Калибровка снимков при работе с цифрозеркалкой.

[dimitrir]

Bias.Не знаю, как это по русски, термин "смещение" применяется? Короче в моем ПТУ этому не учили.В Ирисе bias зовется offset.

Можно назвать измерением электрического нуля наверное.

Вот только мне всегда было не понятно, зачем его вычитают
Заметьте, та же Iris при изготовлении темнового кадра (для тех, кто еще ею не пользовался - имеется в виду, что программа из снятой серии темновых кадров готовит один кадр темнового тока и записывает его в своем формате) и из него вычитает offset. Т.е. если бы его не вычитать ни из исходного файла с туманностью, ни из темнового кадра, то при вычитании темнового кадра у нас автоматически уйдет и offset.

полезный_сигнал = (снимок_туманности+offset) - (темновой_кадр+offset)

Если только вычитать темный кадр, то тогда да - измерять ноль не нужно, так как и галактики ц туманностями, и темные кадры ни на что ни умножаются и не делятся.

А если делать плоские кадры - то тогда это необходимо, потому что они сначала нормализуются и потом на них делятся галактики с туманностями - если предварительно не выставить ноль на всех кадрах, то результаты будут неправильные.

[Георгий С.]

очень полезное и нужное начло. Занимаясь просто фотографией весьма немало лет, подобные процессы для меня - пока темный лес. Спасибо.

[Anton]

Попросьбе Олега, дублирую сюда объяснения, что такое RAW формат и зачем он нужен.

1) В RAW файле сохраняются ТОЛЬКО сырые отсчеты АЦП с каждого пиксела сенсора. Плюс настройки  пользователя, все эти балансы итп.
2) Просмотреть RAW кадр никакими стандартными средствами нельзя, ни на фотоаппарате ни на компе, да и смотреть там нечего.
3) Для получения ЛЮБОЙ картинки, хоть на дисплее камеры, хоть в превьюшке на компе RAW кадр преобразуется в "смотрибельный" формат следующим образом:
сначала делается дебаеризация, а потом полученная картинка прессуется по полной программе, поканально тянется гистограмма, гнутся передаточные функции, картинка шарпится итп. Так вот баланс белого как раз влияет на этот последний этап, он влияет только на конечную цветопередачу конечной картинки, но ни коим образом не влияет на то, что упало в RAW файл.
4) Для астрономических целей нас интересует ИСКЛЮЧИТЕЛЬНО результат дебаеризации без каких-либо художеств со стороны камеры или софта.

Поэтому: для съемки в RAW формате абсолютно безразлично, какой там стоит баланс белого и прочие настройки кроме ISO. Все эти настройки конечно же отработают при просмотре картинки на дисплее или тупом вьюере, но они нам нафиг не нужны! Нужно использовать DPP из кеноновской поставки или адобовский плагин для фотошопа для чтения CR2 файлов. При этом в настройках DPP или плагина ДОЛЖНЫ БЫТЬ ОТКЛЮЧЕНЫ абсолютно все коррекции изображения. Вот тогда, и только тогда будут использованы преимущества съемки в RAW формате.

Ведь смысл съемки в RAW формате  заключается в том, чтобы юзер САМОСТОЯТЕЛЬНО сделал всю ту обработку сырого изображения, которую за него обычно делает на лету камера.

[Zakoruchkin]

 Пора актуальную тему поднять 
Я в теме « Планетарные туманности» уже писал что нет счастья без качественного исходника. Как в доказательство этих слов привожу пример неудачной съёмки. 
Эту М-33 я пытался снимать при погрешности автогида( до победы над ним)  + светлеющее, блеклое небо.  В итоге набралось некоторое количество довольно невзрачных кадров, но я наделал ещё и кучу калибровочных кадров, надеясь на дальнейшую обработку. Пробовал оживить картинку в IRIS, не получилось. Продолжил в более адекватной программе Images Plus – не тут то было, тоже чудо не вышло. Больным вопросом для меня было свечение от усилителя в левом углу кадра. При определенных настройках калибровки его можно уверенно убрать, точнее превратить в чёрное. Но при этом картинка становится сильно контрастная . В случае компромисса в настройках -  свечение слегка, но напоминает о себе.
Центр галактики получился красочный, а вот с периферией увы. Чего не того нет. 
Что получилось, можно посмотреть. Напомню Никон Д70 Ньютон 350/1800 6 кадров по 2 минуте ISO 800.

[Zakoruchkin]

На выходе после калибровки получается довольно тёмненькое изображение, хотя это уже не "квадрат Малевича" который выходит после IRIS.  При складования кадров пробовал суммрование в пропорции 1,5  и это помогает. Надо только понять в как кой степени складовать.
Короче это сумма тех самых 6 кадров после Images Plus до обработки в фотошопе.
Юрий Закорючкин.

[Zakoruchkin]

 А это сырой одиночный кадр из серии, напомню что снято Никоном Д70 со снятым штатным фильтром. Но с блокирующим фильтром Baader .
 Кто что скажет, что я делаю так, а что НЕ так.   
Юрий Закорючкин.

[Олег Чекалин]

................................При складования кадров пробовал суммрование в пропорции 1,5.........................
 Юра, это что???
По моему ты все правильно делаешь. Вторая картинка, это просто экранное воспроизведение 16-битного изображения, поэтому безразлично какова у него яркость, хоть "черный квадрат"(главное, чтобы не белый). После обработки гистограммы можно установитьб яркость и контраст по вкусу.
Олег.

[Zakoruchkin]

................................При складования кадров пробовал суммрование в пропорции 1,5.........................
Юра, это что???

 
Олег,  в Images Plus при складование откалиброваных кадров в окне Combination Methods есть выбор складования. Обычно я применял Average но там есть ещё Adpptiv Add с окном изменения параметра. Как мне объяснили, это степень суммирования, и судя по действию - похоже.  То есть 2,0 это полное суммирование а 1,5 как бы не полное. После полного суммирования  сильно лезут шумы при последующей обработки.

После обработки гистограммы можно установитьб яркость и контраст по вкусу.

 
Если очень тёмный, то всё же очень контрастно получается    и проподает плавность в переходах между цветами.
Юрий Закорючкин.

[Zakoruchkin]

Скоро будет бестселлер " Последний из плёношников" - редеют ряды... Тенденция...

 
А куда деваться  прогресс не остановить. Если не перестроится, то можно превратится в" бегуна на месте" 
Если бы мне кто сказал несколько лет назад, что я буду пыхтерь у компьютора со всякими там намудрёнными прорграммами - не за что бы не поверил. В моих понятиях выглядело так: Открыл купол, нашёл галактику, отснял с часовой экспозицией, отнёс плёнку в лабороторию и получил готовый ШЕДЕВР     А что имеем - файл, пиксел, master dark , и т.п.   Вот так 
Юрий Закорючкин.

[Dimonych]

Меня в данное время охватывает ностальгия, консерватизм если хочешь... Запах эмульсии в бочкЕ

[Zakoruchkin]

 А у меня к сожалению на первом месте конечный результат. Что для этого надо то и буду стараться делать.
А плёнку проявлять я тоже любил, это же особая действо. До сих пор не выкидоваю всё оборудование для проявки и печати, не далее как в прошлом году проявлял Кодак Т-МАХ.
Юрий Закорючкин. 

[x-man]

и это все???
Больше ничего не нужно делать чтобы получить красивую картинку?
Продолжение будет?

[Олег Чекалин]

Запросто.О чем еще написать?
Кстати, что-то не видно аматеров, озабоченных калибровкой картинок. Похоже даже Юра Закорючкин, начав снимать на малошумящую камеру прекратил калиброваться.
Олег.

[Zakoruchkin]

Похоже даже Юра Закорючкин, начав снимать на малошумящую камеру прекратил калиброваться.

   
Прекратил калиброваться  НИКОГДА !!! Я пока ушёл в тину  мало материала что бы грамотно сформулироввать вопросы. А вопросов хватит  :)Олег,пока разминай пальчики, перед написанием детальных ответов А мне ведь сам знаешь "разжёвывать" всё приходится  
Юрий Закорючкин.

[x-man]

>Забыл написать, смысл этой калибровки - вычитание bias кадра из изображения.

>Если только вычитать темный кадр, то тогда да - измерять ноль не нужно, так как и галактики ц туманностями, и темные кадры ни на что ни умножаются и не делятся.

А если делать плоские кадры - то тогда это необходимо, потому что они сначала нормализуются и потом на них делятся галактики с туманностями - если предварительно не выставить ноль на всех кадрах, то результаты будут неправильные.

Вопрос такой: bias он вычитается из изображения или из плоского кадра(Flat Field)?

[Олег Чекалин]

Для приемников с большим темновым током оптимальная калибровка такова( надеюсь, что я ничего не перепутаю ):
1.Офсет вычитается из рабочего изображения.
2.Офсет вычитается из темнового кадра.
3.Вводится поправочный коэффициент для темнового кадра.
4.Темновой кадр, умноженный на коэффициент вычитается из рабочего кадра.
5.Офсет вычитается из снимков плоского поля.
6.Вводится поправочный коэффициент х для темнового кадра( офсет уже вычтен) для калибровки снимков плоского поля.
7.Темновой кадр, умноженный на коэффициент х вычитается из снимков плоского поля.
8.Производится деление рабочего изображения на плоское поле.
9.Применяется ретушь по карте дефектов сенсора.
Это процедура для одиночных калибровочных кадров. Но на практике всегда применяется усреднение множества калибровочных кадров, что уменьшает статистический разброс данных.Важно, при калибровке пользоваться правильным алгоритмом сложения калибровочных кадров.Режимов сложения "average" и "median" применяться не должно. Правильный алгоритм сложения называется Sigma clip или Standard deviation mask.
Олег.

[x-man]

Вопрос для уточнения правильно ли я все понял:
Bias снимается "один раз в жизни" и вычитается из всего чего только можно?
А зачем так много раз:1.Офсет вычитается из рабочего изображения.
                                 2.Офсет вычитается из темнового кадра.
                                 3.Вводится поправочный коэффициент для темнового кадра.
                                 4.Темновой кадр, умноженный на коэффициент вычитается из рабочего кадра.
                                 5.Офсет вычитается из снимков плоского поля.
согласно этой формуле: полезный_сигнал = (снимок_туманности+offset) - (темновой_кадр+offset)
не обязательно так много(и хуже от этого не будет)?
И еще такой вопрос: 3.Вводится поправочный коэффициент для темнового кадра.
                               4.Темновой кадр, умноженный на коэффициент вычитается из рабочего кадра.
как вводится этот коэффициент? для каждого снимка индивидуально?

[Олег Чекалин]

Офсет я снимаю постоянно, вместе с другими калибровочными кадрами, хотя честно говоря это перестраховка. Только что я сравнил три кадра офсета, два из которых были сделаны при +10С непосредственно друг за другом, а третий за полгода до этого при -5С. В результате при вычитании первых двух друг из друга среднее значение яркости пикселов на картинке равнялось 5, а при вычитании снимков с полугодовалой разницей, среднее значение равнялось 6.

Почему так много раз вычитается офсет.
Потому, что над оставшимися после вычитания полезными данными производятся математические преобразования и если бы сверху была приплюсована еще и постоянная составляющая( офсет), результат получился бы некорректным.

Формула эта некорректна, потому как в ней кто что захочет прочитать, то и прочитает. Требуется название "темновой кадр" заменить на правильное по смыслу "темновой ток".

Поправочный коэффициент для темнового кадра вводится индивидуально для каждого случая.Обычно софт делает это автоматически, но показывает значение поправки.
Олег.

[x-man]

А вот еще такой вопрос есть: Bias(Офсет) делается дома с закрытой крышкой или
тогда, когда матрица установлена на телескопе(и снимается с открытой крышкой)?

И если CCD термостабилизирована(+- 2 град.), то лишним не будет снимать офсеты
при каждом наблюдении(или офсеты лишними не бывают :))?

И еще можно ли узнать ваши действия при наблюдениях? В какой очередности
Вы делаете калибровочные кадры? Прямо так, как Вы описали обработку.
Очень наглядно получилось. Спасибо.

[dmitryP]

Олег, спасибо за инструкцию. В голове некоторые вещи стали на место. 
Есть пара вопросов.

3.Вводится поправочный коэффициент для темнового кадра.
...
6.Вводится поправочный коэффициент х для темнового кадра( офсет уже вычтен) для калибровки снимков плоского поля.
7.Темновой кадр, умноженный на коэффициент х вычитается из снимков плоского поля.

Что такое "поправочный коэффициент" и из каких соображений он вводится и как определяется? Я когда читал мануал к тому же Iris'у -- никаких "коэффециентов" вроде не было. Только bias, dark, flat и карта дефектов -- это все. Как делать это -- понятно. А вот "коэффициент"? 

Важно, при калибровке пользоваться правильным алгоритмом сложения калибровочных кадров.Режимов сложения "average" и "median" применяться не должно. Правильный алгоритм сложения называется Sigma clip или Standard deviation mask.

Вопрос вот какой. Вот это самое Sigma clip. Для его работы нужна оценка этого самого sigma -- на сколько я понимаю, это ср. кв. уклонение. Как правильно оценить?