Projekty         Přístroje         Zpět         Pozorování         Odkazy

&
Astrodvorek - Jan Kroupa

 

 

>>>


Oprava rozmazaných fotografií  II.

 


V předchozím článku jsem tu psal o programu Image Analyzer , který umožňuje vylepšení neostrých nebo rozmazaných snímků. Protože občas nefungoval tak jak jsem si představoval, podíval jsem se na používané metody a programy ještě jednou.

Astronomické fotografie často nejsou z různých důvodů dokonalé, ale obsahují určitou "deformaci", např. vlivem průchodu světla atmosférou, popř. (u mě) nepřesným zaostřením nebo pohybovým rozmazáním kvůli špatné pointaci.
Astrofotografie jsou ale také naštěstí vhodným objektem pro uplatnění dekonvoluce (neboli zrekonstruování nedeformovaného obrazu); zpravidla totiž obsahují hvězdy, tedy cosi, co by se teoreticky mělo na snímku zobrazit jako bod.
Porovnání obrazu hvězdy na snímku s ideálním bodem umožňuje určit tzv. PSF (point spread function, t.j. něco jako "funkce rozmazání bodu") daného snímku, s jejíž pomocí lze už obraz opravit.

 Existuje několik metod dekonvoluce obrazu na základě PSF. V astronomii se nejčastěji používá algoritmus Lucy-Richardson a metoda maximální entropie. Algoritmus není úplně jednoduchý a ani rychlý:  v průběhu dekonvoluce se při každé iteraci provádí velké množství numerických operací, včetně několika Fourierových transformací a to chvíli trvá. Experti si s tím můžou hrát třeba v MATLABu, pro laiky vedle komerčních nástrojů (např. CCDSharp od výrobce CCD kamer SBIG) existuje naštěstí i několik dostupných freewarových programů pro zpracování CCD snímků, které mají dekonvoluci zabudovanou. Zde alespoň o dvou z nich, podrobnější popis najdete (po kliknutí na název) na příslušných stránkách:

Jednodušší z nich je program CADET, určený pro kalibraci a dekonvoluci CCD obrázků, obsahuje ovšem i řadu dalších editačních funkcí. Pracuje s formáty FITS, JPEG a BMP. Práce s ním je jednoduchá: už po krátkém seznámení poskytuje uspokojivé výsledky.

IRIS je velmi komplexní program pro zpracování (zejména CCD) astrofotografií. Pracuje s mnoha grafickými a fotografickými formáty. Má skutečně spousty funkcí (včetně třeba registrace a sčítaní snímků), často ovšem přístupných jen pomocí specifických instrukcí v příkazovém okně;  ovládání je proto o dost složitější a pro využití všech možností by bylo třeba se s tím chvíli učit pracovat.

 

________________TEST___________________

Pro rychlý test jsem použil kousek širokoúhlého záběru Orionu (1. snímek, stejný na všech řádcích) a nasimuloval jsem snímek rozmazaný a špatně pointovaný (zde 2. a 3. obrázek):

                     

CADET  ani v jednom případě problém neměl, viz následující ilustrace (opravené snímky jsou pod výchozími rozmazanými):

                      

IRIS zapracoval s RL algoritmem takto:

                     

Je zřejmé, že v případě (gaussovsky) rozmazaných (a např. špatně zaostřených) snímků ani jeden program (stejně jako výše zmíněný Image Analyzer) problém nemá, určité rozdíly jsou jen důsledkem konkrétního nastavení parametrů. V případě špatné pointace jsou rozdíly větší, např. v IRISu byl problém s jakýmsi rozjížděním barev (viz poslední snímek). S č.b. verzí ovšem problém neměl; možná jsem ale ještě něco dělal špatně, zatím jsem s tím pracoval jen krátce. Image Analyzer zase dobře nefunguje, když rozmazání není spojité a jen v jednom směru, ten navíc musí mířit vodorovně nebo svisle (jinak je nutné natočení snímku). CADET fungoval dobře.

Zdá se, že CADET by mi mohl pro samotné hraní s rozmazanými snímky už stačit; pracuje uspokojivě a obsluha je jednoduchá. Jediný případ, kdy měl zatím problémy, byl kupodivu demonstrační snímek z návodu k programu IRIS, s výrazně přepálenými hvězdami. Teprve po mírném rozostření obrázku se CADET chytil, ale výsledek byl poté prakticky stejný jako v IRISu, který obrázek zpracoval tak jak byl.
IRIS je ovšem značně komplexnější program a některé jeho možnosti by se někdy hodit mohly; chtělo by to ale naučit se s ním pracovat..

________________TEST 2___________________

Na astronomickém fóru se k uvedené možnosti oprav snímků vyjádřil respektovaný amatérský astrofotograf Martin Myslivec : "Není nad dobře pointovaný snímek, že ? Přeci jen nějaké ošklivé artefakty tam zůstanou. Navíc si zkus, co to udělá kolem hvězd, když jsou v mlhovině.  Myslím, že tudy cesta nevede. Tedy kromě aplikace v úrovni malých doostření a podobně." Nad dobře pointovaný snímek jistě není, přesto jsem se rozhodl to pro takový případ vyzkoušet. Ze stránek M.M. jsem si půjčil jeho historický snímek mlhoviny Severní Amerika, s rotací pole v důsledku nepřesného nastavení polární osy (hvězdy jsou rozostřeny nerovnoměrně, porovnejte levou a pravou stranu horního snímku). To není pro dekonvoluci ten nejsnadnější případ (zvláště u obrázku s malým rozlišením), nicméně program CADET s tím po určitém hraní přeci jen něco udělal. Můžete sami porovnat původní obrázek s upravenou verzí pod ní.

3.6.04

Projekty         Přístroje         Zpět         Pozorování         Odkazy



e-mail: jankr@seznam.cz