Jäännösflatit / yöflatit PixInsightilla

Aloittaja vehnae, 03.04.2016, 19:03:35

« edellinen - seuraava »

vehnae

Jaa mitkä? Eikös yötaivas ole hieman himmeä flattien kuvaamiseen? Noh, aloitetaan alusta. Himmeitä höttöjä kuvatessa taustan tasaisuus on erittäin tärkeää. Pienetkin fibat kalibrointiruuduissa tai huonosti poistetuissa taivasgradienteissa syövät himmeitä yksityiskohtia aamiaiseksi. Taustantasoitustyökalujen kuten DBE käyttö on myös hankalaa, jos tasaista taustataivasta ei ole ollenkaan näkyvissä.

Samuli bongasi internetsien syövereistä Fabian Neyerin esitelmän Extremely Deep Imaging, jossa käsitellään mm. hyvien flattien tärkeyttä ja esitellään menetelmä paneeliflattien tarkentamiseen yöllä otettavien flat-kuvien avulla. Lopputuloksena saadaan jäännösflat, jolla voidaan korjata paneeliflattia paremman lopputuloksen aikaansaamiseksi. Jos flattien ottamisesta ei aiheudu variaatiota paneelin asettelun tms mukaan, pitäisi jäännösflatin olla myös käyttökelpoinen kuvaussessiosta toiseen.

No, koska olen joutunut taistelemaan taustan tasoituksen ja flattien kanssa jo useampaan otteeseen, niin pitihän sitä sitten kokeilla. Homma toimii seuraavasti:

1. Kuvataan taivaalta harvaa tähtikenttää monesta eri kohtaa. Tätä varten tein SGP:ssä 4x5 ruudun mosaiikin. Lopullisen jäännösflatin resoluutio tulee olemaan matala, joten ruudut voi hyvin binnata. Normaalisti kuvaan LRGB-ruutuja 300 sekunnin valotuksilla, joten valitsin 4x4 binnauksen ja 19s valotuksen (19*4*4 = 304) LRGB-suotimilla per mosaiikkiruutu. Näin ruutuihin saadaan suurinpiirtein sama signaalitaso, ja lukukohina painettua yhtä alas kuin varsinaisissakin ruuduissa. Kuvien ottamiseen meni reilu puoli tuntia kuvausaikaa.

Ja jos haluaa harjoitella ison mosaiikin tekemistä, niin tästä saa testimateriaalia..

2. Kuvaussession jälkeen otetaan paneeliflatit normaalisti flattipaneelia käyttäen. Otin myös sarjan bias-ruutuja 4x4 binnauksella, sillä niitä ei minulla aiemmin ollut. Flattidarkkeja (tai tavallisiakaan) en Sonyn CCD-kennon kanssa tarvitse. Tässä ei mitään ihmeellistä.

3. Tehdään paneeliflateista masterflat tavalliseen tapaan.

4. Kalibroidaan yöflattiruudut BatchPreProcessingilla näitä flatteja käyttäen ((x) Calibrate only). Koska otin yöflatit 4x4 binnauksella, pitää paneeliflattimastereista ensin skaalata kopiot samaan kuvakokoon eli neljäsosaan IntegerResamplella. Eli rautalangasta vääntäen kalibroinnissa käytetään bias-kuvina 4x4 binnattuja bias-ruutuja, flat-kuviksi alaspäin skaalatut paneeliflattimastereita, ja light-ruutuina yöflattikuvia.

5. Ennen yöflattien yhdistämistä poistetaan niistä mahdolliset taivasgradientit. Yksittäisessä kuvassa gradientti on yleensä hyvin lineaarinen, joten poisto voidaan tehdä AutomaticBackgroundExtractorilla. Käytin tähän PixInsightin ImageContaineria, jolla sain ajettua operaation kerralla kaikille yöflattiruuduille. ABE:n asetuksina oli Function degree: 1, Correction: Substraction, (x) Normalize ja (x) Discard background model. Puoli päivää meni tajuta, että tuo Normalize pitää tosiaan olla valittuna, jotta ABE ei muuta flatin signaalitasoa ja hajota koko prosessia :).

Edit: Tuo Function degree: 1 on siis tässä taikasana, jolloin kuvasta vähennetään siihen sovitettu lineaarinen malli, mikä puree hyvin taivasgradientteihin kuvaa muuten sotkematta.

6. Pinotaan kalibroidut yöflattiruudut ImageIntegrationilla hyvin vahvalla hylkäyksellä, jotta lopullisesta ruudusta saadaan tähdetön. Hyvän tuntuinen setti oli laittaa Median Combination ilman hylkäystä (rejection), mutta Clip high range: 0.5 -arvolla, jolloin kaikki vähänkään tähdiltä näyttävä saa automaattisesti kenkää, ja mediaani hoitaa loput. Lopputuloksena saadaan kohinainen jäännösflatti, johon on tallentunut kalvoflatilla kalibroidun kuvan ja yötaivaan taustan erot.

7. Jäännösflateissa tuskin on kovin teräviä yksityiskohtia, joten muodostetaan kohinaisesta jäännösflatista kohinaton sovittamalla siihen sopiva malli. Tämä onnistui ABE:lla, käytin parametreja Function Degree: 30, Correction: Division ja ( ) Discard background model. Kohinaisen jäännösflattikuvan pitäisi nyt kalibroitua tasaiseksi. Jos näin ei käy niin ABE:n parametrit voivat vaatia tuunaamista (Global Rejectionin asetuksia suuremmaksi tms) jotta ABE huomioi koko kuva-alan kunnolla. Lopputuloksena ABE_background -kuvassa on lopullinen jäännösflatti joka skaalataan vielä takaisin alkuperäiseen kuvakokoon Resample-työkalulla (400% suurennus) ja laitetaan talteen. Toistetaan sama kaikille filttereille.

8. Lopuksi yhdistetään paneeliflattimasterit ja jäännösflatit ("residual") lopulliseksi flattimasteriksi. Tämä onnistui PixelMathilla käyttäen kaavaa panelflatmaster*residual/max(residual).

9. Kalibroidaan kohteen ruudut normaalisti uutta täydennettyä masterflattia käyttäen. Pinoamisen päätteeksi vähennetään lopullisesta pinosta lineaarinen taivasgradientti pois ABE:lla (Function degree: 1, Correction: Substraction), ja lopputuloksen pitäisi olla hyvin tasainen.

Huh!

Omalla systeemillä jäännösflatti näytti venytettynä seuraavalta (min=13018, max=13365), eli muutaman prosentin eroista puhutaan. Kalibroitujen kuvien lopputulos parani huimasti, joskaan ihan täydelliseen ei vielä päästy. Nyt muutama viikko myöhemmin löysin myös todennäköisen syyn flattiongelmiin, eli jalustan parkkiasento osoitti vähän huonosti seinällä olevaan paneeliin. Tuunasin hieman asentoa, pitää seurata miten systeemi käyttäytyy jos vaikka saisi vielä kelejä ennen kesätaukoa.


Timpe

Hyvä bongaus Samulilta, pitääkin omaksua tuon tiedot paremmalla ajalla. Ja kiitos Jarille, kun viitsit kirjoittaa jutun tänne foorumillekin!  :cool:
- Timo Inkinen

J-P

Hei,

Tosi mielenkiintoinen kirjoitus, kiitos! Olen paininut juuri mainitsemiesi ongelmien kanssa. Ratkaisuna olen käyttänyt iltataiva flatteja mutta sekään ei ole ollut täydellinen ratkaisu. Löytyykö tästä tekniikasta jotain muuta artikkelia tai tutkimusta?

J-P

vehnae

Neyerin esitys viittaa Rudick et.al. tutkimukseen Optical Colors of Intracluster Light in the Virgo Cluster Core, jossa menetelmää on käsitelty "2. Observations and data reduction" otsikon alla. Paperista löytyy myös aiheeseen lisää lähdeviitteitä, mutta en nyt tähän hätään lähtenyt perkaamaan niitä tarkemmin.

Tuossa paperissa homma viedään aika pitkälle, flattiruutuja on valotettu varsinaisten valotusten seassa yhtä kauan kuin itse kohdettakin. Suomen keleissä joutunee tällaisesta vähän oikomaan :azn:.