曝光与信噪比计算器 — 天体摄影单次曝光 | AstronomyCalc

根据博特尔等级和相机噪声参数,计算单帧信噪比、叠加信噪比和最优单次曝光时间。天体摄影计划不可或缺的工具。

曝光与信噪比计算器使用说明

输入相机读出噪声和暗电流(来自厂商传感器参数表),选择博特尔等级,设置目标信号、单次曝光时长和计划帧数。

单帧信噪比为信号除以所有噪声源的平方根——信号、天空背景和暗电流(按曝光时间缩放)加读出噪声的平方。叠加 N 帧后 SNR 提升 √N 倍。

最优单次曝光时间是天空噪声超过读出噪声的节点;超过该点后延长单次曝光几乎无益。在博特尔 1 天空(背景 0.1 e⁻/s)下,读出噪声 3.5 e⁻ 的相机约在 123 秒时达到该节点,更亮的天空则大幅缩短。

FAQ

什么是最优单次曝光时间?

是天空背景噪声超过相机读出噪声的曝光时长,由这两个值计算得出。超过该点后,更长的单次曝光只会增加卫星轨迹和导星误差的风险,而对叠加结果几乎没有改善。

博特尔等级如何影响曝光?

计算器将每个等级映射到天空背景通量——博特尔 1 为每像素每秒 0.1 电子,博特尔 9 为 100 电子。天空越亮,噪声积累越快,单帧 SNR 越低,最优单次曝光时间越短。

单帧信噪比如何计算?

总信号除以所有噪声贡献的平方根:目标信号、天空背景和暗电流(各自按曝光时间缩放)加读出噪声的平方。天空受限帧中,曝光时间翻倍使 SNR 提升约 √2。

为什么叠加 50 帧帮助这么大?

叠加 SNR 等于单帧 SNR 乘以帧数的平方根,50 帧可实现超过单帧 7 倍的 SNR。这往往是噪声主导的单帧与平滑最终图像之间的差距。