Offset
Der Offset ist ein Wert, der bei CMOS Kameras eingestellt werden kann. Vereinzelt kommen dabei auch größere Grundrauschanteile in einem Pixel vor, und es kann passieren, dass bei sehr schwachem Signal durch diesen Rauschanteil der Wert für den Pixel unter die absolute Empfindlichkeitsschwelle sinkt. Es wird also kein Signal vom ADC generiert, obwohl ein Signal anliegt. Pixel, die keinen Wert haben, sind komplett schwarz, und es fehlt an Informationen. Um diesen Zustand zu vermeiden, wird ein Elektronenoffset (eine gewisse Anzahl an Elektronen) in den Speicher gelegt, so dass jeder Pixel schon einen Startwert bekommt.
(Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=jRoVNht3csk)
Der Zahlenwert des Offsets ist nicht der direkte Zahlenwert des ADU-Werts (Signalwert), sondern ein Faktor, der bei einer gewissen Verstärkung (Gain) einem bestimmten ADU-Wert entspricht.
Eine in Foren verwendete Formel, um den Offset in Abhängigkeit des Gain zu berechnen lautet:
Quelle: https://forum.astronomie.de/threads/meine-asi-1600-ist-da-hilfe.273271/
Bei einem Gain von 120 sollte ein Offset von 20 gewählt werden. Dies ist aber nur ein Richtwert. Der Wert kann auch etwas höher eingestellt werden.
Für die Wahl des Offsetwerts, gibt es verschiedene Vorgehensweisen. Einerseits kann die Differenz von einem Dark-Frame (Dunkelbild) und einem Bias-Frame (Offsetbild) bestimmt und dabei darauf geachtet werden, dass es keinen Wert von 0 ADU gibt. (Genauere Informationen zu diesen Bildtypen werden in dem Abschnitt (Bias, Darks, Flats und Darkflats) behandelt.)
Eine schnellere Methode ist, dass ein Bias-Frame erzeugt wird, bei dem anschließend das Histogramm (Tonwertkurve) ausgewertet wird. (Quelle: https://www.youtube.com/watch?v=jRoVNht3csk) Ein Bias-Frame ist die kürzest mögliche Belichtungszeit der Kamera und liegt meist im µs-Bereich. In dieser Aufnahme ist dann der Offset-Wert und das Ausleserauschen zu sehen. Daher wird der Bias-Frame auch oft als Offsetaufnahme bezeichnet.
Ein Histogramm ist die Bildstatistik einer Aufnahme, bei der die ADU-Werte über die Anzahl Pixel aufgetragen werden und damit gezeigt wird, wie häufig welche Grautonwerte im Bild vorkommen.
Die Idee hinter dieser Vorgehensweise ist folgende Annahme: Wird durch den Offset erreicht, dass beim Bias-Frame alle Pixel einen ADU-Wert haben, werden auch bei allen Einzelaufnahmen Werte vorhanden sein. Diese haben durch die längere Belichtungszeit mehr Rausch- und Signalwerte und werden auf jeden Fall erkennbar sein.
(Bilder stammen von einem eigenen Bias-Frame und wurden mit dem Programm PixInsight ausgewertet.)
Durch dieses Verfahren kann schnell ein Offset für die eigenen Kameraeinstellungen ermittelt werden. Sobald die Tonwertkurve vom linken Rand nicht mehr abgeschnitten wird, ist der Offset in Ordnung.