Procedure di rimozione del gradiente per cielo profondo. (metodo locale)

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1 Procedure di rimozione del gradiente per cielo profondo (metodo locale) Luna piena, inquinamento luminoso, vignettatura nel sistema ottico, possono causare grandi variazioni nello sfondo dell immagine. Iris può usare una regolazione polinomica classica del gradiente (fino al 5 grado).viene effettuata una ricerca intelligente delle zone dello sfondo; è anche possibile usare una maschera di selezione per identificare solo parti pertinenti dell immagine (all infuori di stelle,nebulose,galassie,ecc). L immagine artificiale creata contiene solo lo sfondo uniforme. Quest immagine viene sottratta all immagine di partenza e il gradiente rimosso. La regolazione polinomica è molto efficace,ma in alcuni casi il metodo non funziona, p. es. quando le variazioni nel cielo sono violente e di grande ampiezza. Per queste situazioni Iris v.5.41 introduce un metodo nuovo usando una funzione di stima locale del fondo cielo. E necessaria una maschera per identificare oggetti luminosi e grandi nebulose perché non è facile per il software individuare aree che contengano solo il fondo cielo. Il nuovo comando per uniformare il fondo è SUBSKY3 : SUBSKY3 [SIZE] [MASK NAME] La funzione è accessibile anche dal menu Processing col comando Remove gradient (local estimator)

2 La sintassi è semplice.si dovrebbero fornire 2 parametri. Il primo è la dimensione dell area locale per il calcolo del fondo. E necessario scegliere una dimensione maggiore di quella degli oggetti presenti nell immagine. P.es.,se la dimensione tipica di una galassia è di 60 pixels, sceglierai un area di circa 100 pixels. Il secondo parametro è il nome della maschera per la scelta delle aree del fondo. P.es. l immagine successiva è la somma di 7 pose ciascuna di 2 minuti con una Canon EOS350D (filtro Baader),con un obbiettivo Canon da 50mm f1/2 fermato a f1/8. Le luci di Tolosa illuminano l orizzonte danneggiando notevolmente l immagine. La costellazione di Orione non era molto alta in cielo al momento dell osservazione. E stato applicato il preprocessing delle immagini RAW (offset,dark,flatfield),ma il gradiente è sempre notevole. Prima di tutto crea la maschera per isolare gli oggetti luminosi :usa il comando BIN_DOWN,cominciando dall immagine da elaborare in memoria

3 >BIN_DOWN 3800 Il risultato è un immagine binarizzata in cui tutte le intensità iniziali inferiori a 3800 sono poste a 0 ed altri valori prendono il livello 256. Ecco una maschera soddisfacente, in cui gli oggetti reali sono isolati correttamente: Ora prova >BIN_DOWN 3500

4 Le aree mascherate (in nero) assumono troppo rilievo. In particolare il fondo cielo non è definito nella parte inferiore dell immagine.la maschera non va bene. Salva una maschera valida nella working directory: >SAVE MASK Per ottenere una maschera che selezioni tutti i pixels dell immagine lancia il comando >FILL 256 Ricarica in memoria l immagine da elaborare e poi : >SUBSKY3 180 MASK oppure dalla finestra di dialogo :

5 Ricorda,il primo parametro è la dimensione caratteristica degli oggetti più grandi nell immagine. Sono necessarie prove successive per selezionare un valore che non crei artefatti intorno a oggetti grandi e luminosi. Se appare un problema,aumenta la dimensione dell area di calcolo. Dimensione:un quadrato da 50 pixels Nota gli effetti orlo intorno alla nebulosa di Orione ( localmente l immagine è più scura del fondo cielo). La qualità estetica e fotometrica è scadente. Zona di calcolo :un quadrato da 180 pixels. Artefatti scomparsi. Immagine successiva risultato dell elaborazione. L eliminazione del gradiente rivela oggetti deboli nell immagine e si ottiene simultaneamente il bilanciamento del bianco.

6 L unica altra elaborazione eseguita qui è in lieve stretching del gamma (vedi comando Gamma adjustement nel menu View).Il miglioramento rispetto all immagine di partenza è considerevole Un effetto collaterale dell algoritmo usato è un bordo nero intorno all immagine elaborata (l ampiezza del bordo è quasi uguale alla dimensione dell area di calcolo diviso 2).Usa comandi come WINDOW, WIN, per ritagliare l immagine. Un altro esempio, da immagini prese con un obiettivo da 50mm (regione del doppio ammasso del Perseo)

7 Immagine iniziale Maschera adottata Dopo la rimozione del gradiente Il metodo d adattamento polinomico non è molto efficace qui per la densità delle stelle, troppo alta per trovare il livello corretto di fondo.

8 Conversione Colore / B&N Per convertire un immagine a colori (48 bit) in una in scala di grigi (16 bit) lancia il comando 48-bits to 16-bits del menu Digital photo. IRIS esegue la somma dei pixel R, G e B per ogni pixel dell immagine. Se dopo la somma, l immagine appare bianca, niente panico, aggiusta i valori di soglia della visualizzazione Per un risultato definitivo preservando il rapporto segnale-rumore degli oggetti deboli, lancia il comando Black and white del menu Digital photo. Prima della somma dei livelli R, G e B IRIS applica ad ogni livello un distinto coefficiente moltiplicativo per minimizzare il rumore nell immagine monocromatica finale. Prima di eseguire il comando Black and white, devi definire con il mouse una parte dell immagine (generalmente il fondo cielo senza troppe stelle) in cui IRIS calcola il rumore : Qui, il livello rosso è stato moltiplicato per 0.5, il livello verde per 1.0, il livello blu per La nebulosa, che emette nel rosso, è meno visibile, ma il rumore nel fondo cielo è leggermente ridotto, il che è significativo se lo scopo è di rivelare oggetti deboli. Confronto tra i i comandi 49-bits to 16-bits e Black and white:

9 Comando 48-bits to 16-bits Comando B/W Per convertire un immagine standard in scala di grigi a 16 bit in un immagine a 48 bit, lancia il comando 16-bits to 48-bits dal menu Digital photo. I livelli R, G e B sono la copia dell immagine B&W iniziale.

10 Carica e visualizza un immagine RAW DSLR Primo metodo Ricorda di selezionare il formato PIC (finestra Settings del menu File) Apri la finestra Digital camera settings Scegli il modello di DSLR : Carica in memoria l immagine RAW :

11 Trasforma l immagine CFA RAW in memoria in un immagine a veri colori : Il risultato (dimensioni ridotte) :

12 Il verde dominante è normale. Motivo principale :il numero dei pixel verdi è doppio di quelli rossi e blu. Regola il bilanciamento del bianco. Scegli col mouse un area dell immagine normalmente bianca : e lancia il comando WHITE dalla console. Iris regola l equilibrio del bianco nella zona scelta. Qui il canale rosso è moltiplicato per 1.678,quello verde per (non modificato),quello blu per (valori tipici per la Canon EOS 5D). Risultato :

13 Secondo metodo (veloce!) Attiva l opzione bilanciamento automatico della finestra dei settings della camera : Digita il coefficiente RGB corretto della tua DSLR Ora carica un immagine RAW nel modo normale :finestra Open del menu File L immagine RAW è caricata,quella CFA sviluppata automaticamente e viene regolato il bilanciamento del bianco.

14 Nota : per immagini astronomiche scegli la modalità Linear interpolation per la decodifica RAW in immagine a colori (meno artefatti intorno a immagini puntiformi.) Dividi un immagine CFA La procedura per dividere un immagine CFA è un importante algoritmo interno di IRIS usato per processare immagini CFA (immagini RAW acquisite con le camere DSLR). Questa procedura si realizza attraverso il comando da console SPLIT_CFA. Ricorda: questa funzione riguarda solo immagini RAW di camere digitali (con una matrice di Bayer). Il comando divide la struttura CFA in quattro distinti file (uno per ogni colore/posizione nella matrice periodica di Bayer). Un immagine contiene l intensità dei pixel rossi, due immagini contengono l intensità dei pixel verdi, e un immagine contiene l intensità dei pixel blu. Queste quattro immagini possono essere processate individualmente, quindi ricombinate in una nuova singola immagine CFA con il comando MERGE_CFA. La sintassi è: SPLIT_CFA [C1] [C2] [C3] [C4] MERGE_CFA [C1] [C2] [C3] [C4] Per esempio : >LOAD RAW >SPLIT_CFA S1 S2 S3 S4 >LOAD S1 >LOAD S2 >LOAD S3 >LOAD S4 >MERGE_CFA S1 S2 S3 S4

15 Crop di una tipica immagine CFA (Canon EOS 350D): Nota la tipica struttura della matrice di Bayer

16 Risultato della divisione della struttura CFA. La dimensione dell immagine è stata ridotta di un fattore due dopo il comando SPLIT_CFA (a causa della periodicità 2x2 della matrice di Bayer). Da sinistra a destra e dall alto in basso, componente verde 1, componente blu, componente rossa, componente verde 2. L immagine a veri colori (ridotta di un fattore 2 chiarezza) In alcune circostanze, le componenti CFA separate possono essere usate come immagini in scala di grigi. Un altro strumento utile circa le immagini CFA è il comando EQUALIZE_CFA (o GREY_FLAT). La funzione equalizza l intensità mediana dei livelli RGB in un immagine CFA.

17 Sinistra, tipico flat-field CFA prima dell equalizzazione RGB dei pixel. Destra, la stessa immagine dopo l equalizzazione. Il livello mediano del tripletto RGB dei pixel è ora identico.