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Diskussionsforen Saturn an der Rauschgrenze | Archiv
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Jan_Fremerey Offline
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#311506 - 16/04/2006 15:53 Saturn an der Rauschgrenze


Einen Teil der Bilder hatte ich schon in der Rubrik “Eigene Bilder” gepostet. Das Thema passt eigentlich eher hierhin, weil ein Phänomen der Datenaufbereitung angesprochen wird.

Ich hatte Saturn in diesem Falle bei f/40 und unabsichtlich mit Rotfilter RG610 videografiert. Eine solche Einstellung kann aber von Interesse sein bei Aufnahmen mittels RGB-Filtersatz. Deshalb hier die Beschreibung eines Phänomens, das gewiss einigen Lesern bekannt sein wird, die schon einmal Planeten an der Rauschgrenze ihrer Videokamera aufgenommen haben.

Nachdem ich mit den Ergebnissen der Bildbearbeitung in Registax zunächst nicht zufrieden war, habe ich 130 von 519 Rohbildern von Hand ausgesucht und diese mittels Fitswork im 32-Bit-FIT-Format aufsummiert. Für die Zentrierung der Bilder habe ich “Kreuzkorrelation” gewählt in der Erwartung einer bestmöglichen Passgenauigkeit.

Das Summenbild zeigt ein heftiges Moirée-Muster, welches ganz offensichtlich aus der Überlagerung des bei hoher Verstärkung auftretenden Hintergrund-Streifenmusters des Videochips resultiert.



Das Moirée ließ sich mittels Median-Glättungsfilter (21 Pixel) einigermaßen zurückdrängen, wobei aber eine “gehämmerte” Oberfläche des Planeten bei nur geringer Ausprägung der Oberflächenbänder entstand.



Mit dem Ziel einer moiréefreien Abbildung habe ich dann die Rohbilder zweifach vergrößert und zunächst jeweils zwei solche Bilder herausgesucht und aufsummiert, deren Hintergrund-Streifenmuster sich bei der Addition weitgehend kompensieren. Hier ein Beispiel: Zwei vergrößerte Rohbilder einzeln und ihr Summenbild.



Anschließend habe ich sämtliche auf diese Weise erzeugten Doppelbilder aufsummiert und das Summenbild verkleinert. Das Ergebnis ist ein weitgehend moiréefreies, jedoch vergleichsweise unscharfes Bild:



Dieses Bild wurde schließlich mittels iterativer Gaussfilterung (5 Iterationen bei einer Pixelbreite von 3) geschärft mit dem folgenden Resultat:



Jetzt sieht man zwar ein gewisses Rauschen, aber die Oberflächenbänder treten klarer hervor.

Das Ergebnis ist vielleicht nicht besser als das, was man bei geschickter Anwendung von Registax herausbekommen würde. Aber ich verstehe bei der beschrieben Vorgehensweise besser, was passiert, und weiß die erstaunliche Leistungsfähigkeit mancher automatisierter Bildbearbeitungsprogramme nun besser zu schätzen.

Das AVI wurde am 6. April 2006 mit der M640 Monochromkamera von ccddirect bei einer Bildrate von 7,5/s, vorgeschaltetem RG610 Filter und maximaler Verstärkung am FH 6" f/20 Faltrefraktor aufgenommen. Am rechten Bildrand ist bei genauem Hinsehen Titan erkennbar.

Frohe Ostern, Jan

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Jan_Fremerey Offline
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Registriert: 06/09/2003
Beiträge: 3555
Ort: Bonn
#311507 - 26/04/2006 13:52 Re: Saturn an der Rauschgrenze [Re: Jan_Fremerey]


Auch wenn das Thema im Moment keine Kommentare hervorlockt, so gehört es wegen der Bildbearbeitungsfrage doch offensichtlich in diese Sparte des Forums, und ich möchte die Sache deshalb hier noch zu einem gewissen Abschluss bringen.

Das Moiré konnte ja durch geschickte Zusammensetzung jeweils zweier Rohbilder und anschließende Aufsummierung der Doppelbilder mit weitgehend kompensiertem Zeilenmuster (Untergrund) schon erheblich unterdrückt werden. Aber selbst das auf diese Weise gewonnene Summenbild zeigt noch erkennbar Moiré, siehe folgende Abbildung, links.



Wenn man aber bei der Aufsummierung der Doppelbilder diese nicht einfach der Reihenfolge nach auf den Summenstapel legt, sondern zunächst Vierfach-, dann Achtfach-, dann Sechzehnfachstapel usw. bildet, kann das mit der Stapelhöhe zunehmend hervortretende Moiré noch weiter unterdrückt werden, siehe obige Abbildung, rechts. Offenbar wird durch diese Vorgehensweise die Tendenz des “Ankristallisierens” der folgenden Bilder an der Moiré-Struktur des bereits aufgebauten Stapels erschwert.

Aus dem rechten Summenbild kann die Ringstruktur der Planetenoberfäche noch ein wenig differenzierter herausgearbeitet werden. Diese Ringstruktur erfordert zur besseren Wahrnehmung allerdings auch einen etwas vergrößerten Abbildungsmaßstab.

Eigentlich bin ich bekanntlich eher ein Gegner von überhöhten Abbildungsmaßstäben, im vorliegenden Fall besonders deshalb, weil natürlich die Körnung der Planetenoberfläche als Rauschen zu verstehen ist und nicht als eine der Wirklichkeit entsprechende Granulation.

Versuchsweise habe ich das folgende “vorläufige Endergebnis” noch ein wenig koloriert und mich dabei an der Farbwiedergabe von NASA-Fotos orientiert. Demnächst will ich mit RGB-Filtern die Farbe selbst erarbeiten.



Nach meiner Auffassung sollte man die ganze Sache im Hinblick auf die 6”-Linse des Teleskops nicht zu sehr übertreiben. Das Farbbild entspricht bei Betrachtung am 17”-Bildschirm aus 60 cm Entfernung immerhin einer visuellen Vergrößerung von knapp 600-fach bzw. einer Austrittspupille von 0,25 mm.

Gruß, Jan

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Chefe Offline
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Beiträge: 321
Ort: bei Heidelberg, BW
#311508 - 27/04/2006 23:53 Re: Saturn an der Rauschgrenze [Re: Jan_Fremerey]


Hallo Jan

ich weis zwar nicht mit welcher Kamera du die Bilder aufgenommen hast allerdings taucht dieses Muster auch bei der Toucam auf. Dann allerdings nur wenn das Gain zu hoch eingestellt wird. Bei Gainregler in der Mitte habe ich es noch nicht beobachtet.
Ich habe auch das Gefühl das es etwas Temperaturabhänig ist je kälter umso stärker tritt es auf. Auch beim addieren der Bilder gibt es unterschiede. Bei Giotto habe ich das Muster seltner als bei Registax.
Die Streifen bekommt man allerdings ohne Probleme wieder weg. Entweder mit Fitswork dort bei glätten den Automatischer 2D-FFT Störfilter dieser hat aber mit s-w Bildern so seine Probleme bei RGB Bilder funktioniert es ohne Probleme oder in PS den Videofilter de-interlace.

Gruß
Mark

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Jan_Fremerey Offline
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Registriert: 06/09/2003
Beiträge: 3555
Ort: Bonn
#311509 - 28/04/2006 09:44 Re: Saturn an der Rauschgrenze [Re: Chefe]


Hallo Mark,

vielen Dank für Deine hilfreichen Tipps aus eigener Erfahrung.

Gewiss ist der Streifeneffekt eine Folge der im vorliegenden Fall voll aufgedrehten Verstärkung. Bei den Aufnahmebedingungen f/40 und Rotfilter RG610 ist das aber zumindest bei der von mir eingesetzten Kamera M640 (monochrom) von ccddirect und dem relativ lichtschwachen Saturn auch erforderlich.

Zur Herkunft der Streifenmuster habe ich mich nach Recherchen im Internet gestern in einem Parallelthread geäußert.

Deine Beobachtung, dass das Streifenmuster bei kälterer Umgebung an Intensität zunimmt, kann ich nicht erklären. Da es sich doch im wesentlichen um Rauschen handelt, hätte ich eher das Gegenteil erwartet.

Die von Dir genannten Filter in Fitswork habe ich alle durchprobiert. Das Dumme ist, dass diese Filter nicht nur das störende Streifenmuster, sondern auch Bildelemente mit ähnlicher Ortsfrequenz dämpfen, die man gerne sichtbar machen möchte. Das ganz oben gezeigte Summenbild mit dem heftigen Moiré lässt ja einige interessante Bilddeteils erkennen, die unter Anwendung von Glättungsfiltern dann leider gleichzeitig mit dem Moiré verschwinden.

Dieses Dilemma hat mich ja erst auf den Gedanken gebracht, überhaupt keine Glättungsfilter anzuwenden und die Streifen statt dessen durch Kompensation zu beseitigen bzw. abzumildern.

Giotto habe ich noch nicht probiert. Vielleicht steckt ja dort bereits so eine Kompensationsmöglichkeit drin. Ich will das versuchen und melde mich dann - falls es mir lohnend erscheint - nochmal mit dem Vergleichsergebnis.

Gruß, Jan


Bearbeitet von Jan_Fremerey (28/04/2006 11:41)

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