Die Kunst der digitalen Bildbearbeitungstechnik

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Re: Die Kunst der digitalen Bildbearbeitungstechni

Hallo Dennis,

sehr schoen. Hast Du irgendwo eine Herleitung des 1 Bit Dynamikaufloesungsgewinn bei n*4 gestackten Frames (der Dynamikumfang bleibt ja im wesentlichen gleich)?

Viele Gruesse & CS,
Oliver
 
Re: Die Kunst der digitalen Bildbearbeitungstechni

Hallo Dennis,

bei beiden Artikeln hast Du Dir viel Mühe gegeben und einiges an interessanten Sachen zusammengestellt.

Ich habe aber an der einen oder anderen Stelle noch Bedenken:

a./ Die Behauptung vom Dynamikgewinn

Ich bin dabei wenn es um das Entrauschen geht, das Rauschen läßt sich durch n Bilder im Verhältnis 1/Wurzel(n) reduzieren.
Die Frage der Dynamik finde ich darin nicht wieder. Woher beziehst Du diese Feststellung?

b./ Stacken generell

- OK, bei Videokameras, wenn es darum geht, bei schwierigen Seeing-Bedingungen z.B. Planeten aufzunehmen, hier ist das Verfahren Stand der Technik.
- DeepSky? - Ja bei schlechten Himmelsbedingungen bzw. starkem Rauscheinfluss. Sonst ... ? Dazu gab es im Forum schon sehr harte fachliche Debatten, bei denen ich sowohl den Verfechtern der "langen Belichtungszeit" als auch der "lieber kürzer aber öfter"-Fraktion, je nach Beobachtungssituation folgen kann. Das solltest Du vielleicht in Deinem Beitrag diskutieren bzw. ein wenig Dein recht absolutes Postulat relativieren.

Jörg
 
Re: Die Kunst der digitalen Bildbearbeitungstechni

Hallo Joerg,

zuufaellig schreibe ich gerade einen aehnlichen Artikel, u.a. auch, um die von Dir aufgeworfene Frage bez. Steigerung der Dynamikaufloesung durch's "Stacken" fuer mich selbst sauber zu erarbeiten. Mit fehlt noch die Quantifizierung der Steigerung in der Dynamikaufloesung, daher u.a. meine Frage oben :/
Generell wird nicht nicht der Dynamikumfang (min/max der erfassten Werte) sondern die Dynamikaufloesung dazwischen erhoeht, das solle Dennis vielleicht noch sauberer herausarbeiten. Damit das ueberhaupt funktioniert, muss der Zahlenraum des gestackten Resultats im Verhaeltnis zu dem der Rohframes dies natuerlich erlauben. 8Bit Frames zu Stacken und das Resultat wieder in 8Bit zu stopfen bringt hier selbstredend nichts - die meisten entspr. Programme arbeiten fuer's Resultat intern als float o.ä.
In einer theoretischen rauschfreien Welt koennen wir beliebeig viele Frames stacken, die Pixelwerte des Objekts sind ueber alle Frames konstant und entspr. kein Gewinn der Dynamikaufloesung zu erzielen. Kommt zufaelliges Rasuchen in's Spiel und ueberlagert das Nutzsignal, sieht die Welt anders aus, das Rauschen hat ausnahmsweise mal einen positiven Effekt. Zur Vereinfachung gehen wir mal von einer Possionverteilung oder noch einfacher Normal-/Gaussverteilung des Rauschens aus:

Link zur Grafik: http://www.astro-imaging.de/astro/images/bitdepth_gaussian.gif

Wir quantisieren das wertekontinuierliche Signal auf der Gaussverteilung. Stacken (=Addieren und Normalisieren) ergibt einen Wert "zwischen" der Quantisierungsaufloesung. Je mehr Proben, desto besser, allerdings vermute ich eine max. moegliche Steigerung (Zahl der Frames) der Dyanmikaufloesung abhaengig von Quantisierungsaufloesung und "Breite" der Rauschverteilung.
Neben dem zufaelligen Rauschen der Kamerafunktion (systematische Messfehler werden natuerlich nie korrigiert) gibt es im Gesamtsyetem weitere Rauschfaktoren, wie Schwankungen der Transparenz in der Atmosphaere, die sich auswirken koennen.
Soweit so gut, Kommentare, Korrekturen und Kritik sind ausdruecklich erwuenscht.

Viele Gruesse & CS,
Oliver
 
Re: Die Kunst der digitalen Bildbearbeitungstechni

Hallo Oliver,

da gehe ich wieder mit. Das Problem ist dabei aber auch, wie Du die gewonnene Verfeinerung der Quantisierung retten willst, wenn Du in die weitere Verarbeitung gehst.

Ich denke die Mehrzahl der derzeit erhältlichen Bildverarbeitungsprogramme schafft 16 Bit Auflösung als Bearbeitungs-Zahlenraum, möglicherweise noch mit der Option vorzeichenbehaftet, so dass man sich da noch ein Bit retten kann, alles weitere, was z.B. mit real oder double precision Fliesskommaformaten denkbar wäre, wird da nicht gehen, oder?

Jörg
 
Re: Die Kunst der digitalen Bildbearbeitungstechni

Hallo Joerg,

ok, ich wollte nicht sagen, dass etwas ein 32bit float auch nur annaehernd ausgenutzt wird, es wird halt intern darin gerechnet. Ich gehe z.B. aus Registax mit 16Bit TIFFs raus wobei ich auch nicht erwarte, dass diese wirklich voll genutzt werden. Ich werde mal einen Stack einer Aufnahme analysieren, mal sehen, wieviel hinten wirklich rauskommt :biggrin:

Viele Gruesse & CS,
Oliver
 
Re: Die Kunst der digitalen Bildbearbeitungstechni

Hallo Dennis,

Quelle: Stacking-Anleitung

[...]Wenn alle gewünschten Bilder aufeinander kopiert worden sind muss man noch für jedes Bild ausser dem ersten bei "Opacity" oder auf Deutsch die "Deckkraft" auf je 50% einstellen. [...]
Klicke in dieses Feld, um es in vollständiger Größe anzuzeigen.

sobald du mehr als zwei Bilder zusammenführst, stimmt das aber doch schon nicht mehr. Da würde jeweils das letzte Bild gegenüber den vorherigen deutlich stärker gewichtet. Für das dritte Bild musst du die Deckkraft schon auf 33,3% reduzieren.

Allgemein ist als Opacity für Bild Nummer n der Wert 100/n % zu wählen. Um das zu verdeutlichen brauchst du blos mal ein Bild aus drei Ebenen erstellen, die jeweils ganz schwarz sind, bis auf einzelne weisse Flecken. Dann ist bei deiner Gewichtung ein Fleck aus Frame3 zu 50% grau, wärend die Flecken aus den Frames 1 und 2 nur zu 25% grau erscheinen.

Das ist zumindest bei GIMP so, und ich denke nicht, dass es sich in Photoshop anders verhält.

Viele Grüße
Stephan
 
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