Umfrage // Bildbearbeitungstechniken

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Hallo Jan,

bei Deiner Annahme, daß man bei größeren Optiken immer noch kürzere Belichtungszeiten verwenden sollte, um die Bewegungsunschärfe einzufrieren vernachlässigst Du den zweiten wichtigen Faktor neben der zeitlichen Änderung der atmosphärische Zustände: die Struktur der atmosphärischen Turbulenz (ich hatte das salopp "Turbulenzzellen" genannt)!

Diese atmosphärischen Inhomogenitäten verzerren die einfallende Wellenfront. Dies macht sich bei größeren Teleskopöffnungen wegen dem größeren "Blickkorridor" mehr bemerkbar. Nur bei relativ kleinen Öffnungen ist die Atmosphäre in Bereichen so homogen, daß man ab und zu beugungsbegrenzt beobachten und ein unverzerrtes Planetenbild genießen kann. Bei größeren Öffnungen wird die Inhomogenität der Atmosphäre dies fast nie zulassen und das Planetenbild verzerrt erscheinen lassen.

Auch eine noch so kurze Belichtungszeit kann bei größeren Teleskopen diese Verzerrung nicht verhindern (hier bräuchte man wie gesagt eine adaptive Optik). Es gibt also auch hier ein sinnvolles unteres Limit für die Belichtungszeit und das ist erreicht, wenn die Bewegung gerade eingefroren wird (zur Orientierung -> siehe Richtwerte).


Es dürfte ja jedem klar sein, daß die von Dir gezeigten Aufnahmen der Venus am Taghimmel in geringem Sonnenabstand nahe der unteren Konjunktion unter dem denkbar schwierigsten seeing zu leiden haben, das man sich vorstellen kann (schnelle Änderung der atmosphärischen Bedingungen und kleinräumige Turbulenzen). Es versteht sich von selbst, daß unter diesen Bedingungen nicht die selben Aufnahmeparameter verwendet werden können wie für hochauflösenden Plantenaufnahmen unter besserem seeing.
Wenn ich mir Deine Aufnahmen (auch aus Deinem Venus-Sichel-thread: Einzel-/Summenbild) ansehe erscheint mir, daß das hauptsächliche Probleme die Verzerrung (durch Inhomogenitäten der Atmosphäre) und eigentlich nicht die Bewegungsunschärfe zu sein.
Insofern dürften 1/100s Belichtungszeit zur Eliminierung der Bewegungsunschärfe durchaus reichen.
Wie man sieht taugen die Zeitkonstanten also durchaus zur Orientierung, vor allem wenn man das extreme seeing des obigen Falles berücksichtigt.

Die von Dir aufgeführte Faustregel für Fotografen funktioniert leider in unserem Fall nur bis zu einem gewissen Limit, da das Aufnahmeobjekt nicht nur "zittert" sondern auch in sich verzerrt wird (zeitliche und räumliche Variation). Diese Verzerrung läßt sich wie gesagt durch eine weitere Verkürzung der Belichtungszeit nicht beheben (siehe oben).

Ciao Werner
 
Zitat von blueplanet:
bei Deiner Annahme, daß man bei größeren Optiken immer noch kürzere Belichtungszeiten verwenden sollte, um die Bewegungsunschärfe einzufrieren vernachlässigst Du den zweiten wichtigen Faktor neben der zeitlichen Änderung der atmosphärische Zustände: die Struktur der atmosphärischen Turbulenz (ich hatte das salopp "Turbulenzzellen" genannt)!
Hallo Werner,

die turbulenzbedingten Bildverzerrungen werden doch gerade durch die intelligenten Stackverfahren mit Multipoint-Alignment entschärft. In AviStack - beispielsweise - wird das Bild in kleine Zellen zerlegt. Es werden anschließend nur die jeweils besten Inhalte jeder Zelle aus allen verfügbaren Primärbildern herausselektiert und bei der Überlagerung zum Summenbild berücksichtigt.

Das Multipoint-Alignmentverfahren hat somit im Endeffekt eine ähnliche Wirkung wie eine "adaptive" Optik.

Wenn man nun die Bild-"Entzerrung" weitgehend dem intelligenten Stack-Programm überlassen will, dann lohnt es sich aber durchaus, dafür zu sorgen, dass die von dem Stackprogramm festgelegten Teilstücke des abzubildenden Gegenstands in sich weitgehend frei von Bewegungsunschärfe sind. Dafür ist es in gleichem Maße sinnvoll, eine angemessen kurze Belichtungszeit zu wählen, wie im Falle eines Bildes mit weniger stark ausgeprägten Verzerrungen.

Die Wirkung der Turbulenzzellen lässt sich durch eine Verkürzung der Belichtungszeit allerdings DANN nicht mehr sinnvoll beeinflussen, wenn benachbarte Turbulenzzellen GLEICHZEITIG zu unterschiedlichen Abbildungen desselben Gegenstands führen. Dazu hatte ich in meinem Venus-Beitrag ein typisches Bildbeispiel gepostet. Glücklicherweise sortiert aber ein intelligentes Stackprogramm solche Bilder weitgehend aus.

Bekanntlich - und leider - nimmt die Wahrscheinlichkeit des gleichzeitigen Einfangens von Bildern aus mehreren Turbulenzzellen mit dem Durchmesser der Teleskopöffnung zu, so dass es seltener zur Abbildung von brauchbaren Teilstücken für die Multipoint-Stackprozedur kommt. Umso bedeutender ist gerade in solchen Situationen die Aufnahme von möglichst vielen und kurz belichteten Rohbildern, die dem Stackprogramm dann eine möglichst große Auswahl an brauchbaren Teilbildern bieten.

Soweit mein gegenwärtiges Verständnis des Zusammenhangs zwischen Turbulenzzellen, Bildüberlagerungen, Bildverzerrungen, Stackprogrammen, Multipoint-Alignment, Bildaufnahmefrequenz, Belichtungszeiten und Bewegungsunschärfe ...

Gruß, Jan
 
Zuletzt von einem Moderator bearbeitet:
Hi,


was sehe ich da.. Ein Bildbearbeitungs-Thread..Sehr schön.
Da mache ich doch auch mal wieder mit :) (nach langer Zeit)

Ich habe mich auch mal an dem Bild versucht.. Und das ganze komplett in Fitswork (V4.38)
Hier erstmal mein Ergebnis:
Link zur Grafik: http://home.arcor.de/c.ahlers/Fremdbilder/Skywatcher_150_mars_20100203..jpg

Die Bearbeitungsschritte:
1. Planet großzügig markieren -> Bearbeiten -> Farblayer zurechtrücken

2. Bearbeiten -> Iteratives Gass-schärfen Radius 5.62 29 Iterationen Stärke 68

3. Bearbeiten -> Iteratives Gass-schärfen Radius 2.89 15 Iterationen Stärke 88

4. Bilder Kombinieren -> Bild multiplizieren (mit Farblayer-korrigiertem Rohbild)

5. Histogramm wieder anpassen da Bild viel zuviel Gamma bekommt (Gamma auf ca. 1.24)

6. Bearbeiten -> Spezielle Filter -> Unscharfe Maskierung Radius 2.47 Stärke 65.6

7. Bearbeiten -> Farbfunktionen -> Farbsättigung einstellen auf 125%

8. Histogramm bearbeiten --> Blaukanal auswählen (geht erst seit ca. Version 4.32!?)
Blau: rechten Histogramm-Balken nach links schieben (nicht zu weit nach links, damit der Blaukanal nicht gesättigt wird)
Gamma des Blaukanals auf ca. 1.04 reduzieren (hierdurch kommen die Wolken etwas besser zum Vorschein finde ich)
Rot: Rechten Histogramm-Balken nur leicht nach links schieben

9. (Eventualposition): Bearbeiten -> Farbfunktionen -> Farbkorrektur
Rot 110 0 0
Grün 5 100 0
Blau 0 -5 105

10. (Eventualposition) Bearbeiten -> Glätten -> Wavelet-Rauschfilter
Gesamtstärke 2.56
Layer 1: 1.89 - 1.89
Layer 2: 1.41 - 1.27
Layer 3: 1 - 1
Layer 4: 1 - 1
Bessere Berechnung aktiviert


Zugegeben es kommen durch diese Art der Bearbeitung etwas mehr Schärfungs-Überschwinger am Planetenrand zustande. Eventuell könnte man die reduzieren indem man die Unscharfe Maskierung etwas schwächer anwendet. Die Schärfungs-Artefakte nach den ersten beiden Iterativen Gauss-Schärfungen verschwinden nach der Multiplikation mit dem Rohbild fast vollständig (oder sind zumindest längst nicht mehr so stark sichtbar).


So habe genug getippt jetzt muss ich erstmal meine Finger kühlen ;)
 
Hallo Jan,

irgendwie ist mein Punkt nicht ganz angekommen, deswegen nochmal:
Ab einem gewissem Limit bringt eine weitere Verkürzung der Belichtungszeiten kein schärferes Bild mehr!
Auch die nach der Aufnahme ansetzenden stacking-Algorithmen ändern nichts daran!

Wie schon geschrieben führen die zeitlichen Variationen der Atmosphäreninhomogenitäten zu einer Verzerrung des Aufnahmeobjektes. Diese zeitlichen Variationen finden nicht beliebig schnell statt, sondern liegen als Richtwert (mit Ausnahmen) im Rahmen von 10-100ms.
Durch Belichtungszeitverkürzung läßt sich die Schärfe der Aufnahme durch Egalisierung der Bewegungsunschärfe bis zu einem gewissen Limit hin steigern, aber nicht darüber hinaus.

Wenn man an wirklich hochauflösenden Planetenaufnahmen interessiert ist, halte ich es nicht für sinnvoll die Belichtungszeiten auf Kosten der Bildauflösung (indirekt durch Verkürzung der Aufnahmebrennweite) unnötig verkürzen zu wollen.

Bzgl. Planetenaufnahmen lassen sich vielleicht folgende "Regeln" aufstellen:
1. Aufnahmebrennweite so lange wie nötig
2. Belichtungszeit so kurz wie möglich
3. Aufnahmen so viele wie möglich

zu 1. Die Meinungen gehen wie gesagt auseinander, ich favorisiere bei guten Bedingungen f/30-35 bei 5.6um-Pixel.
zu 2. Die Belichtungszeiten so kurz wählen, daß die Bewegungsunschärfe gerade eingefroren wird (Anhaltspunkte siehe oben).
zu 3. Keine "Totzeiten"! Also bei 1/20s mit 20fps oder bei 1/60s mit 60fps aufnehmen.

Die Parameter sind natürlich nicht frei wählbar, sondern z.T. voneinander abhängig. Sonst wär's zu einfach ... ;) Insofern muß man entscheiden, was einem gerade wichtiger ist.


Bei großflächigen Aufnahmeobjekten (Mond), macht ein komplexeres stacking-Verfahren wie in AviStack und Registax implementiert durchaus Sinn. Allerdings findet keine richtige Entzerrung, sondern nur ein Verschieben und/oder Aussortieren von Bildteilbereichen statt. Für eine möglichst vollständige "Entzerrung" bräuchte man möglichst viele Teilbereiche, was aber wiederum das Alignment erschert. Ein weiterer Problempunkt könnten Artefaktbildungen an den Überlagerungsgrenzen der Teilbereiche bei der anschließenden Schärfung darstellen? Hat dazu wer Erfahrungen?
Insofern gibt es auch hier Limits, die die Wirkung dieses Verfahrens einschränken und nicht annnähernd an die Wirkung einer richtigen adaptiven Optik herankommen lassen (leider ...).

Für kleinflächige Aufnahmen wie bei Planeten ist der Aufwand eines komplexeren stacking-Verfahrens zum Großteil allerdings einfach unnötig. Der einfache stacking-Algorithmus (ganze Bilder) von Giotto liefert hier nach wie vor sehr gute Resultate.

Ciao Werner
 
Hallo Fredrick,

habe mich auch mal an deinem Mars versucht. Ausgangsdatei war diese hier: "mars_20100203_2141_035_stacked_20_.TIF".

1. In Giotto zuerst Linear den Kontrast auf ca. 90% gestreckt.
2. Mit Mexican Hat mehrmals geschärft bis es mir gefallen hat (genaue Einstellungen weiß ich nicht mehr, hab das noch nicht oft gemacht).
3. Die Farbkanäle minimal verschoben.
4. In "Paint Shop Pro X" das Bild auf 200% vergrößert, in RGB zerlegt und nochmals die Kanäle etwas verschoben.
5. "Intelligente Fotokorrektur" durchgeführt und damit den Kontrast nochmals etwas angehoben, einen Farbabgleich gemacht und die Farben intensiviert.
6. "Hochpass-Schärfen" mit der Einstellung "3/ 100/ Hartes Licht".
7. Bildrauschen entfernt mit der Einstellung "30/ 39/ 61/ 49/ 0"
8. Bild wieder auf Originalgröße verkleinert und gespeichert :-)

Viele Grüße, Nico
 

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Zitat von blueplanet:
Hallo Jan,
von Bildteilbereichen statt. Für eine möglichst vollständige "Entzerrung" bräuchte man möglichst viele Teilbereiche, was aber wiederum das Alignment erschert. Ein weiterer Problempunkt könnten Artefaktbildungen an den Überlagerungsgrenzen der Teilbereiche bei der anschließenden Schärfung darstellen? Hat dazu wer Erfahrungen?
Ciao Werner

Hallo,

ich habe während meiner Entwicklung von AviStack mit Entzerrungsverfahren experimentiert (da gab es fertige Verfahren). Dazu habe ich die Referenzpunkte als Eckpunkte von Dreiecken verwendet (nicht als Zentrum der bekannten Polygone). Das Bild wird also in viele Dreiecke zerlegt (Delaunay-Triangulation), die ich dann auf die mittleren Dreiecke abbilden kann. Leider ergibt sich gerade bei eng beieinander liegenden Referenzpunkten (nach der Ausrichtung) oft das Problem, dass Dreiecke sehr schmal werden können und dann die Abbildung keine brauchbaren Informationen enthält.

Die Methode mit den verschobenen Polygonen war dem immer überlegen! Vor allem sind die Polygone ja oft so klein, dass die kleiner als die Seeingelemente sind. Lokal ist das Bild also tatsächlich fast nur verschoben und kaum verzerrt. Deswegen funktioniert das trotz fehlender Entzerrung so gut!

Viele Grüße
Michael.
 
Hallo Werner,

Ich finde du hast recht.

In meine Erfahrung sind Avistack und Registax, dem Giotto weit überlegen mit z.B. Mondaufnahmen (Einzige Ausnahme ist beim LPI wo nur gute Bilder aufgenommen werden und von Autostar selber direkt überlagert werden). Giotto erfüllt sein Zweck allerdings noch sehr gut bei Planetaufnahmen.

Vor allem die Multipoint alignment macht in Registax ein Unterschied, genau so wie du beschrieben hast. Deine drei Regeln sind genau, dass wass ich vorher mit meine Grafiken erklären wollte (also punkt 1 und 2).

Gruß,

Fredrick
 
Hallo Nico,

Danke für dein Beitrag, ich finde dein Bild ausserordentlich gut gelungen, eine wirklich butterweiche schärfung hast du hinbekommen!

Ich denke die vergrößerung ermöglicht es ein wenig besser die schärfung hin zu bekommen?

Warum machst du eigentlich den Kontrast zuerst, bevor die Schärfung?

So langsam kommen immer mehr Ingrediente zur perfekten Bild zusammen!

Gruß,

Fredrick
 
Hallo Christian,

Also alles in Fitswork! Dare to be different! Ich muss ehrlich bekennen dass ich nie die Schärfung in Fitsworks verstanden habe, aber ich finde du hast den Mars gut hinbekommen!

Was mir aber auffällt (Vielleicht mein Monitor) den Rand ist Teilweise ein wenig Blau, obwohl du in fitswork Farblayer zurechtrücken gemacht hast...

Die Schärfung ist dir aber viel besser gelungen wie mir in Giotto, wo ich ein sehr körniges Resultat bekam. Wahrscheinlich kriegst du, wie du beschreibst, den Rand schon weg.

Ich werde bei mein nächstes BIld auch mal in Fitswork mit schärfung experimentieren, statt nur die Farbe zu korrigieren.

Gruß,

Fredrick
 
Zitat von blueplanet:
Die Meinungen gehen wie gesagt auseinander, ich favorisiere bei guten Bedingungen f/30-35 bei 5.6um-Pixel.
Hallo Werner,

jedem sei doch seine Meinung gegönnt! - Mit meinem 6" f/20 Faltrefraktor habe ich bislang im Blendenbereich f/10 bis f/40 mit Pixelweiten zwischen 3.75 µm und 8,3 µm experimentiert. Die höchsten Bildauflösungen konnte ich mit 8,3 µm und 7,4 µm bei f/20 gewinnen. Soviel zu meiner Erfahrung. Eine abschließende Meinung habe ich nicht.

Zitat von blueplanet:
Ein weiterer Problempunkt könnten Artefaktbildungen an den Überlagerungsgrenzen der Teilbereiche bei der anschließenden Schärfung darstellen? Hat dazu wer Erfahrungen?
Solche Probleme hatte ich des öfteren mit Multipoint-Summenbildern aus Registax, aber bislang noch nicht mit Summenbildern aus Avistack.

Gruß, Jan
 
Zitat von Michael_Theusner:
Lokal ist das Bild also tatsächlich fast nur verschoben und kaum verzerrt.
Hallo Michael,

schön, dass Du Dich an dieser Stelle zu Wort meldest. Das Zustandekommen einer Bildverzerrung hatte ich mir auch nicht anders vorgestellt als eine gegenseitige Verschiebung benachbarter Bildelemente. "Bildentzerrung" verlangt also im Grunde genommen nichts anderes als die "Zurechtrückung" der Bildelemente, und genau das leistet Deine AviStack-Software offensichtlich in hervorragender Weise.

Sehr interessant erscheinen mir in diesem Zusammenhang Deine Anmerkungen und das, was man unter dem von Dir angegebenen Link findet, zu den Unterschieden zwischen Triangulation und Polygonzerlegung.

Dank und Gruß, Jan
 
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