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Pruebas relación señal-ruido según ISO
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Tomás Mazón
Ab uno discent omnes
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Joined: 24 Oct 2005
Posts: 1364
Location: Villanueva de la Serena (Badajoz)

PostPosted: Thu Apr 13, 2006 6:39 pm    Post subject: Pruebas relación señal-ruido según ISO Reply with quote

Hola.

Gracias a las imágenes que me ha proporcionado Jordi Gallego he podido salir de dudas respecto a este tema. Tienen el mismo tiempo de exposición, pero ISO distintas.

Mi intención ha sido la de comprobar si las imágenes obtenidas a una ISO baja ofrecían una relación señal-ruido equiparable a las obtenidas con una ISO alta una vez realizado un incremento de los medios tonos.

La cámara para la que es válida esta prueba es la Canon EOS 350 D (corrígeme Jordi si me equivoco).

Las imágenes originales calibradas son las siguientes:



Es evidente la amplificación de la señal que la cámara ha realizado en función de la ISO.

Ahora, tenemos que igualar los histogramas de las tres imágenes. Esta es la clave para estar comparando lo mismo. Lo que he hecho ha sido igualar los valores de la mediana de cada canal, dando posteriormente un valor de 0.85 a los medios tonos para los tres canales RGB en las tres imágenes. A continuación he estirado el histograma de cada imagen dando un valor a los medios tonos de 0.25 y recortando las sombras al 0.10. Este último ajuste lo he repetido dos veces, de manera que he aumentado la señal bastante. No he usado máscaras. Lo que ha quedado entonces es esto:



Es bestial. Los detalles de las tres son los mismos casi con total exactitud, a excepción de las luces altas que están muy saturadas como ya era de esperar. Lo llamativo es que la nebulosa tiene el mismo aspecto en las tres imágenes. Pero ¿y el ruido? Vamos a recortar una zona ampliada:



Resulta que al haber calibrado las tomas, el ruido que hemos introducido en el proceso de estirar el histograma tiene toda la pinta de ser el mismo en los tres valores de ISO. Sigue sin haber diferencias significativas. El hecho de trabajar con profundidad de color alta está claro que es también necesario para que no aparezcan huecos en el histograma de las tomas a ISO bajas, lo que no permitiría alcanzar este resultado tan bueno.

Conclusión: a usar una ISO baja que no sólo evitaremos saturar pronto las estrellas, sino que conseguiremos el mismo resultado en los medios tonos... y yo que tengo que dar la razón a Caliu, que tanto insistía sobre esto pero cabezón de mí no me lo terminaba de creer

Saludos.
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Jordi Gallego
Ex umbra In Solem
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Joined: 29 Jan 2006
Posts: 2460
Location: Barcelona

PostPosted: Thu Apr 13, 2006 6:53 pm    Post subject: Reply with quote

Hola Tomás,

Has hecho un estudio muy interesante!. Solo una precisión, estas tomas son de Diciembre y por tanto la cámara es la 10D.

Saludos
Jordi
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ManoloL
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Joined: 29 Jan 2006
Posts: 2649
Location: Sierra Norte de Madrid

PostPosted: Thu Apr 13, 2006 6:58 pm    Post subject: Reply with quote

Hola Tomás:
A mi también me costaba trabajo creermelo, pero ante las evidencias.....
Saludos.
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Maxi
Omnes una manet nox
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Joined: 21 Oct 2005
Posts: 3311
Location: Barcelona

PostPosted: Thu Apr 13, 2006 7:42 pm    Post subject: Reply with quote

Gracias por este estudio, sobre un tema que, no generaba tantas dudas. Wink

Saludos
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Caliu
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Joined: 03 Nov 2005
Posts: 5034
Location: Castellò de la Plana-Països Catalans

PostPosted: Thu Apr 13, 2006 8:49 pm    Post subject: Reply with quote

Buen currele, sobre lo que comentas "no terminaba de creermelo" haces bien, yo también soy partidario del "si no lo veo no lo creo"
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Tirulix
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Joined: 26 Nov 2005
Posts: 2517
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PostPosted: Fri Apr 14, 2006 9:08 pm    Post subject: Reply with quote

Tomas,
muy bueno este trabajo, y muy bien planteado!!!!

la verdad es que parece increíble... pero ante los hechos... solo me queda trabajar a isos pequeñas a partir de ahora....

Felicidades!!!
y muchas gracias por compartir el trabajo!!!
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Tirulix
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Jordi Gallego
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Joined: 29 Jan 2006
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Location: Barcelona

PostPosted: Sat Apr 15, 2006 6:57 pm    Post subject: Reply with quote

Hola a todos,

con permiso de Tomás, he hecho algunas pruebas más sobre este tema, pues a mi también me gusta "ver para creer"

Aprovechando que dispongo de las imágenes completas he medido el rango dinámico de las tres:

Las he cargado en PixInsight y he ajustado los valores de sombras y altas luces en cada caso:



El cálculo del rango dinámico me da lo siguiente:



O sea que todo lo que he (hemos) leído sobre que a ISO's elevados se reduce el rango dinámico se confirma en esta prueba. Y la diferencia no es pequeña, ISO 200 aprovecha un 17% más el rango dinámico de la cámara que ISO 800 (y no quiero ni pensar en ISO1600 que es como empecé a disparar hace dos años!). Por aquí todo claro.

El tema de los tonos medios lo ha dejado muy claro Tomás, pero hay otro aspecto que me preocupa: las sombras.

He leído varias veces que aunque el rango dinámico sea menor, los ISO's más altos también tienen mas "ancho" el histograma y ésto puede hacer que puedan llegar a mostrar nebulosidades más sutiles.

He aquí los histogramas de antes, pero ahora en escala 1:20, para hacer patentes sus diferencias:



recordar que estos histogramas no están manipulados todavía. La verdad es que la diferencia es muy notable.

Lo que he hecho a continuación es hacer un recorte con zona de sombras en las tres tomas y proceder a "estirarlos" como haría al procesar la imagen con Digital development DDP (Lo he hecho con ImagesPlus porque todavía lo domino más que Pixi).
He ido tanteando hasta llegar a un punto en que, a escala 1:1, empieza a aparecer ruido, procurando a la vez mantener un nivel de fondo de cielo similar.
Esto es distinto de lo que ha hecho Tomás y significa que el "estirado" ha sido distinto en cada caso, pero entiendo que se aproxima a lo que yo habría hecho al procesar esta imagen (al menos en Images Plus).

Este es el resultado de aplicar DDP, con zoom 200%:



La preservación de color de estrellas parece que funciona bien en los tres casos (ver la estrella de la derecha del grupito de tres, abajo), pero lo de las sombras........

Como comenté al ofrecer las imágenes, en la toma central (ISO400) hay algún artefacto que el calibrado no eliminó bien. Para ponerlo más fácil (o difícil Wink ) aquí están los valores extremos, ISO200 e ISO800 con zoom 300%:



Bueno, cual de las dos os gusta más?


saludos
Jordi
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Xavi
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Posts: 3985
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PostPosted: Sat Apr 15, 2006 8:55 pm    Post subject: Reply with quote

Vaya lio!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Parece mejor la de la derecha, ¿o no? Ni idea muyconfuso

Saludos
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Caliu
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PostPosted: Sat Apr 15, 2006 9:13 pm    Post subject: Reply with quote

En cuanto a detalle veo un poco mas en la imagen de la derecha y la estrella que hay encima de M43 no está tan saturada.
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Jordi Gallego
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Joined: 29 Jan 2006
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PostPosted: Sat Apr 15, 2006 11:56 pm    Post subject: Reply with quote

Bueno, bueno, me había olvidado decir que la de la derecha es la ISO200 y la de la izquierda ISO800 Wink . También debo decir que estas tomas se hicieron en su día a 4ºC.

Mirando bien estas pruebas la verdad es que realmente parece que la sensibilidad baja también tiene una pequeña ventaja en las sombras, o sea que el próximo día en Àger probaré por primera vez en serio ISO200 Wink y desde luego no volveré a hacer servir ISO800 o superior ....... al menos en invierno.

Cuando haga más calor, volveré a hacer una prueba pues recuerdo haber leído que los resultados son muy distintos cuando suben las temperaturas.

Saludos
Jordi
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