Зарегистрировано: 316




Помощь  Карта сайта

Текст дня

Продающая страница бесплатно и навсегда? Да!

Размещение информации о вашей фирме, услугах, контактах Наш сайт это продвинутая площадка с уникальными возможностями, включающая в себя социальную сеть, межличностное общение, коллективные проекты, публикации, рубрикаторы, клубы, RSS, форумы, агрегаторы новостей, галереи, блоги, библиотеки, ..
Дальше..

Фото дня

Бассейн 3.jpg

Бассейн 3.jpg



Воробино
Через турбуленцию к звездам
В блоге представлены фото с моего сетапа. Первую зиму телескоп пережил на кухне, летом поселился на балконе с видом на залив, на окраине Петербурга. См. статью про наблюдения через балконную дверь. На балконе сиинг лучше, но места меньше. В итоге, была сделана мини-опора, вместо штатной треноги, а теперь в планах ..
Письмо | Сообщение | ВКонтакте | Астрофорум |

Для добавления вашего собственного контента, а также для загрузки текстов целиком, загрузки текстов без разбиения на страницы, загрузки книг без разбиения на тексты, необходима авторизация. Если вы зарегистрированы на сайте, введите свой логин и пароль. Если нет, пожалуйста, пройдите регистрацию



Опубликовано в: Блог: Астрофото - как это работает?
Клуб: Обработка астрофото. Cъемка, сложение, постобработка
<--Астрофото
<--Любительская астрономия (ЛА)

0





Зачем нужны 16 бит? Сотый раз на те же грабли
/pterodactilus vulgaris/
06.06.2019


Всем, кто берется за планеты было бы полезно почитать вот это для сведения картины мира воедино. Там изложена не только теория, но практика, не противоречащая ей. Если лень читать, см. сюда

По дипскаю все условно - апертура может выстрелить (и успешно стреляет) не только по планетам. Поэтому сэмплинг заведомо гнуть под болотный сиинг = лишать себя шанса раскрыть эту апертуру. Универсальные рецепты здесь все те же - битность на максимум, самую слабую звезду на сумме положить в 3 пикселя, выдержку не задирать. По обработке все сложнее. Классическая обработка выезжает на чудесах шумодавов, волшебных "устранителях" градиентов и "магическом" алгоритме сложения. Современный софт устал соревноваться, кто кого перехитрит в рисовании. Что PI что PS, что остальные. На деле все проще - в астрофото работает простая физика и надо быть ближе к естеству.

Планетный софт в принципе ничего не делает, кроме как усредняет тысячи картинок. Дипскайный соревнуется в наведенной красоте. Как посмотришь на "шедевры", так Айвазовский отдыхает. В общем, в классической обработке имеем тупик налицо. А еще люди ничему не учатся. Вот с этим реальная беда. Уже 10 лет, как появились нормальные чувствительные камеры, на форуме ведутся споры, а воз и ныне там. 8 бит достаточно. Ну да.

Если рассуждать логически, получаем следующее:
ADC 14 бит. Пиксель по определению монохромен. Цвет мы получаем дебайером, т.е интерполяцией сетки соседних "отфильрованных" пикселей. Что отдает камера? Она отдает монохром в 14 бит, упакованный в 2 байта. Т.е. на выходе с камеры мы имеем псевдо 16 бит, у которого 2 разряда обрезаны (big ending, little ending), что не есть суть.

Далее, поток с камеры идет в программу, читающую его. Этой программе надо его расшифровать. Расшифровку программа делает согласно некоторой договоренности с камерой о "зашитой" в поток "матрице" расшифровки. В случае с цветной камерой, данной матрицей расшифровки является паттерн дебайеризации, за который и отвечает кодек, как посредник, между мозгами камеры и потребителями картинок с нее. Так вот вопрос в том, что нет такой договоренности, что цвет кодируется в 16 бит на канал, но есть куча договоренностей, что он зашит в 8 бит на канал. А так, в принципе, никаких вопросов и нет, кроме того, что это никем до сих пор не реализовано.
Так вот, когда говорят о цвете в 16 бит, это немного напрягает. Может я что-то упустил. Вопрос в том, что именно? Описание 16 бит ser ясности не добавила.

Вот пример из жизни. Я начал писать PGMania в 14-м году потому, что хотел делать 16 битный видео из монохромных 16 битных картинок, для того, чтобы не терять разрядность при обработке. Первое, на что я напоролся, что софта, умеющего это делать в принципе не существует. Кроме ffmpeg. А это не читаемый cmd line из 100000 строк при обработке ролика. Интернет молчал, пришлось копать. Оказалось, что в ffmpeg есть "свои" кодеки, способные решить эту задачу. О них мало кому было известно, как я понял, кроме их разработчиков. Сейчас PGMania клепает 16 бит AVI на лету парой кликов мышкой. И есть всего один плеер(русский) https://windowsplayer.ru, который их читает. А сколько в мире есть плееров? Сотни. Но они не читают 16 бит avi.

С 16 битным цветом такая же история - пока его кто-то не реализует программно, его не существует. С другой стороны, есть PS и его 16/32 bit. Т.е. в принципе, он как бы и есть. Вопрос в том, как его доставить из камеры в PS и отдать потребителю. Монитор не способен прочитать ничего, кроме 8 бит на канал..

Ну ладно. Если смысл всего сказанного опять не был понят, 16 бит надо запретить за ненадобностью. Давайте посчитаем удава в попугаях. У нас есть камера, способная снимать в 8 и в 16 битах. Мы снимаем небо. Небо шумит. Шумы камеры заведомо меньше или сопоставимы. Шум оцифровывается, не так ли? Так. Допустим, шум настолько слабый, что занимает 1 разряд. А сигнал настолько яркий, что занимает весь ДД.
При съемке в 8 битах, сколько весит 1 бит шума? 1/256 часть ДД.
При съемке в 16 битах, сколько весит 1 бит шума? 1/16384 часть ДД.
При сложении N кадров мы получим некое отношение сигнал/шум
SNR ~ f(N)/SQR(N), где f некая функция сложения сигнала. Примем ее за 100% ДД или за 1.
На 1000 кадрах шум будет
для 8 бит ~ 1/SQR(1000 * 1/256) = 0.5059
для 16 бит ~ 1/SQR(1000 * 1/16384) = 0.24705
Это условность, но шумовую картину описывает.
Поделим одно на другое. Получим 2. Сколько это в попугаях? 1 разряд вытащили.
Для 10000 кадров увеличение разрядности посчитайте сами. Не можете? 3 (!) разряда, дамы и господа.

Предположим, мы вытащили 3 разряда слабого сигнала. Вы его на 8 битах куда засунете? Он просто обрежется и выигрыша вы не увидите. А на 16? А на 16, если у вас гистограмма заполнена на 70%, у вас есть место для него. При 14 битном АЦП, даже если она заполнена на 100%, 2 разряда будут свободны.

Ок. Едем дальше. Известный факт, что при сложении разрядность суммы увеличивается. Так вот слабый сигнал, тонущий в шумах, потому и вылезает на сумме, что переходит границу зашумленности именно на сумме. Как его вытащить, если он находится на пороге чувствительности камеры и занимает 1 разряд, как и шум?

Вытащить его можно за счет того, что сигнал имеет устойчивую, повторяющуюся природу, а шум случайную и почти хаотичную. Поэтому при сложении сигнал полезет вверх, а шум полезет вниз. В итоге мы этот сигнал вытащим, хотя на исходниках его как бы и не было. Так вот разрядность суммы увеличится именно на разрядность этого вытащенного из шума доп.сигнала.

Теперь вернемся к нашим цифрам - в каком случае мы вытащим более слабый сигнал? Догадайтесь сами. Школу прогуливали все, это нормально. Но здравый смысл отрицать чего для?
Видите вы разницу, не видите, не верите цифрам - смотрите на картинки, которые я приводил выше.
Там хорошо видно, что 8-ми битный шум жирнее и контрастнее. Причем здесь Луна, яркие картинки, большой контраст и пр. бред?

А по дипскаю что, работают другие принципы? Там вообще один мрак на исходниках. Те же самые принципы. Понятно, что на 8 битах снимать легче, проще и быстрее. Ну так никого и не принуждают снимать в 16. Это дело добровольное. Но у меня вопрос - а зачем вы покупаете все эти новые камеры, если вы их не используете по назначению? Сложить и поделить две цифры религия не позволяет?

К вопросу о бесполезном и антинаучном софте. Опять про PGMania.
Дело в том, что в PGMania описанный выше принцип повышения разрядности за счет вытаскивания систематического сигнала из шумового хаоса положен в основу базового алгоритма калибровки. Разница с описанным тут случаем в том, что там этот сигнал вытаскивается и разрядность повышается уже при калибровке пары кадров, а тут при сложении тысяч. Эффективность отличается на порядки, а работает на одних принципах. Это придумал и реализовал антинаучный P.V., пересравшись с половиной астро-форума, потому что все говорили, что этого не может быть, потому что надо снимать дарки и не вые... Что в итоге? В итоге, это используют в 63 странах более 1200 чел. Наверно, потому, что это антинаучно. Что характерно, РФ занимает первые позиции в этом списке.
Ну и, по традиции, очередная ссылка на антинаучные статьи)

На дипскае технология обкатана и поставлена на поток. Если попробовать обработать по ней планеты, можно сильно удивиться от полученного результата. Но это тема для отдельного разговора.
Надеюсь, было нескучно.