Dithering vs Darks - Was ist Dithering und warum man Darks weglassen kann wenn man dithert

[@Raiden819]

Hallo Frank, danke für die super Erklärung 👍😊

[@astrophotocologne]

Sehr gerne

[@spaceimagingbymorsel2255]

Schön verständlich beschrieben. Dem ist nichts mehr hinzuzufügen :)

[@astrophotocologne]

Danke dir!

[@remcohekker]

Great video. Very good explanation. Thank you for speaking in such a clear and concise way, I'm Dutch and have very little training in the German language, but I could very well understand your video. Thanks!

[@astrophotocologne]

oh wow thats great, well if you speak slowly, i might understand some dutch as well:-)

[@marc_ontrack]

Sehr toll. Immer gern wieder.

[@juergens4169]

Also eigentlich verwenden wir in der Kamerabildverarbeitung das dithern dazu, die Auflösung zu erhöhen und eventuelle spots und Fehler der Linsen zu umgehen. Natürlich werden dadurch indirekt auch Defektpixel und Patterns reduziert, aber das wäre eigentlich eine Aufgabe der uniformity correction, also ein pixelweises Gamma mit Interpolation der hotpixel. Dann klappt auch die Rauschreduktion durch das stacking besser.

[@astrophotocologne]

Das dithern in der Astrofotografie hat mehrere Vorteile: Im Zusammenhang mit dem drizzle Algorithmus lässt sich in gewissem Rahmen Auflösung rekonstruieren, die auf Grund von Undersampling verloren geht. das beschreibe ich ausführlich in zwei recht aktuellen Videos. Weiter hilft es Rauschen, welches durch endlich lang belichtete Kalibrierbilder (Darks und Flats) in die Bilder eingebracht werden zu reduzieren. Der dritte Effekt ist, dass Hot und Coldpixel zuverlässiger von der Outlier Correction herausgerechnet werden. Auch das hier beschriebene Walking Pattern Noise kann effektiv verhindert werden. Von einer Korrektur der Pixel Non Uniformity habe ich in der Astrofotografie bisher nichts gehört.

[@juergens4169]

@@astrophotocologne Die Korrektur der Pixel Non Uniformity steckt in den Kameras. Davon sieht der User nichts, bzw er sieht nur die kleinen Reste, welche die Korrektur nicht wegbekommt. Das macht entweder ein ASIC oder ein DSP, bei manchen in Kombination mit einem FPGA.

[@Zak_McKracken]

Genau, wie heißt es doch so schön -dither or die!😄 Seit dem ich vor etwa 9 Jahren das Dithering bei mir eingeführt habe, haben sich einige Probleme, die naturgemäß bei der SLR basierten Fotografie zwangsläufug auftreten in Luft aufgelöst. Wirklich sehr zu empfehlen.👍

[@astrophotocologne]

Auch für CCDs zu empfehlen!:-)

[@_TriffiD_]

Sehr schön, dass das mal einer mit Sachverstand thematisiert. Das Ersetzen von Darks durch Dithern ist allerdings nach meinen Beobachtungen bei vielen bereits zur Religion geworden, fürchte ich. Mir hat die Erklärung aber gut gefallen. Ich wünsche dir gute Besserung. PS: Das Drizzeln bedarf eigentlich eines eigenen Videos. Da blühen bereits ähnliche Mythen, wie beim Dithern, meine ich zu beobachten.

[@astrophotocologne]

Das Problem ist, dass der Mensch glaube ich einen Drang hin zu Pauschalaussagen hat:-)

[@claudio-nature-photography7669]

Wie immer super verständlich erklärt.... Auch für einen dussel wie ich 😀😀.... Das rauschen das mit dithering entfernt wird heisst in italienisch übrigens *rumore a pioggia* (Regen rauschen).... Gute Besserung 👍👍😎😎

[@astrophotocologne]

Ich glaube einen offiziellen Namen hat das garnicht, aber klingt toll auf italienisch:-)

[@christiangeiger3666]

Sehr gut beschrieben 👍. Ich muss gestehen, das ich bis jetzt nicht geditherd habe, jetzt aber mal anfangen werde😎. Gute Besserung 🤕

[@astrophotocologne]

Danke, und ja, unbedingt machen!

[@holzfass_astrophotography]

Moin Frank Einmal mehr top erklärt! Gute Besserung Deiner Schulter. Gruss Christian

[@astrophotocologne]

Danke dir, aber ist schon vier Jahre her mit der Schulter :-) Soweit wieder alles gut.

[@holzfass_astrophotography]

@@astrophotocologne oh... das Video ploppte unter "neu" auf. Auf das Uploaddatum habe ich gar nicht geschaut. 😂

[@bernhardhelbling3412]

Sehr gutes Video! Auch für Einsteiger. Jetzt weiss ich was Darks sind was was dithering ist. Einzige Kritik: nur zuhören ist manchmal etwas mühsam. Wenn man noch etwas "sehen" könnte, wäre die Aufmerksamkeit höher und das Video wäre spannender. Hoffe deiner Schulter geht's wieder gut.

[@astrophotocologne]

Hallo Bernhard, danke dir, freut mich zu hören. Der Schulter geht es wieder besser:-) Das ist eines meiner ersten Videos, und in dieser Phase kam öfters mal die Kritik, dass zu wenig Bilder oder Grafiken gezeigt werden. Ich habe das selber am Anfang gar nicht so wahrgenommen, aber mittlerweile achte ich darauf, dass man nicht nur mich sieht in den Videos :-)

[@MrMusikgeniesser]

Ich hab im Moment nur eine DLSR und ein Stativ, von daher sind die BLZ natürlich sehr kurz. Aber nüchtern betrachtet und wenn ich das richtig verstanden hab, müsste in meiner Situation die Erdrotation auch eine Art Dithern erzeugen, da das bild über die Pixel rüberzieht, oder nicht ? Ds heißt bei den Einzelbildern sitzen die Informationen ja auch alle paar Bilder an einer anderen Stelle (Sensorpixel) und wenn die dann zusammengerechnet werden, müsste das doch einen ähnlichen Effekt haben.

[@astrophotocologne]

Hallo, ja und nein. Die Grundüberlegung stimmt, aber eigentlich ist es gerade diese schleichende Wanderung von Bild zu Bild, die die Software nicht als "zufällig" betrachtet. Darum wird beim dithern zufällig in alle Richtungen gedithert. Ob das Thema bei stehender Kamera überhaupt von Relevanz ist, ich denke eher nicht. Am schlimmsten betrifft es nachgeführte Aufnahmen.

[@MrMusikgeniesser]

@@astrophotocologne Danke vielmals für die Rückmeldung .

[@jorgspelda9729]

Wenn man ohne Autoguiding mit Astrotrackern (Reisemontierungen) nachführt brauch man sich bezüglich des Ditherings keine Gedanken zu machen. Es ist dann praktisch inklusive (vgl. Legault 2019, Seite 197; unter dem Video verlinkt). Artefakte aufgrund der gleichmäßigen Verschiebung kann ich allerdings nicht bestätigen. Und erneut zentrieren muss man nach einiger Zeit sowieso und trifft wohl kaum die ursprüngliche Position.

[@astrophotocologne]

Entschuldigung aber da muss ich energisch widersprechen. Gerade bei Trackern ist das Problem dass hier ein schleichender Versatz der Bilder stattfindet. Gerade dieser wird von der Stackingsoftware dann nicht erkannt, bzw. die Algorithmen bewerten dann gewisse Ereignisse nicht als Ausreißer. Sieht man schön bei langsam wandernden Asteroiden die trotz Sigma Combine Stacking im finalen Bild eine Strichspur hinterlassen. Erst der zufällige und in alle Richtungen wirkende Versatz durch das Dithering hilft den Algorithmen hier. Dithering ist das einzig wirksame Mittel gegen das berüchtigte Walking Pattern Noise. Eine "schlechte" Einnordung ist da kein Ersatz dafür.

[@jorgspelda9729]

@@astrophotocologne Ich habe mir bei meiner provokanten Aussage bewusst „Rückversicherung“ aus Thierry’s Buch (2. Auflage, S. 196, nicht S.197) geholt. Es gibt also Dithering und Dithering? Das Dithering „erste Sahne“ beinhaltet einen Autoguider mit Doppelsensor-Kamera, dessen Programm das korrekte Dithering für einen erledigt. Und dann gibt es Dithering Marke „zunehmender Pfusch“. 1. Autoguider anhalten; Montierung um ein paar Pixel immer in eine andere Richtung verschieben; aufpassen, dass dies in den Aufnahmepausen geschieht. 2. Montierung ohne Autoguider verwenden und regelmäßig (z.B. alle 1/2-1h) das Aufnahmeobjekt erneut zentrieren; aufpassen, dass beide Bewegungsrichtungen korrigiert werden (oder bewusst die 2. etwas versetzen) - das ist meine überwiegend genutzte Methode. 3. Astrotracker (LX2 oder LX3) verwenden und nach Ablauf des Uhrwerks (ca. ¾-1 h, oder schon vorher) Objekt neu ausrichten - verwende ich bei 100mm Brennweite, z.B. auf Reisen. Es ist logisch, dass diese Methoden zunehmend weniger ideal sind, aber 1 ist besser als 2 und 2 besser als 3. Manchmal muss „nahe dran“ eben genügen. Da ich kein Sigma Clipping verwende, sondern auf wissenschaftlich exakte Aufnahmen (die nichts entfernen) Wert lege (und bei den denen der Asteroid eben dazu gehört) spielt das Problem der nicht entfernten Wanderobjekte (z.B. auch langsame Satelliten) bei mir keine Rolle. Wichtig ist mir aber, dass die unterschiedliche Empfindlichkeit der Pixel ausgeglichen wird, weil ich photometrische Messungen durchführen möchte. Und dafür sind auch die drei „Pfuschmethoden“ ausreichend. Als zentrale Aussage Deines Videos würde ich formulieren: Bei Autoguiding immer dithern (weil sich ohne Autoguiding ein gewisses Dithern immer von selbst ergibt). Und ergänzen könnte man: Dithern am Besten der Software überlassen.

[@Korvash1]

Gute Besserung :)

[@astrophotocologne]

danke!

[@maxk.4894]

Etwas spät aber gibt es eine Faustformel wie viel Darks/ wie oft man Diethern soll soll? Sprich zb. bei 100 Lights wie viele Darks/ wie oft Dithern ?

[@astrophotocologne]

ja, also mindestens 15 darks, da geht es einfach um Satistik. 20-30 sind gut, ich mache immer 30. Dithern am besten nach jedem Bild, aber wenn deine Belichtungszeiten kurz sind (gehe ich mal von aus wenn du 100 Lights machst) dann vielleicht jedes dritte oder so.

[@maxk.4894]

@@astrophotocologne Das mit den 100 Ligths galt jetzt nur als Referenz, aber vielen Dank für die schnelle Rückinfo zu "so später Stunde" und auch Danke für die allseits Informativen und tollen Videos! Immerwieder eine Hilfe!

[@astrophotocologne]

@@maxk.4894 gerne, gucke gerade selber Videos darum so schnell und so spät:-)

[@maxk.4894]

@@astrophotocologne Dann wünsche ich mal noch viel spaß :) !

[@mnamnam6061]

Das Problem mit den Hot Pixels ist meines Wissens nach, dass es Unterschiedliche gibt. Dauerhaft voll leuchtende, aber auch dynamische, die je nach Temperatur oder Anzahl der Photonen proportional falsche Signale liefern und "kippende" die ab einem Schwellenwert mit unterschiedlichen Werten auftreten.

[@astrophotocologne]

Das kann gut sein, ich erinnere mich da irgendwann mal was gelesen zu haben. Es ändert aber eigentlich nichts am Sachverhalt:-) Gute Darks helfen, und/oder dithern.

[@mnamnam6061]

@@astrophotocologne Sollte als Erklärung dienen, warum darks/dith. nicht endgültig das Problem lösen können. :) Meine prof. Erfahrungen damit lieben aber auch schon 20 Jahre zurück.

[@juergens4169]

Richtig, gerade letztere sind das Problem. Diese sollten aber in guten Kameras mittels Gamma-Abgleich erfasst- und hinterlegt worden sein - sodass die Kamera das bereits durch Interpolation / Extraktion löst. Das Problem moderner Kameras ist aber die schiere Menge der zu behandelnden Pixel infolge der Sensorgröße, sodaß die Verarbeitung nicht für Video und auch nicht das Voransichtbild in der Kamera reicht und in die SW verlagert wird - d.h. beim Übertragen der Bilder von der Kamera auf den PC wird die Bildkorrektur angewendet - oft sogar auf das angebliche Rohformat! Wenn das nur unzureichend passiert, oder umgangen wird, ohne es später in der Astro-SW nachzuarbeiten, hat man die Probleme.

[@AG-kd3sw]

Hallo Frank, Ich hoffe und denke, dass es deiner Schulter wie gut geht! Ich möchte mich bei dir für deine Videos bedanken! Sie helfen mir sehr, überhaupt man einen Einstieg zu finden, denn da gibt es doch viel zu verstehen. Ich würde dir für deine Mühen gern auch mal was zu kommen lassen. Wie mache ich das am besten? Nun weiß ich nicht, ob du noch auf dieses alte Video von dir Antwortest, aber ich versuche es mal. Wenn ich das Dithering richtig verstanden habe, dann wird der Lichtstern z. B. durch PHD2 um ein paar Pixel absichtlich versetzt bei der Nachführung, damit nicht immer die gleichen Pixel auf der Aufnahmekamera (und natürlich auch der Guiding-Kamera) belichtet werden z. B. von einem Stern. Somit kann u. a. das „Linenrauschen“ (Ich weiß, Rauchen kann man nicht rausrechnen, sondern nur ein Signal, aber ich wusste jetzt nicht, wie ich es nennen soll.) und Hotpixel besser bei der späteren Bildbearbeitung z. B. mit RegIm (stacken) beseitigt werden. Habe ich das richtig verstanden? Wenn denn so ist, dann verstehe ich folgendes nicht: Ich habe gestern mit PHD2 geguidet (EQ6-R, ALCCD5 (QHY5) usw.) Die Abweichung in der DEC- und RA-Achse langen so bei +- 0,25 xp. (Ich denke, dass das ein ganz guter Wert ist, oder? Dies aber nur an Rande!) Also weicht mein Teleskop immer ein wenig ab und somit werden doch gar nicht immer die gleichen Pixel auf der Aufnahmekamera (und natürlich auch der Guiding-Kamera) getroffen, oder? Daher benötige ich doch gar kein Dithering, oder? Oder habe ich das jetzt falsch verstanden oder ab welcher Abweichung (+- …. Xp) benötige ich Dithering oder ist das Dithering schon in den +- 0,25 xp enthalten? Sorry, ich wies, Fragen über Fragen! ((o: Ich habe die Vorgaben von PHD2 beim Dithering übernommen. Diese waren: Zufällig und Skalieren 1.0 unter dem Reiter „Global“. Wenn ich das richtig wieder gegeben habe, dann stellt sich mir die Frage, ab bzw. bis (Wie man es sieht.) welche Abweichung (+- …. Xp) sollte ich dithern? Jetzt bin ich mal gespannt, ob ich noch eine Antwort bekomme. Falls ja, dann schon mal ein Dankeschön!!! ((o: Gruß Andreas

[@astrophotocologne]

Hallo Andreas, vielen Dank erstmal für deine netten Worte! Der Schulter geht es besser! Toll dass du mir etwas zukommen lassen willst, ich werde mal überlegen wie man das machen kann. Vielleicht PayPal oder so. Du bist schon auf dem richtigen Weg! Die geringe Abweichung durch z.Bsp. eine nicht exakte Polaufstellung ist zu gering und vor allem zu gleichmäßig, da immer in eine Richtung. Die Bildbearbeitungssoftware erkennt dass dann nicht als "Ausreißer" und rechnet nichts raus. Nur durch den versatz von einigen Pixeln nach einem zufälligen Muster in alle Richtungen führt zu dem gewünschten Effekt. LG Frank

[@astrophotocologne]

Über diesen Link kannst du gerne etwas spenden PayPal.Me/astrophotocologne

[@AG-kd3sw]

Hallo Frank, danke für deine Antwort. Okay das habe ich verstanden! Ich habe noch überhaupt keine „Gefühl“ wieviel Pixel z. B. eine Bogensekunde ist. Was ich meine ist, dass ich nicht weiß, wieviel z. B. 0,25 xp in Bogensekunden ist. Aber wenn 0,25 xp für eine Abweichung von 0,25 Pixel steht, dann wird es mir klar! Das ist doch so zu verstehen, oder? Bei PHD2. Was ich anscheint auch falsch interpretiert habe, sind die blauen und rote „Lienen der Abweichung“ der DEC- und RA-Achse. Diese laufen ja doch ziemlich hin und her. Aber klar, wenn das nur max. 0,25 Pixel, dann muss ein Dithering gemacht werden. Was für mich auch überhaupt nicht aus den Grafen („Lienen der Abweichung“) zu erkennen ist, dass die Abweichung immer nur in eine Richtig geht. Ich dachte immer, dass die DEC- und RA-Achsen in verschiedene Richtigen abdriften, da die blauen und rote „Lienen der Abweichung“ sich zwischen + und - hin und her bewegen. Aber anscheint wieder falsch, oder wie ist das zu verstehen? Gruß Andreas P. S.: Ich habe dir gerade eine kleine Aufmerksamkeit per PayPal überwiesen. (o;

[@astrophotocologne]

@@AG-kd3sw Hi Andreas, wow vielen Dank! Toll! Schau doch ,mal auch das PHD2 Video an was ich gemacht habe. Ich hoffe ich komme dazu ein zweites in den nächsten Wochen zu machen, jetzt gerade bin ich mitten in den Urlaubsvorbereitungen. Wichtig ist die sog. Pixelscale, die sagt wie viele Bogensekunde ein Pixel deiner Kamera sind. Dafür musst du die Kamera und Brennweite richtig eingeben in PHD2. Abweichungen in der Größenordnung 1 Bogensekunde wirst du niemals als Fehler im Bild sehen später. Ab 2" aufwärts wird es erst kritisch. Die Graphen zappeln um ein Mittel, das ist Rauschen wenn du so willst. Etwas abddriften tun sie dann wenn die Aufstellung nicht korrekt ist, meistens dann immer nur in eine Richtung.

[@claudio-nature-photography7669]

Ich sehe das einige Leute ihren star adventurer an phd 2 anschliessen um das dithering durchzuführen.... aber bei 50mm oder 85mm brennweite, lohnt sich den der Aufwand?... danke... 💪💪💪🍕🍕

[@astrophotocologne]

Hallo Claudio, nein das lohnt sich nicht in dem Fall. Also das dithering lohnt sich natürlich schon:-) Du kannst einfach alle paar Aufnahmen das Bildfeld des SA leicht verstellen, von Hand.

[@claudio-nature-photography7669]

@@astrophotocologne ok.... Ich werde mal schauen ob ich das hin bekomme... ab heute dürfen wir in Italien ja wider aus den Haus.... ist zwar noch Quarantäne.... aber etwas leichter....

[@monsyschuller3561]

Man kann die darks mEn nicht weglassen, wenn man eine moderne CMOS Kamera hat! Dort gibt es AMP glow, was man ohne darks nicht los wird!

[@astrophotocologne]

Das sage ich aber in dem Video auch, natürlich muss man Darks machen wenn man AmpGlow hat. Bzw. was ich sage ist, dass wenn ein Dark absolut eben ist, kann man es weglassen. Außerdem hast du bei einer CMOS Kamera eine Kühlung und kannst ganz easy darks machen, im Gegensatz zur DSLR/DSLM. AmpGlow ist übrigens nicht modern. Das hatten DSLR Kameras zuletzt vor 15 Jahren, und keine moderne DSLR oder DSLM hat mehr AmpGlow heutzutage. Dass es mit den CMOS Astrokameras nochmal zurück gekommen ist, hat mich sehr gewundert. Die neuste Generation CMOS Astrokameras ist da aber auch schon wieder besser. Zum Glück.

[@juergens4169]

@@astrophotocologne Die modernen Kameras zeigen deshalb kein Ampl-Glow, weil wir es messen, schätzen und rausrechnen. 🙂 Der Abgleich passiert im Zuge der Sensor-Kalibrierung im Werk. Da werden auch die Farbsäume rausgeschmissen, die durch unterschiedliche Line-Verstärkungen i.A. der Temperatur entstehen. Theoretisch geht das perfekt - praktisch hapert es an der exakten Kenntnis der Temperatur und dem kurzfristigen - sowie auch dem langfristigen Alterungsverhalten der Sensoren. Im Prinzip müsste man für Kameras mit diesen Ansprüchen regelmäßig ein Werksabgleich erfolgen. Dass die Astro-CAMs das nicht so gut können, kann eventuell an der größeren Diskrepanz der Temperaturen liegen. Über den Sensoren bildet sich ja ja ein ausgesprochender Temperaturgradient, d.h. die Ränder haben eine andere Temperatur als die Mitte. Bei den ungleichmäßig ausgeleuchteten Astrobildern, ist auch die Stromaktivität je Pixel und Zeile viel unterschiedlicher, als bei einem Naturfarbbild. Das vergrößert das Problem und braucht verstärkte Behandlung. Eventuell haben sie das inzwischen besser im Griff und kühlen flächig gleichmäßiger.