камери у вигляді постійного сигналу. Помилка зчитування присутня в кожному кадрі.

ТЕПЛОВОЇ ТОК, також званий темновим струмом, створюється тепловими електронами в сенсорі. Він виникає навіть коли світло не падає на сенсор. На DSLR-камерах це виявляється як "гарячі пікселі", які виглядають як білі цяточки і кольорові плями.




ФОН НЕБА, хоча зазвичай і дратівливий своїм неприємним кольором, фактично і є справжній сигнал, записаний на кожному зображенні при довгій експозиції. Міська засвічення, розсіювання і світіння самої атмосфери, присутнє на небі навіть в найтемніших місцях на Землі - все це дає внесок в фоновий сигнал. Він може бути видалений в процесі обробки.
Шумовий компонент кожного цифрового зображення походить від багатьох джерел всередині і поза камерою. Істинний шум за визначенням - це випадковий, не повторюється сигнал в зображенні.




Фотон ШУМ зобов`язаний своїм походженням квантову природу світла. Він створюється статистичними варіаціями числа фотонів. Завжди є невизначеність в тому, скільки фотонів приходить на сенсор в кожен даний інтервал часу. Темновий струм також має шум з тієї ж причини.

ШУМ ЗЧИТУВАННЯ - це електронний шум, внесений в момент зчитування зображення з сенсора камери, оскільки цей процес також схильний до статистичним невизначеності.

На щастя, ви можете мінімізувати значну частину небажаного сигналу калібруванням окремих знімків. Це, правда, теж не даром дається. Калібрування зображення також вносить свій власний шум, але при уважному ставленні до деталей і методикою, що пояснюється в наведеній статті, ви зможете неабияк підвищити якість своїх астрофотографій.


Як при всякій дип-скай астрофотографії, чим більше сигнал, тим краще зображення. Картинки зверху показують відмінність між окремою калиброванной 5-хвилинної експозицією (верхня) і об`єднанням безлічі каліброваних кадрів з сумарною витримкою 175 хвилин (нижня). Різниця цілком очевидна. Всі зразки зображень збільшені, щоб краще показати шум.