Телескопы покупают здесь


A A A A Автор Тема: Статьи по обработке астрофотографий  (Прочитано 7123 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Всем привет!
Каждый, кто снимал объекты глубокого космоса сталкивался с необходимостью сортировки исходных данных. В этой небольшой статье я решил поделиться своим опытом.
Отбрасывая кадры с жирными или кривыми звездами, мы теряем драгоценный материал. Эта статья о том, как этого избежать.
Но все по по порядку
 
Сортирую файлы я в PixInsight. Использую два инструмента: Blink и SubframeSelector.
Оба инструмента описаны в книге Inside PixInsight, перевод которой сделал Дмитрий Маколкин. См. тут: Перевод книги по Pixinsight
Инструмент Blink позволяет быстро оценить качество изображений сравнивая их между собой, перелистывая вручную или в автоматическом режиме.
Я просматриваю файлы дважды. Один раз в мелком масштабе, чтобы кадр помещался целиком в окне просмотра. Второй раз в масштабе 1:1 или 2:1, чтобы рассмотреть детали.
Рис.1. Скрипт Blink

Процесс SubframeSelector –мощный инструмент, возможности которого выходят за рамки визуальной оценки, которую дает нам процесс Blink. SubframeSelector анализирует файлы и выводит статистику по ним в табличном и графическом виде. Анализируются такие показатели как FWHM, шум, кривизна звезд и ряд других.
Рис.2. Процесс SubframeSelector

Просматривая данные о изображениях, нежелательные кадры можно удалять вручную, или самостоятельно создать формулу, по которой программа будет либо одобрять, либо отклонять файлы.
Модуль позволяет также присваивать вес каждому из кадров на основании формулы, созданной пользователь. Впоследствии это вес можно учитывать при сложении кадров.
Во вложении можно найти файл от David Ault для расчета веса субфреймов.
В формуле Давид использует 3 основные показателя – FWHM,  Eccentricity(характеризует кривизну звезд) и отношение сигнал/шум.
Т.о. кадры с самыми маленькими круглыми звездам и высоким отношением сигнал/шум, будут давать наибольший вклад в итоговую сумму.
Но правильно ли это? А точнее, можно ли использовать один критерий для всего кадра?
Для звезд и ярких участков туманностей – важнейшим критерием является резкость и форма звезд (FWHM,  Eccentricity), а для периферии и фона  - отношение Сигнал/Шум.

Я избрал для себя следующий путь. Делаю две суммы. В одной сумме присутствуют все кадры (кадры с явным браком не рассматриваются), во второй – только лучшие по критерию FWHM и Eccentricity.
Далее я комбинирую суммы по маске звезд и маске яркости. Для звезд и ярких участков объектов в дело идет сумма лучших, а для остального пространства сумма всех кадров.
Для этого в Фотошопе я создаю маску звезд и маску диапазона, а потом комбинирую их с использованием способа наложения Lighten. Пример такой маски приведен ниже. Маска открывает звезды и яркие части туманности.
Рис.3.  Комбинированная маска звезд и диапазона

Перед комбинированием сумм желательно привести их в полное соответствие при помощи инструмента LocalNormalization. Я выбрал в качестве опоры сумму лучших кадров и применил инструмент к сумме всех.
Рис. 4. Процесс LocalNormalization


Далее я комбинирую сумму всех кадров и сумму лучших в PI используя PixelMath.
Рис. 5. Выражение PixelMath для комбинации двух изображений по маске

Итоговая сумма готова. Сравнение вариантов приведены на гифке. Можно увидеть, что сумма лучших кадров имеет более резкие звезды по отношению к сумме всех кадров, но при этом она более шумная. Комбинация сумм совмещает в себе преимущества обоих сумм.
Применение данного метода позволяет использовать в обработке практически все кадры, за исключением явного брака

Рис. 6. Анимация суммы всех кадров, суммы лучших, и композитной суммы


« Последнее редактирование: 08 Ноя 2019 [12:32:50] от Ivan Mhitarov »


Оффлайн Дмитрий Маколкин

  • *****
  • Сообщений: 14 800
  • Благодарностей: 1275
  • всяко разно
    • Skype - dmitrymakolkin
    • DeepSkyHosting: dvmak
  • Награды Призер конкурса астрофото
    • Сообщения от Дмитрий Маколкин
    • Панорамы Луны
Стас, отличное начинание! Есть смысл такие рецепты не только публиковать здесь, но и сделать для них отдельный ресурс.
Панорамы Луны в моей галерее:
http://www.makolkin.ru/Gallery/gallery.html
Мои дипы: https://deepskyhosting.com/dvmak

Онлайн Forte

  • *****
  • Сообщений: 3 436
  • Благодарностей: 1060
  • ••••• Святослав ••••• “Auriga” Observatory
  • Награды Победитель ежегодного конкурса астрофото
    • Сообщения от Forte
    • Astrobin
Да, мануал отличный! А что делать таким, как я, кто принципиально не хочет переходить с Фотошопа на Пикс? Есть ли версия без Пикса?
https://www.astrobin.com/users/Forte/
Телеграм-канал обсерватории:
https://t.me/auriga_observatory
(кликните для показа/скрытия)

Оффлайн onwlad

  • *****
  • Сообщений: 2 347
  • Благодарностей: 924
  • Награды Победитель ежегодного конкурса астрофото
    • Сообщения от onwlad
Спасибо, Стас!
Отличный лайфхак  :)


Есть ли версия без Пикса?

Нужна программа, которая поддерживает написание мат.выражений в ПиксельМатч. 
Влад Оноприенко.
http://www.astrobin.com/users/onwlad/
325 мм Ньютон 1:4, 9" МК Cантел, QHY-268m, EQ8 SynScan.

Время, проведенное со звездами, в зачОт жизни не идет!

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Решил перенести сюда описание методики удаления бубликов
Спасибо Вадиму Казаченко за прекрасную фотографию и согласие опубликовать в этой теме разбор. Разбор касается удаления бубликов, которые особенно заметны на синих звездах на фоне красной водородной туманности. Сразу хочу сказать, что бублики можно отнести к техническим артефактам обработки, они ни в коем случае не принижают художественной ценности работы и труда автора по созданию этой астрономической фотографии.
Итак, несмотря на то, что бублики хорошо заметны именно на синих звездах, проблема как раз в красном канале. Она хорошо видна на сечении, сделанным Константином Фирсовым (Reactor)
Мы видим просадку в красном канале вокруг звезд. Очевидно, что звезда не может уменьшать яркость туманности вокруг себя, поэтому мы имеем дело с артефактом, который нуждается в удалении.

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Методика удаления бубликов в фотошопе следующая:
1. Копируем слой с исходным изображением.
2. На новом слое во вкладке “channels” скрываем все каналы кроме красного. Делаем красный канал активным
3. Применяем к красному каналу фильтр Gaussian Blur с радиусом 4-10 пикселей. Я использовал радиус в 6 пикселей. Тут нужен эксперимент. При подборе я рекомендую начать со значения, в 3 раза превышающего толщину типичного бублика.
4. Меняем способ наложения слоя на “Lighten” Все бубликов нет.
5. Ограничиваем действие нашего верхнего слоя маской звезд, чтобы защитить туманность. Маска звезд должна быть достаточно жирная, чтобы покрывать звезды вместе с бубликами. Для создания маски был использован синий канал.
Готово!

Теперь как это работает.
Режим наложения “Lighten” работает следующим образом: если пиксель верхнего слоя ярче, чем пиксель нижнего слоя, то в итоговое изображение идет значение пикселя из верхнего слоя. Если наоборот, то нижнего. Иными словами, из двух слоев попиксельно выбирается наиболее яркий.
После размазывания по Gaussian Blur на верхнем слое бублики затерлись. Благодаря наложению по “Lighten” темные бублики на нижнем слое заменяются размазанным изображением с верхнего слоя.
Фотошоповский файл по ссылке


Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Анимация до и после

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Пару практических советов.
Маска звезд должна покрывать не только звезды, но и бублики, чтобы понять, что маска сделана корректно, просто отключите и включите ее (правой кнопка мыши Enable Layer Mask / Disable Layer Mask) Если изменений не будет, значит маска покрывает бублики. Слишком сильно расширять маску звезд нельзя, пострадает туманность.
Подобрать оптимальную степень размытия фильтром Gaussian Blur можно просто создав несколько слоев с разным радиусом размытия, к примеру 3, 5, 8, 14 пикселей. Далее для каждого из этих слоев меняем способ наложения на Lighten. По очереди  делаем видимым один из слоев и смотрим, на каком достигается оптимальный результат. Когда требуемый слой выбран, остальные удаляем

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #8 : 27 Окт 2019 [15:46:12] »
Коррекция потянутых звезд

Делюсь простым способом исправить потянутость звезд по углам:

1. Загружаем изображение в PhotoShop.
2. Дублируем слой.
3. На верхнем слое меняем способ наложения на Darken (рис. 1).
Рис. 1. Наложение по Darken

4. Заходим в Edit/Transform/Warp. Устанавливаем масштаб 200-400% (рис. 2).  И начинаем деформировать углы в направлении потянутости  звезд таща за углы мышкой. Форма звезд исправляется.
Рис. 2. Деформация Warp по всему полю

5. При необходимости выделяем отдельный угол и применяем warp только к этой области более точно корректируя проблемный угол (Рис. 3). Трансформацию можно проводить многократно на одном слое в разных его частях или в одной и той же части, пока не будет достигнут требуемый эффект.
Рис.3. Warp для части кадра

6. Создаем маску звезд и накладываем ёё на верхний слой.
Рис. 4. Финальный стек слоев

В чем идея метода?  Режим наложения Darken отображает наименьшее значение текущего и нижележащего слоев. Если слои сдвинуть относительно друг друга, то звезда в результате наложения уменьшится до области, в которой звезда присутствует на обоих слоях (Рис. 5).
Рис. 5. Схема наложения Darken
Вы можете попробовать деформировать слой warp в psd-файле и посмотреть, как меняется форма звезд.
Для деформации можно использовать любой другой инструмент


Psd файл
Анимация до/после во вложении

Изображение предоставлено mr.zorg

Оффлайн fox7812

  • ***
  • Сообщений: 225
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от fox7812
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #9 : 27 Окт 2019 [17:53:42] »
Интересно. Подскажите, а как вы сделали такую маску звезд?

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #10 : 27 Окт 2019 [18:52:53] »
Интересно. Подскажите, а как вы сделали такую маску звезд?
1. Обесцвечиваем изображение Image/ Adjustments /Desaturate
2. Дублируем слой
3. На верхнем слое применяем фильр Dust & Scratches с радиусом около 10-20 пикселей. Это фильтр сделан для удаление пыли и царапин для сканированных фотографий. Но он прекрасно удаляет звезды. Получаем изображение без звезд. При подборе параметров нужно искать компромисс, чтобы звезды удалялись, а фон не слишком размазывался. Помогает работа с параметром Threshold
4. Меняем способ наложения верхнего слоя без звезд на Subtrct. Верхний слой вычитается из нижнего. В результате получаем одни звезды
5. Собираем слои в новый композитный слой Ctrl+Alt+Shift+E
6. На композитном слое обрабатываем уровнями, чтобы отсечь шум от звезд
7. Расширяем маску фильтром Maximum с радиусом 1-2 pix
8. Размазываем маску фильтром Gaussian Blur с радиусом 1 pix
9. Финально рихтуем уровнями 

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #11 : 27 Окт 2019 [19:12:24] »
Альтернативный метод создания масок основанный на применении фильра High Pass, изложен тут M31 - Детальный разбор

Оффлайн fox7812

  • ***
  • Сообщений: 225
  • Благодарностей: 11
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от fox7812
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #12 : 27 Окт 2019 [21:37:09] »
Спасибо, все понятно.

Оффлайн Алексей Исаков

  • *****
  • Сообщений: 2 982
  • Благодарностей: 272
  • "Я знаю, что ничего не знаю"
    • Сообщения от Алексей Исаков
Стас, отличное начинание! Есть смысл такие рецепты не только публиковать здесь, но и сделать для них отдельный ресурс.

Подпишусь! +1

Бескорыстно делиться секретами мастерства - это очень хорошо!

Тема по  делу, без лишней информации.

Пробуй. Понравилось - отлично. Не согласен - проходи мимо!

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #14 : 07 Ноя 2019 [20:16:14] »
Снова возвращаюсь к построению маски звезд.  На этот раз сделаю акцент на построении раздельной маски для звезд разного размера, а также в деталях рассмотрю этапы создания обыкновенной маски звезд, которые были кратко ранее в теме.
Хотя есть общие рекомендации относительно обработки звезд, применение различных методов обработки к звездам разного размера, дает наилучший эстетический эффект. К примеру:
Более крупные звезды следует давить более интенсивно, чем более слабые, а для самых маленьких поднять контраст.
Усиление цвета для слабых звезд разумно сделать с большей интенсивностью, чем для крупных звезд.
Еще один важный аспект построения маски — это размер «кружков» и сглаживание их границ. Сделать это одинаково хорошо сразу для звезд всех размеров невозможно.

Рассмотрим алгоритм на примере отражающей туманности NGC5367 в созвездии Центавра окруженной облаком пыли. Начинаем с загрузки нелинейного изображения в Photoshop. Нелинейное изображение пылевой туманности NGC5367 я создал в PixInsight  путем применения автоматической  STF (Рис 1).
Рис 1.

Дублируем слой Background и применяем к нему фильтр Dust & Scratchers
Параметры фильтра представлены на Рис. 2. Параметр Radius будет определять радиус звезд, который попадет в маску. Параметр Threshold нужно подгонять таким образом, чтобы звезды исчезали, а шум на фоне не сглаживался. Наилучший результат достигается, когда остаются небольшие следы от звезд. В результате мы получаем на слое Background изображение без звезд
Рис. 2.

Чтобы получить изображение, содержащее только звезды, вам нужно вычесть слой без звезд из исходного изображения. Для этого измените способ наложения верхнего слоя на Subtract (Рис.3).
Соберите слои в новый слой, назовите его Stars. Слой Background copy теперь можно удалить (Рис.4).
Рис. 3.
Рис. 4.

Чтобы построить маску звезд на основании слоя со звездами, применим к нему уровни, как показано на рис.5.
Рис. 5.

Отключая и включая слой Stars сравниваете его с исходным изображением, определите какие пиксели на Слое Stars относятся к звездам, а какие к шуму. Итерационно двигайте левый ползунок уровней направо, пока все белые пиксели на слое не будут соответствовать только звездам. Теперь нужно убрать полутона с маски. Используйте для этой цели инструмент Image >Adjustments > Threshold. Используйте значение, близкое к нулю (Рис.6). Ваша  первичная маска звезд готова. Переименуйте слой Stars в StarMask
Рис. 6.

Как видно из рис. 4, маска не затронула звезды на фоне туманности. Это легко исправить. Загрузите в Photoshop изображение с менее агрессивным растяжением гистограммы (рис. 7).
Рис. 7.

Повторите операции, описанные выше. Создайте новую маску звезд и объедините ее с ранее созданной. Маска, рассчитанная на выделение звезд на фоне туманности, как правило получается более шумной, и плохо работает на фоне. Выделите при помощи Лоссо область маски над туманностью и наложите ее в режиме Lighten на слой с уже созданной маской (Рис. 8 ). 
Рис. 8.

Если вы работаете с туманностью сложной формы, можно использовать маску яркости для объединения масок. Объедините маски на один слой. Назовите его, скажем, General StarMask. Обратите внимание, что для последующих операций маска должна бить лишенной полутонов - бинарной
Вы подошли к самому интересному. Разделению маски по размеру звезд. Проделать этот трюк можно применив последовательно фильтр Minimum и Maximum с одним и тем же радиусом. Фильтр Minimum уменьшит звезды на маске, а фильтр Maximum увеличит их до прежнего размера. Вот только звезды, радиус которых меньше радиуса фильтра Minimum исчезнут, и фильтру Maximum нечего будет восстанавливать.
Отделите на первом этапе звезды с радиусом меньше 3 пикселей. Дублируйте слой General StarMask, примените к нему поочередно фильтр Minimum и Maximum с радиусом 3 пикселя. К результату примените инструмент Threshold с величиной порога 170. Не забывайте время от времени блинковать ваши маски с исходным слоем. Так вы лучше будите понимать, что происходит.
Теперь на слое General StarMask copy у вас маска с удаленными звездами, радиусом меньше 3 пискселей. Анимация на рис. 9 (во вложении) показывает сравнение слоя, сожержащего общую маску звезд и слоя, содержащего только звезды крупнее 3-х пикселей по радиусу. Переименуйте слой General StarMask copy в StarMask>3px
« Последнее редактирование: 08 Ноя 2019 [12:47:36] от StasV »

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #15 : 07 Ноя 2019 [20:23:37] »
Когда разделение сделано, необходимо со слоя, содержащего маленькие звезды удалить большие. Сделать это можно путем вычитания слоя  StarMask>3px из слоя General StarMask. Сделайте копию слоя StarMask>3px, чтобы избежать краевых эффектов примените к нему фильтр Maximum  с радиусом 2 пикселя, поменяйте способ наложения слоя на Subtract. Вы увидите изображение, содержащие только звезды меньше 3-х пикселей. Соберите слои в новый слой, назовите его StarMask 3px. Слой  StarMask>3px copy теперь можно удалить. Если Вы все сделали, как описано выше, ваш стек слоев будет выглядеть как на рис. 10.
Рис. 10.

Подобную операцию можно проделывать  итерационно, отделяя от слоя содержащего большие звезды, звезды меньшего диаметра. Разумным можно считать разделение маски на 3-4 подмаски.
Скопируйте слой StarMask>3px, разместите его выше и проделайте описанные выше операции с радиусами фильтров Minimum и Maximum в 9 пикселей. Теперь вы отделили от слоя StarMask>3px звезды с радиусом меньше 9 пикселей. Рис 11 показывает стек слоем с разделением маски на 3 составляющие согласно размерам звезд.
Рис. 11.

Теперь вы можете обработать отдельно каждую из масок и при желании объединить их вместе.
Для примера для диаметров <3px я применил фильтр Maximum cрадиусом 1px и Gaussian Blur с радиусом в 1px. Для маски >3px <9px  Maximum cрадиусом 1px и Gaussian Blur с радиусом в 2px
Для Маски >9px - Gaussian Blur с радиусом в 4px и небольшое поднятие светов кривыми.
Полученные маски можно объединить в одну используя наложения Lighten. Для этого на слое с нижней маской установите режим наложения Normal, а на всех, расположенных выше – Lighten (Рис.12)
Рис. 12.

Финальная анимация масок разных размеров во вложении

Оффлайн Юрий Торопин

  • *****
  • Сообщений: 4 360
  • Благодарностей: 322
  • хочу в Намибию, Майданак, далее - везде :)
    • Skype - yuriy.toropin
    • Сообщения от Юрий Торопин
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #16 : 08 Ноя 2019 [10:43:49] »
Финальная анимация масок разных размеров во вложении
Отличный туториал!

Онлайн Reactor

  • *****
  • Сообщений: 1 531
  • Благодарностей: 751
  • Константин
  • Награды Победитель ежегодного конкурса астрофото
    • Сообщения от Reactor
Re: Статьи по обработке астрофотографии
« Ответ #17 : 08 Ноя 2019 [11:46:26] »
Вы подошли к самому интересному. Разделению маски по размеру звезд. Проделать этот трюк можно применив последовательно фильтр Minimum и Maximum с одним и тем же радиусом.
Стас, спасибо за отличную идею! До сих пор я создавал разнокалиберные маски, последовательно применяя Select-Modify-Contract и Select-Modify-Expand с радиусом, большим на 1. Но вариант с фильтрами максимум и минимум, пожалуй, может уменьшить количество промежуточных операций.
Так я и знал наперед, Что они красивы, эти грибы, убивающие людей. Исса.

Оффлайн smol69

  • *****
  • Сообщений: 1 251
  • Благодарностей: 478
  • Мне нравится этот форум!
    • Сообщения от smol69
Re: Статьи по обработке астрофотографий
« Ответ #18 : 08 Ноя 2019 [14:49:32] »
 Станислав, как Вы считаете, а в Пиксе эти манипуляции с масками проще или сложнее будет сделать?
WO apo132, WO GT-81, Newton 245/3.5, AZ EQ6, Paramount MYT, ZWO 290 mini , QHY600L, FSQ106
QHY533M

Оффлайн StasVАвтор темы

  • *****
  • Сообщений: 2 737
  • Благодарностей: 440
  • Награды Неоднократный победитель конкурса астрофото
    • Сообщения от StasV
Re: Статьи по обработке астрофотографий
« Ответ #19 : 08 Ноя 2019 [19:57:54] »
Станислав, как Вы считаете, а в Пиксе эти манипуляции с масками проще или сложнее будет сделать?
Саму маску проще сделать в Фотошопе. А манипуляции, пожалуй в PI
в PI Для этой цели в MophologicalTransformation предусмотрен режим Closing. Объединяет в себе сразу minimum и maximum
Размер звезд будет выбраться параметром size
« Последнее редактирование: 08 Ноя 2019 [20:10:09] от StasV »