Виктор, добрый день!
> Ламерские вопросы:
> 1. Что представляют собой устойчивые кластерные дефекты матрицы и как
> они связаны с тепловыми шумами?
Это не ламерские вопросы
Дефектный пиксел - это пиксел, 1)
чувствительность которого к свету и/или 2) тепловые шумы которого
отличаются от средних значений по всему чипу на величину больше
оговоренной. Разные производители чипов используют разную номенклатуру
для этого, а астрономов эти характеристики интересуют тоже в разной
степени, в зависимости от задач. Главное, что если тепловой шум пиксела
сильно больше среднего, на кадрах (в т.ч. темновых) он будет ярче
соседних - причем тем больше, чем дольше экспозиция (темновой ток, в
первом приближении, растет линейно со временем) и чем выше температура
чипа (зависимость от температуры более сложная, но это несущественно).
Такие дефекты частично компенсируются вычитанием темнового кадра,
поскольку и на темновом, и на световом кадрах при одной и той же
экспозиции и температуре темновой ток будет одинаковым. Но - только
частично, потому что чем выше темновой ток, тем больше и его случайный
шум, и после вычитания темнового кадра данный пиксел может оказаться как
ярче, так и слабее окружающих - причем в большей степени, чем другие
пикселы.
С чувствительностью к свету сложнее. Она может быть, во-первых, вообще
нулевой (мертвый пиксел), так что сигнал, снятый с этого пиксела, будет
содержать только шум считывания и, возможно, темновой ток и его шум, но
не содержать фотоэлектронов. Это нам не страшно, поскольку такие пикселы
- хотя, конечно, вносят небольшой вклад в увеличение локального шума и,
соответственно, детектируемости объектов в их окрестности - сами как
объекты не детектируются, поскольку лежат ниже уровня фона. Далее,
чувствительность может быть аномально высокой (горячие пикселы) - тогда
сигнал от них, являющийся реакцией на а) фотоны и б) темновой ток, будет
либо существенно выше окружающих, либо вообще выше предела насыщения.
Такие пикселы видны как белые точки на байасах (темновых кадрах с
нулевой экспозицией), и они не содержат никакой информации и при этом
оказываются всегда выше порога детектирования, поэтому - по крайней
мере, на первоначальной стадии, до фильтрации ложных детектирований -
попадают в список объектов кадра.
Если же пиксел насыщается быстрее окружающих, т.е. реагирует на свет и
темновой ток сильнее, чем остальные, но при этом не настолько сильно,
чтобы насыщаться мгновенно, то с этим частично можно справиться
коррекцией за плоское поле, компенсирующей неоднородность
чувствительность по чипу. Правда, опять же только в первом приближении -
поскольку, помимо того, что такой пиксел реагирует на свет сильнее, его
реакция может оказаться еще и нелинейной, поэтому он может остаться
видимым на кадре и после флэт-коррекции и попасть на кадр.
Вот два основных вида пиксельных дефектов. Аккуратная работа с ними
требуется, прежде всего, для прецизионной фотометрии при высокогорных
или космических наблюдениях, когда основную ошибку вносит не атмосфера и
фон неба, а характеристики приемной системы. Нас они практически не
касаются - даже если пиксел горячий и выглядит на кадре как яркая точка,
одиночный дефект исключается из списка объектов кадра на самой ранней
стадии работы алгоритма редукции специальным фильтром, убирающим
одиночные пикселы и их группы из небольшого числа пикселов. Это
работает, поскольку реальные объекты, размытые оптикой и атмосферой,
всегда состоят из нескольких пикселов, образующих связную группу.
Но вот если несколько горячих пикселов не разбросаны по кадру, а собраны
компактно, вместе, это может вызвать проблему. Это и называется
кластерным дефектом - это просто связная группа дефектных пикселов. Он
может возникнуть и случайно, но все же, как правило, это результат
какой-то флуктуации литографского процесса. Самое неприятное, если такая
аномалия возникла в каком-то пикселе и распространилась на соседние с
ним пикселы, но уже в меньшей степени. Т.е. центральный пиксел такого
кластера обладает максимальной чувствительностью к свету (и/или
максимальным темновым током), соседние - относительно меньшей, но тоже
аномальной чувствительностью, далее - еще меньшей и т.д. Если такой
дефект остается на кадре после калибровки, он очень напоминает реальный
точечный объект, размытый атмосферой, - т.е. имеет яркий центр и
постепенное спадание яркости к крыльям - поэтому пропускается всеми
алгоритмами фильтрации шумов. Как раз так произошло в нашем случае - на
кадрах в этом месте можно видеть что-то очень похожее на точечный
спутник. Если бы камера была охлаждена, темновой сигнал за ту же
экспозицию был бы существенно меньше и не проявился бы - но и при
охлажденной камере он мог бы все равно проявиться за большее время
экспозиции - если бы его не перекрыли другие факторы, прежде всего - шум
фона.
> 2. Как определяются визуально два оставшихся (В.Т. говорил о трёх, но
> пока не нахожу; сейчас качаю ещё кучку фитсов) - просто "яркие
> псевдостационары", сходные с тем, что указан в bad_pixels из apex.conf?
Определять именно так: как 1) отмеченные автоматическим алгоритмом и 2)
проявляющиеся при этом на более чем одной серии кадров с разными t/delta
в одной и той же точке кадра.
В.К.
