Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

O astrofotografii všeobecně, metody, postupy zpracování snímků, odkazy na stránky s astrofoto tematikou, rady pro začátečníky...
Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 14881
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 46
Kontaktovat uživatele:

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #1 od MMys » 28. 02. 2003, 14:54

Tak jsem zde založil téma, ve kterém můžeme probírat různé techniky astrofotogarfie. Tedy klasický film, digitální foto, WEB kamery a podobně. Dále i postupy registrace snímků, kompozice, zpracování.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 838
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #2 od zdenek » 28. 02. 2003, 15:20

Diky MMys (necht ti hvezdy svite na tve pouti :D).

Jen pro nastoleni diskuze zkopiruji cast sve odpovedi z "Pozorovani" a neco malo dodam.

Pro ziskani kvalitnejsich snimku je obvykle vhodne vice snimku kombinovat. Hromadeni (scitani/nasobeni) snimku se pouziva ze mj. techto hlavnich duvodu:
1. Zesilit slabe objekty (scitani) - pak se obvykle neobejdete bez referencnich "dark" (temnych) obrazku, ktere omezuji sum.
2. Potlacit sum v obrazku.(Obvykle prumerovanim snimku). Sum pak klesa s druhou odmocninou poctu snimku (pri 4 snimcich je sum 2xmensi, ...).
3.Pro zvyseni kontrastu nevyraznych objektu (nasobenim). Podminkou je dostatecny jas jadra objektu, popr. alespon dostatene barevne rozliseni (obvykle min. 10 bit/barvu). Obvykle je nutna nasledna equalizace histogramu.

Experimentalne jsem overil vsechny tri postupy. Kazdy je vhodny na neco jineho. Casto je mozna i jejich kombinace.
Ad1 - Doporucuji pro velmi slabe objekty, obvykle je nutno pouzit prumerny temny snimek jako referenci pro potlaceni sumu.
Ad2 - Nejcasteji pouzivany postup. Vyuzivam pro stredne jasne objekty, popr. slabe objektu focene dlouho expozici.
Ad3 - Pro silne objekty pri velkem zvetseni. Vyhodne napr. pro mesic ... Osvedcilo se predzpracovani dilcich subsekvenci obrazu dle Ad-2.

Obecne se rovnez osvedcilo pouziti znormovaneho Light snimku (plne osvetlene zorne pole, bily snimek - nesmi byt prejasen). V tomto pripade se hodnoty nasobi prevracenou hodnotou Light snimku s naslednym novym znormovanim. (Vysledek -castecna kompenzace vinetace, odstraneni nestejne citlivosti jednotlivych pixelu na CCD chipu).


Na zaver - pouzivany software - myslim celkem obycejny (PaintShopPro, K3CCDtools, Registar, Matlab).
Registar pro sesouhlaseni snimku
K3CCD Tools pro zpracovani sekvence
PSP pro zaverecne zpracovani konecneho snimku (zejmena ostreni, aplikace vlastnorucne navrzenych filtru pro potlaceni vlivu atmosfery, ...).
matlab (vlastni matemat. system+image toolbox)pro experimenty a vyvoj vlastnich filtru (ty pak jiz lze vyuzit pro PSP).

Z.R.

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 14881
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 46
Kontaktovat uživatele:

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #3 od MMys » 28. 02. 2003, 15:55

A hned navážu na diskuzi, kterou jsem rozpoutal v sekci planety WEBkamerou.

Nejprve pár informací pro Petra. K3 CCD Tools i Registax umí při stackování snímků pouze posuv, nikoli rotaci. To vyplývá z použitého algoritmu založeného na dvourozměrné FFT obrazu. Takže to chce mít fotoaparát připojený pevně nějakým adaptérem. To je nutné ostatně téměř vždy, protože při držení z ruky za okulárem jsou výsledky všelijaké a neopakovatelné.

Zdeňkovi - samozřejmě že pro skládání není třeba těch snímků 100, ono i 2 nebo 4 pomůže. Ovšem u skládání snímků planet pořízených menšími přístroji (za průměrného seeingu) to tak zhruba je. A to z následujících důvodů:

1) Pokud uděláš planetu na čipu rozumně velkou, obvykle seeing tak 1/2 až 2/3 snímků učiní nepoužitelnými. Opravdu mám z videa vyzkoumáno, že při 15 fps je jeden frame ukázkový a hned další vedle něj skoro nepoužitelný. Obzvláště jde li o rychlý typ seeingu. Takže čas 1/25 sec je tak akorát, že se tento jev alespoň částečně eliminuje. Při delších časech podíl kvalitních framů ve videu klesá.

2) z téhož důvodu jso framy trochu podexponované (velký obraz planety, krátké expozice -> nižší plošný jas) Takže je potřeba něco více než prosté průměrování.

3) Na snímcích deep-sky v primárním ohnisku se daleko méně projevuje seeing, než na snímcích planet projekcí. Takže u deep-sky snímků lze použít každý (ovšem dobře udělaný). U snímků planet mám tu zkušenost, že lze nalézt poměrně dost krásně ostrých snímků, které ovšem na ostatní nepadnou, protože jsou oproti nim deformované (např. u saturnu viditelně nepasuje cassiniho dělení) Takže po registraci nechám snímky seřadit na základě chyby při registraci a pak vyberu tu část snímků, které jsou si nejvíce podobné. Z nich udělám kompozici.

Trošku jiný případ je stackování snímků oblohy (kde jsou hvězdy, galaxie mlhoviny atd...) Zde skutečně stačí méně snímků a i postupy jsou jiné. Mnohdy jsou snímky vzniklé různé dny,v jiné poloze na obloze, jinak natočeným fotoaparátem, takže je při registraci potřebné i natočení. Zdeňkem uvedený Registar je absolutní špička co jsem viděl, ale v demoverzi neumí ukládání výsledku. Cena registrace programu je okolo 4500,- Crack jsem nenašel. Asi si ho časem koupím, nebo snad Zdeňku máš crack na Registar ? A nebo printscreenem ofocuješ obrazovku s výslekdkem. Já tohle nemohu, neboť skládám skenované filmy a ty se v zoomu 1:1 nevejdou ani na můj LCD s rozlišením 1280 x 1024 pix. Takže zatím používám manuální registraci v PictureWindow.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 838
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #4 od zdenek » 28. 02. 2003, 16:39

Sohlasim s tim co jsi uvedl,jen jsme si trochu nerozumeli. ve sve postate jsme kazdy psali trochu o necem jinem (ty o videostreemu (sekvenci snimku dle prislusnych videonorem) ja o fotoshotu (ala digitalni fotoaparat)). Ted je jiz doufam jasno. Myslim, ze se ale shodnem na tom, ze problem neni v samotnem CCD chipu, ale zpusobu, jak je informace z nej zpracovavana.

Crack na registar bohuzel nemam (jinak jsem pouzival opravdu uz zmineny PrintScreen). Z toho duvodu stale casteji pouzivam Matlab+par jeho toolboxu. Ten mam plny. navic si mohu dopsat prakticky jakoukoliv operaci s obrazkem (rotaci, posun, znormovani matici, filtraci definovanym filtrem ...). Vstup i vystup je pak z/do souboru.

Z.R.

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 14881
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 46
Kontaktovat uživatele:

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #5 od MMys » 28. 02. 2003, 17:17

Jasně, matlab znám taky. Je to dobrá věc. Používal jsem ho na škole (a i nyní) na všechno možné. Ale mám obavy, že pro většinu dalších účastníků astrofóra by to byla "španělská vesnice", čímž je rozhodně nechci nijak podceňovat.

Ještě k Registaru. Docela by mě zajímal algoritmus, kterým program hledá na základě identifikovaných poloh hvězd koeficienty pro transformační vztahy mezi dvěma obrazy, a jak se vypořádá s falešnými hvězdami (smetí, kazy) nebo s hvězdami, které nejsou v obou obrazech. Odhaduji to na řešení nějaké přeurčené soustavy transformačních rovnic pomocí maticových operací (nějaká obdoba metody nejmenšich čtverců) Přemýšlel jsem totiž o tom si něco podobného napsat, protože ta manuální registrace velkých skenovaných snímků je docela zdlouhavá. Pro účely snímku na WEB sice použiji Registar + printscreen, ale když chci poslat foto do digitálního minilabu, potřebuji plné rozlišení.

I když, až to bude akutní, možná za dobu než bych to napsal vydělám více než stojí registrace, takže bude následovat opravdu ten nákup. Ale stejně bych to rád věděl.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 838
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #6 od zdenek » 28. 02. 2003, 17:28

V matlabu ;D to delam pomoci korelacni funkce (urcim korelaci mezi dvemi obrazy a hledam extrem korel. fce). Je to celkem spolehlive, dokonce si to poradi i s mirnym natocenim snimku. Metoda nejmensich ctvercu by asi na to nebyla prilis vhodna.
prepsat to do klasickeho programu by nemel byt problem.

Omlouvam se za pripadnou nesrozumitelnost pro ostatni.

Z.R.

Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 838
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #7 od zdenek » 28. 02. 2003, 17:38

A jeste jedna poznamka, tentokrat uz snad srozumitelna vsem. Pro zaverecne zpracovani obrazku je vhodne pouzivat nejaky programek. nastesti je jich cela rada. Shaereware PSP pari k tomu lepsimu. ma definovanou celou radu filtru pro zpracovani fotografii, umi posouvat i rotovat s obrazky, ...
Mj. take umoznuje nadefinovat si filr vlastni. K tomu ucelu mam napr. vypocitany zakl. filtry, ktere dokazi eliminovat vliv atmosfery (rozptyl, absorpci a castecne tez turbulenci) - vlastni produkce :). Pokud bude mit nekdo zajem, tak dejte vedet ... (na vlastni Web bohuzel nemam dost casu).

Z.R.

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 14881
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 46
Kontaktovat uživatele:

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #8 od MMys » 28. 02. 2003, 18:10

No to co píšeš je ta nejjednodušší metoda. Ale já mám natočení libovolné (i hodně velké) Navíc není ji možné aplikovat na obraz, kerý má 25MB. To bych se výpočtu korelace nedočkal ani do smrti. Podle mne Registar nepracuje přímo s obrazem ale pouze se souřadnicemi identifikovaných hvězd, to je téměř jisté podle toho, jak se program chová.

Existují známé vztahy pro přepočet souřadnic mezi dvěma souřadnými systémy, pokud jejich počáky jsou posunuty a souřadné systémy pootočeny o určitý úhel a mají rozdílné měřítko. Tyto vztahy charakterizují pouhé 4 parametry: Posun v ose X a Y, úhel natočení a měřítko. Program řeší následující matematický problém: Má v ideálním případě souřadnice vzájemě si odpovídajících hvězd v obou souřadných systémech a navíc i hvězd které nejsou v obou snímcích (kazy, hvězdy které jsou jen na jednom ze snímků atd...) Nyní je potřeba určit ty čtyři paramatry. Analytické řešení není možné, neboť je soustava rovnic přeurčena. Na takovéto případy se skutečně používá numerický odhad parametrů podle nějakého kritéria (obvykle metoda nejmenších čtverců), nebo nějaký způsob řešení pomocí matic. Celé by to takto šlo řešit, Pokud bych ovšem znal, které dvojice hvězd (souřadnic) si vzájemě odpovídají. Já však neznám ani toto, takže je to ještě třeba spojit s řešením tohoto problému a to je právě to, na co neznám odpověď. Nečekám, že znáš řešení ty, ale mohl bys tenhle problém nadhodit ne fakultě nějakému matematikovi (klidně i s tímhle mým dotazem a ukázkou registaru, jak funguje) Já jsem totiž již z fakulty pryč a tak nemám moc kontaktů. Moc by mě to zajímalo.

Takže kdyžtak díky.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 838
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #9 od zdenek » 28. 02. 2003, 18:33

Zpracovavat cely obrazek je samozrejme nesmysl. Nejprve je nutna jeho vektorizace (problemy s volbou prahu, ....) Z 25Mega pak je napr. "jen" 100kB matice (Urcite bych to uz nenazval obrazem). Dale se zpracovavaji jiz jen tyto vektorove matice obsahujici (zjednodusene receno) informaci o pozici vyznacnych bodu v obraze. Registar ma prave tuto funkci automatizovanou (a v tom se lisi od jinych programu).

Urceni dvojrozmerne korelacni funkce je ekvivalentni praci s FFT (ala registar), jen vypocet probiha ne ve frekvencni ale prostorove oblasti. Souhlasim ze korelacni funkce je jednoducha, zaroven ale patri k nejsilnejsim nastrojum. Linearni deformace objektu, posuny ani natoceni obecne nevadi. S vyuzitim jejich ruznych modifikaci a napr. vlnkovych transformaci pak lze spolehlive identifikovat i objekty hluboko schovane v sumu (napr. falesne hvezdy, ale napr. i rozpoznavat otisky prstu, ...).
Vysledkem je pak korelacni matice obsahujici informace o "souvztaznosti" mezi jednotlivymi limitnimy body ("hroty vektoru") obrazu A a B.

Kazdopadne se tu poptam i na jine mozne zpusoby reseni. Reseni se vzdy nejake najde.

Z.R.

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 14881
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 46
Kontaktovat uživatele:

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #10 od MMys » 28. 02. 2003, 18:59

Dobře, teď jsem si to cos napsal přečetl ještě podruhé, a zdá se mi, že by to mohlo být ono. Vyřeší to současně i přiřazení jednotlivých hvězd (tj. vektorů souřadnic) k sobě. Když se podíváš na to prahování v Registaru, tak mimochodem není žádná sláva, vezme samozřejmě i všechny kazy. Ty se evidentně eliminují až při vlastním výpočtu a to zřejmě samovolně tak, že se nepovažují za význačné body obrazu, když nemají svůj ekvivalent ve druhém snímku. Kdybys měl čas a chuť, tak se poptej detailneji. Mimochodem, ten Registar si poradí elegantně i registrací snímků, ketré jsou pořízeny různou optikou s různým zkreslením obrazového pole (např. můj teleobjektiv který má evidentně rovnač pole a Newton bez ničeho). Takže zvládá i nelineární transformaci obrazu. A dle zkoušení výsledek je vždy buď stoprocentní, nebo žádný. Nikdy jsem zatím nenalezl případ chybné registrace (že vzniknou dvojité hvězdy)

A vy všichni ostatní si tím, co jsme tu teď rozebírali nelámejte hlavu a pokračujte vesele dál ve focení a popřípadě dotazech.

M.M.
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
zdenek
Příspěvky: 838
Registrován: 07. 02. 2003, 14:36

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #11 od zdenek » 28. 02. 2003, 19:08

Presne tak tyto trosku odbornejsi vlozky berte vsichni ostatni jen pro zpestreni,  :book: je sice obcas nutne, ale nic se nema prehanet. Takze smele pokracujte v diskuzi na tema fotografie/webkamery/astrovideo - obrazky a jejich zpracovani.


Z.R.

PS: Pro nelinearni operace a reseni uvedenych problemu jsou prave vhodne uvedene vlnkove transformace.

Uživatelský avatar
Pjoter
Příspěvky: 34
Registrován: 11. 01. 2003, 16:23

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #12 od Pjoter » 16. 03. 2003, 15:44

Mam dotaz ohledne digital fotaku.Muj znami vlastni digital kde se da exponovat 16 s.Myslite ze kdybych na 128MB naexponoval treba 10 snimku po 16 s a pak je spojil tak by neco vyslo.Dival sem se na stranku astronomu z Lelekovic a tam to takhle delaji.Ale treba jen 4 snimky po 60 vterinach.Dik Pjoter

Uživatelský avatar
MMys
Příspěvky: 14881
Registrován: 02. 01. 2001, 05:03
Bydliště: Běleč nad Orlicí
Věk: 46
Kontaktovat uživatele:

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #13 od MMys » 16. 03. 2003, 18:34

No, po pravdě, abych řekl, za 16 sekund se toho moc neukáže, poskládáním 16 sec. snímků a jejich zprůměrováním získáš sice menší šum, ale slabé hvězdy nepřibudou (kromě těch, které byly utopené v šumu - ty se objeví). Pouhým sečtením snímků z digitálního foťáku moc nepochodíš, šum je dost drastický. řešením je něco mezi, snímky sečíst a v nějakém SW doladit. Je třeba, aby ten SW uměl pracovat s více než 24bity na pixel, jinak si moc nepomůžeš. Třeba Photoshop se na takovouhle práci zrovna moc nehodí. Zkus registax nebo PictureWindow. Hodí se to ale tak maximálně na širokoúhlé snímky souhvězdí. S deep-sky bych si iluze nedělal, protože nemůžeš odmontovat objektiv a v afokální konfiguraci je světelnost mizerná :-(((
http://foto.astronomy.cz, http://hvbo.cz, e-mail: martin(*)myslivec(a)volny(*)cz, Dobson 400mm, N300/1200, N185/610, Refraktor Borg 77ED, Montáž EQ6, Hvězdárna s montáží vlastní výroby, CCD G3-16200

Uživatelský avatar
Pjoter
Příspěvky: 34
Registrován: 11. 01. 2003, 16:23

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #14 od Pjoter » 16. 03. 2003, 23:22

Dik moc.Tak to tedy radsi zustanu u fotaku na kinofilm.Ale mesic stim vyzkousim,to by melo fungovat pekne.Stejne zatim nemam ani paralaktickou montaz,zatim fotim jen z pevneho stativu.Pjoter

Uživatelský avatar
Antares
Příspěvky: 31
Registrován: 18. 02. 2003, 03:19

Techniky Astrofotografie, zpracování snímků

Příspěvek #15 od Antares » 17. 03. 2003, 02:03

Nedávno jsem si nechal naskenovat negativ se svými astrofoto pokusy. Byl jsem ale celkem překvapený, když na snímcích byly kromě obrazů hvězd také různé červené,zelené a modré body. Celá plocha snímků je jimi doslova poseta. U hvězd to jde celkem odstranit postupem , který uvádí na www MMys. Ale co třeba velké plošné objekty jako je měsíc??? Ty fleky vypadají jako šum u snímků z digitálu, které byly nasnímány při malém osvětlení. Jo normální jev? Já si myslím, že je to nekvalitně naskenované. Nebo je snad možné, žeby skener zachytil zrno filmu? (ale to asi nesmysl). Toto bylo poprvé co jsem si nechal naskenovat negati, takže nemám s čím porovnat. Může se k tomu někdo vyjádřit?? Dík Antares


Zpět na “Astrofotografie”

Kdo je online

Uživatelé prohlížející si toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 3 hosti