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Discussione: Noise

  1. #1
    Gigante L'avatar di Albertus
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    Noise

    saluti a tutti

    stavo rileggendo il libro
    "The sky is your laboratory"

    mi era sfuggita una cosa

    Si afferma che il numero di elettroni immagazzinati nel buffer dei pixel del CCD si può considerare come la somma di S , gli elettroni generati dall'oggetto celeste e di un numero random il cui valore medio è zero e la deviazione standard è N, il rumore
    da cui deduce la formula approssimata

    accuracy = 1/SNR

    Come è possibile che la media degli elettroni generati da sorgenti luminose che non siano il segnale sia nulla ?

  2. #2
    Sole L'avatar di Zoroastro
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    Re: Noise

    Le sorgenti luminose SONO il segnale.

  3. #3
    Gigante L'avatar di Albertus
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    Re: Noise

    il segnale è la somma dei fotoni di luce emessi dalla stella di cui si vuole misurare la variazione di luminosità
    Ai pixel del CCD arrivano però anche fotoni proveniente dal cielo che non è mai completamente scuro

  4. #4
    Sole L'avatar di Zoroastro
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    Re: Noise

    Ma per il condensatore del CCD il fotone è fotone, che ne sa lui da dove viene. Invece il rumore di cui parliamo è elettrone non generato da fotoni. Segnale = elettrone fotogenerato, rumore = elettrone non fotogenerato. Non bisogna confondere il rumore fotonico proprio del cielo col rumore elettronico proprio del circuito integrato. Rumore elettronico ossia Thermally generated noise, Reset Noise, Output Amplifier Noise, Clocking Noise e Dark Current Noise. Altro discorso è il rumore fotonico che va colla radice del numero dei fotoni secondo Poisson.

    Ciao!

  5. #5
    Gigante L'avatar di Albertus
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    Re: Noise

    in questo contesto il libro si riferisce al solo rumore fotonico del cielo
    le altre fonti di rumore come quelle generate dai circuiti elettronici si possono ridurre con l'uso di camere raffreddate e/o dark frame
    in ogni caso non credo che siano la fonte principale di rumore, sotto i nostri cieli inquinati

  6. #6
    Sole L'avatar di Zoroastro
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    Re: Noise

    OK sorry adesso è charo. La formula dice accuratezza = 1/(rapporto segnale-rumore) = 1/errore, nel caso di errore casuale ossia distribuzione normale (gaussiana) attorno al valore effettivo.

    Accuratezza è "scostamento della media delle misurazione dal valore vero", mentre precisione è la deviazione standard sigma delle misure dal valore vero, = errore = SNR (grosso modo ...). Sempre per una dstribuzione random dell'errore la precisione è la larghezza della gaussiana a 2/3 dell'altezza (perdona l'approssimazione ingegneristica ) e rappresenta l'ampiezza della variabilità della misura.


    Per errore con distribuzione di Poisson (ad es. errore di conteggio dei fotoni nel CCD) la deviazione standard sarebbe la radice di N, numero di misurazioni o eventi = fotoni.

    La formula citata (che mi pare solo qualitativa) dice che l'accuratezza della misura (ossia lo scostamento dal valore vero) è inversamente proporzionale all'errore sigma. Quindi riducendo l'errore di misura aumenterebbe l'accuratezza ossia diminuirebbe lo scostamento dal valore vero - sempre nel caso di errore casuale.

    A mio avviso la luminosità diffusa del cielo non segue una distribuzione casuale, sia nel caso di radiazione naturale (es: Luna, spostata verso il blu) o dell'inquinamento luminoso che dipende dalla temperatura-colore della fonte artificiale.

    Ribadisco inoltre che occorre distinguere tra il rumore fotonico statistico normale (gaussiano) e il rumore fotonico da inquinamento luminoso (non gaussiano).

    Ciao!

  7. #7
    Gigante L'avatar di Albertus
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    Re: Noise

    la differenza tra "precision" e "accuracy" è quella che dici
    Però, qualunque sia la fonte del rumore e la sua distribuzione statistica non mi torna l'affermazione che il suo valore medio debba essere nullo
    Dal presupposto del valore nullo segue la formula approssimata

    accuracy = 1/SNR

    Nei buffer dei pixel si accumulano elettroni da qualunque direzione vengano, mica ci sono elettroni positivi e negativi ( cioè ci sarebbero ma non è certo questo il caso )
    A meno che il CCD o i software non implementino degli algoritmi che traslano l'origine degli assi

  8. #8
    Nana Bruna L'avatar di Franco Lorenzo
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    Re: Noise

    Albertus,
    se ho capito bene la pagina del libro a cui ti riferisci è quella che allego.
    Non trovo nulla di strano e si tratta, come dice l'autore, di una formula approssimata che permette facilmente di calcolare quale sia l'accuratezza di una misura fotometrica sulla base del rumore della propria misura. I rumori casuali si distribuiscono uniformemente con media zero, mentre quelli sistematici portano a scostamenti della misura rispetto a quella reale con valori più grandi o più piccoli.
    Saluti
    Lorenzo Franco
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  9. #9
    Sole L'avatar di Zoroastro
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    Re: Noise

    Lo spostamento della media delle misure rispetto al valore reale è dovuta a errori sistematici di misura, non rimediabili facendo piu misure. Un esempio è la luce lunare con dominante blu rispetto a un ipotetico bersaglio con dominante rossa.

    Ciao!

  10. #10
    Gigante L'avatar di Albertus
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    Re: Noise

    Citazione Originariamente Scritto da Franco Lorenzo Visualizza Messaggio
    Albertus,
    se ho capito bene la pagina del libro a cui ti riferisci è quella che allego.
    Non trovo nulla di strano e si tratta, come dice l'autore, di una formula approssimata che permette facilmente di calcolare quale sia l'accuratezza di una misura fotometrica sulla base del rumore della propria misura. I rumori casuali si distribuiscono uniformemente con media zero, mentre quelli sistematici portano a scostamenti della misura rispetto a quella reale con valori più grandi o più piccoli.
    Saluti
    Lorenzo Franco
    ciao Lorenzo e Zoroastro

    si mi riferivo a questa pagina
    La mia interpretazione :

    Supponiamo di ripetere n volte le misure fotometriche di una stella con lo stesso tempo di integrazione e sotto lo stesso cielo
    Nel buffer del pixel si accumuleranno, un certo numero di elettroni, per ogni tentativo
    Se idealmente si potessero distinguere gli elettroni generati dai fotoni provenienti dalla stella (S) da quelli dei fotoni provenienti dal cielo (N) troveremmo che :
    Il numero S sarà sempre uguale per ognuno degli n tentativi, mentre troveremmo un numero di elettroni di N diverso
    La media degli elettroni di N però non sarà nulla

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