Финальная обработка фотографий планет. (Практикум.)

[Mihail Sedyh]

Господа, у меня появилось предложение.
Информация по обработке крайне распылена по темам, в то время как у многих есть излюбленные методики, приемы, понятия об оптимальном контрасте и балансе и т.д.
Предлагаю испробовать их на едином примере.
Заодно можно будет оценить реальность полученных деталей.
В качестве примера я взял искусственно сгенеренную картинку Марса, изуродовал ее (снизил контраст, размыл, добавил шум). Мне кажется получилось что-то слегка похожее на результат сложения в Регистаксе очень хорошего ролика.
Давайте попробуем улучшить эту картинку.
Прошу отнестись ответственно и сопровождать результат обработки описанием, достаточно подробным для независимого повторения.
Позже опубликую исходную картинку.
Предлагаю ограничиться Регистаксом и Фотошопом.


ЗЫ Непожатые файлы не лезут... Где хваленые 300к  - непонятно.
Для общего вида даю джипег, тифф - ниже в архиве.

[Uselink]

Михаил, можно попробовать

[Mihail Sedyh]

Так, не лезет... Упорно говорит о лимите 80к....

Придется так. Это многотомный  рар (".zip" надо удалить.)

[Mihail Sedyh]

В архиве 16 битный тифф. Результаты, думаю покатят в джипеге.

[Morozyako]

Привет Михаил.
Ну, к примеру так...
Photoshop CS2 , noise reduce filter B10, G5, R4, "ctrl-j' ( layer via copy ), overlay 50%, high-pass filter 2,0 - 3,0 - 4,0 - 5,0...
Для ослабления "кольца" сделал копию слоя , инвертировал, вырезал середину, размыл "блюром" и ослабил уровень по вкусу.
 

[Morozyako]

ах да ... еще уровни и чуть контраста....
нижний файл - зипованный тифф...

[елVIс]

GIMP 2.2.6
Перешел в пространство LAB,
канал А (не содержал ничего,кроме шума) размыл Гауссом начисто,
unsharp с малым значением радиуса и повышение контраста уровнями в канале L
повышение контраста уровнями в канале B так, чтобы среднее значение яркости в полярной шапке осталось неизменным.
Затем, уже в полученном цветном изображении крутим уровни по вкусу

[Mihail Sedyh]

Извиняюсь, что не написал подробнее - торопился уже.
Обработки конечно хорошие, но деталей они не прибавили... Аншарп маск, к примеру, не "собирает" размытые детали, а только выделяет границы. Т.е. я размывал картинку не для того, чтоб посильнее ее изуродовать, а для того, чтобы посмотреть какие детали из нее можно вытащить. Для этих целей наилучшим образом подходят вейвлеты (деконволюция пожалуй еще лучше, но Регистакс более распространен). Это первоочердная задача. Обработка в ФШ тоже интересна, но это как бы вторичная цель.

GIMP 2.2.6

Давайте все же по возможности ограничимся Фотошопом и Регистаксом. Хотя, если какая-нибудь программа позволит получить кардинально лучшие результаты, чем вышеперечисленные, то это будет очень ценно.

[елVIс]

Извиняюсь, что не написал подробнее - торопился уже.
Обработки конечно хорошие, но деталей они не прибавили...

Смотря какое размытие было. Если размытие движением - тогда деконволюция спасет.
Если же Гауссово - боюсь, что здесь ничего не поможет.

GIMP 2.2.6

Давайте все же по возможности ограничимся Фотошопом и Регистаксом. Хотя, если какая-нибудь программа позволит получить кардинально лучшие результаты, чем вышеперечисленные, то это будет очень ценно.

Как хотите, Ваше дело.
При даже скромном желании методики с GIMP применяются в Фотошопе и наоборот, ибо программы достаточно похожи.

[Mihail Sedyh]

Если же Гауссово - боюсь,

Размытие было гаусово 2пикселя, +шум, +гаусово размытий 1 пиксель.

Как хотите, Ваше дело.
При даже скромном желании методики с GIMP применяются в Фотошопе и наоборот, ибо программы достаточно похожи.

Не обижайтесь. Разумеется это можно повторить в Фотошопе, но вот будут ли результаты идентичны - вопрос...

боюсь, что здесь ничего не поможет.

Деконволюция и вейвлеты довольно хорошо работают при симметричном размытии, собственно думаю, это основное их предназначение.

[LifeIsGood]

Ну вот я тут чуток помучал...
Кратко - баловство с деконволюцией с разными параметрами.
Конкретно этот вариант - Maximum entropy Gaussian PSF 1.7 11 итераций

[елVIс]

Если же Гауссово - боюсь,

Размытие было гаусово 2пикселя, +шум, +гаусово размытий 1 пиксель.

Как хотите, Ваше дело.
При даже скромном желании методики с GIMP применяются в Фотошопе и наоборот, ибо программы достаточно похожи.

Не обижайтесь. Разумеется это можно повторить в Фотошопе, но вот будут ли результаты идентичны - вопрос...

боюсь, что здесь ничего не поможет.

Деконволюция и вейвлеты довольно хорошо работают при симметричном размытии, собственно думаю, это основное их предназначение.

Да я не обижаюсь, с чего Вы взяли?
Насчет результатов... ну если на то пошло, то они будут разными и в разных версиях фотошопа.
Деконволюция работает не с симметричными а линейными размытиями. Будет ли работать с Гауссом...
Что-то торможу... Гауссово размытие является ли линейным в полярной системе координат?

[Александр Ростов]

Михаил, отличная тема! В принципе Ваш марс сам по себе хорош.
Вот еще вариант - поканальная деконволюция в Iris'е. Варианты до и после. Деталей добавилось.
Правда, шумы повылазили....

[елVIс]

Хороший кадр получился.

У меня такой вопрос, так сказать, для самообразования. Подскажите, пожалуйста.
Вот  было Гаусово размытие рад. 2 пикс. Насколько оно размывает изображение? Скажем так, насколько отодвигается его граница?
<=2 пикс. Правильно? Вроде бы так.
Однако при деконволюции границы морей сжались гораздо более 2 пкс.
Не имеем ли мы в этом случае просто искажение и наблюдаем не детали, а артефакты?

[Александр Ростов]

Хороший кадр получился.
Однако при деконволюции границы морей сжались гораздо более 2 пкс.
Не имеем ли мы в этом случае просто искажение и наблюдаем не детали, а артефакты?

Спасибо, елVIс! Насчет границ всё сложно (на мой взгляд). Во-первых можно с той же степенью уверенности сказать что на те же 2 пкс сжались границы материков (это хорошо хаметно на всех мелких материках). А во вторых из определения деконволюции следует, что если всё сделать правильно (правильно определить PSF), получим точь-в-точь исходное изображение. Исходя из того, что вид PSF нам эмпирически хорошо известен (размытое пятно, по форме близкое к кругу, яркость спадает от центра к краям) можно сделать весьма уверенное предположение, что при правильном подборе радиуса пятна PSF получим довольно близкий к нужному результат. По крайней мере новые моря и материки не появятся точно

p.s.: для уменьшения уровня артефактов нужно снижать уровень шума. Основная проблема - именно цифровой шум (зернистость пленки), а не искажения оптики и атмосферы, ибо последние тоже достаточно легко компенсируются численными алгоритмами.

[Mihail Sedyh]

Деконволюция работает не с симметричными а линейными размытиями.

Деконволюция работает с размытием заданного типа (в т.ч. гаусово, линейное, параболическое и т.д.).

Гауссово размытие является ли линейным в полярной системе координат?

Нет. График имеет вид у=1/х.

Вот  было Гаусово размытие рад. 2 пикс. Насколько оно размывает изображение? Скажем так, насколько отодвигается его граница?
<=2 пикс. Правильно? Вроде бы так.

Специально проверял. Фотошопное размытие гаусом 2,5 пикселя абсолютно резкой границы, дает полную ширину градиента 14-15 пикселей.

Ну вот я тут чуток помучал...

Вот еще вариант - поканальная деконволюция в Iris'е.

Хорошие варианты. Ладно, давайте снимем ограничения на используемый софт.

Начал сам ковырять потихоньку - шумы конкретно гадят - слишком низкочастотными получились. Наверное надо было сначала без шумов пробовать.... И контраст довольно большой оставил - вейвлеты сильно чувствительными получаются....

[елVIс]

А во вторых из определения деконволюции следует, что если всё сделать правильно (правильно определить PSF), получим точь-в-точь исходное изображение. Исходя из того, что вид PSF нам эмпирически хорошо известен (размытое пятно, по форме близкое к кругу, яркость спадает от центра к краям) можно сделать весьма уверенное предположение, что при правильном подборе радиуса пятна PSF получим довольно близкий к нужному результат. По крайней мере новые моря и материки не появятся точно

p.s.: для уменьшения уровня артефактов нужно снижать уровень шума. Основная проблема - именно цифровой шум (зернистость пленки), а не искажения оптики и атмосферы, ибо последние тоже достаточно легко компенсируются численными алгоритмами.

Это я читал, верно. В данном случае мы знаем, что оно было размыто Гауссом.  А в реальной, так сказать жизни размытие происходит
ухудшение из-за:

 - из-за линейного смещения по оси вследствие суточного движения (здесь понятно - деконволюция).
 - Из-за проблем с атмосферой. Здесь Гауссом и не пахнет. В простейшем случае здесь мы имеем линейные сдвиги и повороты с разной величиной.
 - Из-за плохой фокусировки.

Непонятно, каким образом в двух последних (особенно 3-й) случаях поможет деконволюция?
Да, на глаз изображение будет приятней. Но новых деталей оно, как мне кажется, не добавит. Я не прав?


2 Михаил Седых,
Гауссово размытие радиусом 2 пикс прямую линию толщиной 1 пикс размывает до 5 пикс, по 2 с каждой стороны, проверьте сами.

[Александр Ростов]

елVIс, если мы знаем форму размытия, мы восстановим все детали. Что касается гаусс/негаусс, то это конечно же внесет свои коррективы. Но результат будет всё равно лучше чем до деконволюции, т.к. форма PSF соблюдена довольно точно (для двух последних пунктов она берется довольно точно: из любой точечной звезды, размытой тем же способом - атмосфера+оптика, так что здесь всё как раз довольно просто). Да и при размытии в 2 пкс гауссовское от линейного, полагаю, не сильно отличается :) Так что всё нормально - есть куда стремиться, над чем работать...

[елVIс]

все-таки не совсем понял для случая дефокуса, ну да ладно - попристальней займусь этим вопросом сам на досуге
Спасибо большое за консультацию

[Mihail Sedyh]

Непонятно, каким образом в двух последних (особенно 3-й) случаях поможет деконволюция?

Оба лсучая довольно хорошо апроксимируются кривой Гаусса.

Гауссово размытие радиусом 2 пикс прямую линию толщиной 1 пикс размывает до 5 пикс, по 2 с каждой стороны, проверьте сами.

Это из-за нехватки динамического диапазона (грубый шаг дискретизации). Возьмите черный квадрат, половину залейте белым, размойте и посмотрите, что получилось.

[Александр Ростов]

все-таки не совсем понял для случая дефокуса, ну да ладно - попристальней займусь этим вопросом сам на досуге :)

C дефокусом как раз проще всего :) Снимаем расфокусированную звезду и подсовываем её алгоритму в качестве PSF, из которой он и соберет точку. Всё :)

[елVIс]

Ха! Со звездой-то просто. А вот когда есть протяженный объект - тут интересней. Он мне и туманность, и моря на марсе в точку соберет, да? 

[елVIс]

Непонятно, каким образом в двух последних (особенно 3-й) случаях поможет деконволюция?

Оба лсучая довольно хорошо апроксимируются кривой Гаусса.

Гауссово размытие радиусом 2 пикс прямую линию толщиной 1 пикс размывает до 5 пикс, по 2 с каждой стороны, проверьте сами.

Это из-за нехватки динамического диапазона (грубый шаг дискретизации). Возьмите черный квадрат, половину залейте белым, размойте и посмотрите, что получилось.

Взял.  Размыл.  Ширина квадрата увеличилась на 4 пикселя - по 2 с каждой стороны.
Мне кажется, что Вы что-то путаете. Может, радиус у Вас не в пикселях, а в миллиметрах ?

[елVIс]

Я изучаю книгу Сизикова Об устойчивых методах обработки результатов измерений, изучаю его математический аппарат деконволюции и делаю соотв. плугин. Однако есть нюансы и не все гладко складывается. Поэтому я задаю такие глупы вопросы - интересно, как народ применяет различные методики на практике.

[Александр Ростов]

Ха! Со звездой-то просто. А вот когда есть протяженный объект - тут интересней. Он мне и туманность, и моря на марсе в точку соберет, да? 

елVIс, пожалуйста не путайте между собой 3 функции - говоря русским языком это: исходное изображение (неискаженное ничем - нам его нужно получить), реальное изображение (то что имеем - это наш снимок) и PSF (point spread function - функция распределения точки, т.е. форма размытия точки). Звезда в данном случае понадобится только для вычисления PSF атмосферы / оптики.
 Каждая ТОЧКА исходного изображения была искажена PSF - в результате получили реальное изображение. Это свертка этих двух функций. Обращение этой свертки и есть деконволюция, результатом которой ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ будет исходное изображение. В точку будут собраны не моря и туманности, а каждая ТОЧКА этих морей и туманностей (а это совсем не одно и то же), т.е. получим изображение состоящие из точек (пикселей - как любое нормальное изображение), а не из размытых пятен, накладывающихся друг на друга.

[LifeIsGood]

Проблема с деконволюцией туманностей со звездами на их фоне есть. В туманности появляется темное пятно вокруг звезд.

[Александр Ростов]

Проблема с деконволюцией туманностей со звездами на их фоне есть. В туманности появляется темное пятно вокруг звезд.

Эта проблема имеет решение в виде функции RL2 в IRISe.

[Mihail Sedyh]

Взял.  Размыл.  Ширина квадрата увеличилась на 4 пикселя - по 2 с каждой стороны.
Мне кажется, что Вы что-то путаете. Может, радиус у Вас не в пикселях, а в миллиметрах ?

Проверил еще раз - получается 10 пикселей отличных от 0 и 255: 2, 10, 38, 76, 122, 174, 211, 235, 248, 253.
Фотошоп 8,0 CS. Фильтр не допускает изменения единиц измерения.
По крайней мере пример Марс был размыт именно таким блюром.

Это вид границы, размытой блюром с параметром 2,0 пикселя (увеличено в 16раз).

[Александр Ростов]

CS2: 2, 9, 26, 56, 99, 156, 199, 229, 246, 253 
начинаю задумываться о предсказуемости результата

[Mihail Sedyh]

CS2: 2, 9, 26, 56, 99, 156, 199, 229, 246, 253
начинаю задумываться о предсказуемости результата

Average 3х3 или 5х5 в пипетке отключено?
По крайней мере количество совпадает.
Промеряйте мою картинку.

[Александр Ростов]

Промерил, совпадает с моими числами. Режим работы пипетки - point sample (5x5 и 3x3 разумеется отключены). Ну хоть что-то с чем-то совпадает, уже неплохо :)   Наложение блюров в режиме difference даёт картину Малевича, т.е. работа алгоритма в обоих случаях идентична. Что с пипеткой?

[Mihail Sedyh]

Дело оказалось не в пипетке, а в алгоритмах ресайза Nearest Neighbor или сохраненя в БМП. Мой первый ряд соответствует свежеизготовленной картинке, а если ее сохранить, закрыть и открыть заново, то получается Ваш ряд.
Природа явления мне не понятна....

Возможно это связано с автоматическим переводом режима из оттенков серого в индекс.
Точно! Изменение "мода" картинки приводит к изменениям яркости.
Офигеть!

[Александр Ростов]

Мой первый ряд соответствует свежеизготовленной картинке, а если ее сохранить, закрыть и открыть заново, то получается Ваш ряд. ???
Изменение "мода" картинки приводит к изменениям яркости. Офигеть!

Вот так случайно и делаются открытия :))))))

[Dobermann]

Прошу прощения за, наверное, очень глупый вопрос, но навыки работы в Фотошопе у меня абсолютно нулевые. На некоторых снимках у цветовые каналы  получаются явно смещенными друг относительно друга (на последнем снимке Юпитера Ганимед после обработки ролика в Регистаксе превратился в три расположенные рядом точки: красную, зеленую и синюю). Такое же смещение каналов наблюдается и на диске Юпитера. Огромная просьба, обясните на пальцах, как совмещаются каналы в Фотошопе - тыркаюсь наугад полдня - ни черта не выходит.

[Александр Ростов]

Window->Channels. Move tool (клавиша "V") для каждого канала отдельно. Zoom tool (Z) желателен.

[Mirali]

Ну, на самом деле все просто - нужно лишь сдвинуть цветовые слои до их максимального совмещения. Иными словами :
1. Делай раз - открываем снимок, находим вкладку Channels (Каналы). Нажимаем Crtl+1 - делаем активным красный канал, затем нажимаем "глаз" слева на канале RGB, чтобы видеть все каналы сразу. На палитре выбираем инструмент Move tool (См рис 1).
2. Тыкаем в рисунок и мышью или стрелками клавиатуры смещаем красный канал относительно прочих по вкусу. После этого нажимаем Ctrl+3 (выделяем голубой канал) и двигаем его до максимального совпадения) (См рис 2).

[Mirali]

Пока писал - уже Kramer ответил. Не могу не согласиться, при совмещении очень полезным может оказаться Zoom (увеличение). Более того, для максимально точного (точнее пиксела) совмещения можно порекомендовать после открытия увеличить размер изображение, например, вдвое (Image-Image Size), выполнить совмещение а потом вернуться к исходному размеру. Таким образом, должно получиться что-то типа :
С уважением, Мирали

[Dobermann]

Kramer, Mirali, огромное спасибо!