Fourier-suodatus

[tomipa]

En löytänyt hakemalla aihetta käsittelevää säiettä.

Astrokuvissa on yleensä ylimääräistä taustavaloa mukana. Tein seuraavan suodattimen:

• Kuvasta otetaan vuoronperään Red, Green ja Blue-kuva käsittelyyn: I = K(:,:,1);
• Osavärikuvasta muodostetaan kuvavektori asettamalla sarakkeet perätysten: I = I(:);
• Kuvavektorista lasketaan Fourier-muunnos: I = fft(I);
• Fourier-muunnoksen DC-taso asetetaan nollaksi: I(1) = 0;
• Suodatettu kuva muodostetaan käänteisellä Fourier-muunnoksella: I = ifft(I);
• Osavärikuvat pinotaan takaisin RGB-kuvaksi: K(:,:,1) = I;

Tämän jälkeen valotukset voidaan pinota sopivassa ohjelmassa. Alla on esimerkkinä yksittäisen kuvan Fourier-suodatus. Kuva on lainattu sivulta https://www.astropix.com/html/i_astrop/practice_files.html (M42 - Emission and Reflection Nebulae, 8 x 8-minute light frames (182 mb)
). Voit näin kokeilla suodatusta itse. Suodatus siis poistaa vakiotaustan, mutta ei vaikuta juurikaan tähtimäisiin tai sumumaisiin kohteisiin.

[vehnae]

Hyvin päätelty tämäntyyppisen operaation tarpeesta. Taustan neutralointi on aivan oleellinen osa tähtikuvan käsittelyä, jotta kohteiden hennot värit saadaan kaivettua esiin oranssin valosaasteen alta. Fourier-muunnos on työkaluna tähän tarkoitukseen aikamoinen tykki, käytännössähän kuvaamasi operaatio vähentää kuvasta pois sen kaikkien pikseleiden keskiarvon. Operaation voi myös tehdä ihan hyvin pinoamisen jälkeen.

Jatkokehitysajatuksina taustataivasta ei kannata asettaa täysin nollaksi, sillä tällöin kuvasta leikkaantuu iso osa täysin mustaksi. Taustasta kannattaa vähentää vain RGB-kanavien erotus siten että taustasta saadaan neutraalin harmaa, jonka jälkeen kontrasti voidaan säätää käsin sopivaksi ilman että tausta leikkaa mustaan. Lisäksi taustataivaan värin arvioinnissa ei kannata käyttää keskiarvoon kaikkia kuvan pikseleitä, vaan ainoastaan sellaisia jotka edustavat taustataivasta. Muuten kohteen ja tähtien värit vaikuttavat lopputulokseen. Tällaisilla lisäyksillä käsissä onkin sitten jo esim. kaupallisen PixInsightin BackgroundNeutralization-työkalua täysin vastaava toiminto.

[Lauri Kangas]

Niinkuin sanottu niin Fourier-tason nollataajuuden poistaminen tekee tosiaan tuon vakioarvon vähentämisen. Fourier-muunnoksella on myös vielä paljon hyödyllisempiä sovelluksia silloin kun suodatetaan pois korkeampia taajuuksia. Ihan erityisen hyvä esimerkki on vanhat webbikamerat jotka tekevät hyvin vakiotaajuista häiriöraitaa kuviin, näitä tuli itsekin poistettua planeettakuvista reilu vuosikymmen sitten Iriksellä.

http://www.astrosurf.com/buil/iris/tutorial8/doc23_us.htm

Ks. kohta periodic noise pattern removal.

[tomipa]

Hyvää keskustelua.

Jatkokehitysajatuksina taustataivasta ei kannata asettaa täysin nollaksi, sillä tällöin kuvasta leikkaantuu iso osa täysin mustaksi.

Itse tekisinkin taustan poistamisen toisella tapaa. Sen sijaan, että asetetaan Fourier-muunnoksen nollataajuus nollaksi, se voidaan asettaa arvoon I(1) = 0; ja I(1) = sqrt(sum(I.*conj(I)));

Siis tausta korvataan muiden taajuuksien tehollisarvolla. Toisella tapaa ilmaistuna suodatuksella esimerkiksi funktiosta y = 4 + sin(x)^2 tulee pelkkä y = sin(x)^2. Tällöin kuvasta ei vähennetä keskiarvoa. Jos kuvassa on kohinaa, osa taustataivaan pikseleistä saa suodatuksessa negatiivisia arvoja. Taustan kohina pienenee ottamalla kuvasta itseisarvo. Kohteiden rakeisuuteen tällä ei ole vaikusta.

Korkeampien taajuuksien suodattimisella voidaan tosiaan poistaa raitoja ja toistuvia artifakteja.