Калибровка в PixInsight

PixInsight получает все большее распространение среди любителей. В то же время у многих остаются вопросы как калибровать, складывать и обрабатывать изображения? Я постараюсь наиболее понятно описать эти процессы. Для лучшего понимания я разобью материал на несколько частей. Первая часть — калибровка, далее расскажу как выравнивать и складывать серию. Заключительная и самая интересная часть будет про постобработку в PixInsight (PI), т.е. получение готового к публикации результата. В следующих обзорах я постараюсь подробнее остановиться на описании и использовании модулей PI. Все действия в этой серии публикаций, я буду производить с двумя сериями туманности Андромеды полученными на даче, в августе прошлого года.

Для начала следует сделать предварительные настройки программы. Открываем Edit > Global Preferences, необходимо нужно выбрать Parallel Processing and Thread, Maximum module thread priority. Можно поставить любое среднее значение, единственное что, не советую ставить Time Critical, иначе компьютер будет подвисать при обработке. Далее, сбоку нужно открыть всплывающее меню: Format Explorer > два раза клинкуть на FITS, далее Miscellaneous Option, выбираем Upper left corner (up bottom.) Это нужно для того, что бы изображение не было зеркальным. После предварительной настройки советую обновить PI. В дистрибутиве может не хватать некоторых возможностей, программа развивается постоянно и в репозитории появляются новые модули, скрипты и устраняются баги старых. Идем в Resources > Updates > Check for updates, обновляем и перезапускаем PI.

Итак запускаем обновленный PI. Идем в Process > All Processes и запускаем ScreenTransferFunction. Это окно я буду использовать на протяжении всей обработки. Первое что предстоит сделать, это преобразовать нашу серию в CFA (Color Filter Array). Запускаю Script > Batch Processing > BatchFormatConversion. Добавляю туда мои файлы (калибровочные и лайты) и если нужно указываю путь, куда все будет выгружаться. После того как пройдет обработка появятся ч/б фитсы (fits) с характерной байеровской сеткой. Если фитсы уже были преобразованы (получены  в  MaxIm DL например), этот пункт можно пропустить и перейти непосредственно к калибровке.

Для калибровки я буду работать с двумя модулями: ImageIntegration и ImageCalibration. Меню: Process > <All Processes> или в одноименных меню ниже по списку. Т.к. к модулям я буду обращаться часто, то лучше всего их добавить в боковое меню Process Explorer > Favorites. Его можно включить через View > Explorer Window > Process Explorer.

Запускаю ImageIntegration. Предназначение этого модуля выходит из названия, он занимается сложением. Подробно расскажу про него в следующей статье. Пока только покажу на примере как происходит сложение с короткими комментариями.

Для получения мастер биаса (master bias) и мастер дарка (master dark) я использую одни и те же настройки, какие рекомендует Vicent Peris из команды разработчиков PI:   

Значение Averange в меню Combination дает лучшее соотношение сигнал/шум (SNR). Нормализация отключена. Что бы исключить возможные выбросы, неравномерность SNR от кадра к кадру, выбран алгоритм сложения Winsorized Sigma Clipping. Если биасов и дарков много, >10, сигму (Sigma high) нужно увеличить до 3-х. Почему сигму нужно подбирать в зависимости от количества исходного материала, я подробно расскажу в следующей статье. Не нужно лениться делать много калибровочных кадров, чем больше — тем лучше, но в пределах разумного. Например дарков я делаю 19-25, биасов и флэтов по 50-60шт. Итак запускаю Apply (F6) и через некоторое время получаю результат из трех файлов: в Rejection High и Rejection Low можно посмотреть, что не пошло в сумму, а integrated это и есть тот самый мастер биас и мастер дарк, в зависимости от того что решили получить. Результат обязательно сохраняю: File > Save as.

 

Мастер флэт делается в два этапа. Вначале флэты калибруются полученным ранее мастер дарком и мастер биасом, а потом уже откалиброванные флэты суммируются. Сразу обращу внимание на то, что у меня нет калибровочных дарков для флэтов. Ни чего страшного — PI умеет масштабировать дарки! Открываю ImageCalibration, добавляю флэты, расставляю чебоксы как на картинке и указываю путь к мастер биасу и мастер дарку. Не забываю про чебокс Optimize для мастер-дарка. Для цветных матриц необходимо отметить чебокс Detect-CFA.

Открываю ImageIntegration, настройки ставлю как на картинке и применяю. Сохраняю результат: File > Save as.

В итоге получилось три файла мастер биас, мастер дарк и мастер флэт. Открываю ImageCalibration и теперь добавляю серию лайтов (Light) и отмечаю чебоксы как на картинке. Далее нужно указать Pedestal. Открываю вкладку Output Files, нахожу Output pedestal (DN). Вписываю значение 100 или больше. Как его вычислить по научному? Умножить StdDev * 3. Для этого открываю калиброванный биасом дарк, запускаю модуль статистики: Process > Statistics, выбираю диапазон 16-bit [0,65535] и смотрю значение StdDev. Умножаю на три и результат пишу в Output Pedestal. Применяю: Apply Global (F6). На выходе я получил файлы с суффиксом _с, это откалиброванные лайты.

Последняя процедура перед выравниванием это косметика. Она маскирует горячие и битые пиксели, а также целые колонки и строки пикселей при необходимости. Запускаю Process > ImageCalibration > CosmeticCorrection. Этот модуль создан любителем из Казахстана — Николаем Волковым. В Target Frames я добавляю откалиброванные лайты. В выпадающем меню, для обладателей цветных матриц необходимо отметить чебокс CFA. Во вкладке Use Master Dark указываю путь до мастер дарка, после чего активируется меню Hot и Cold Pixel Threshold.

Как отсечь горячие и битые пиксели? Для этого я двигаю ползунок в Hot Pixel Threshold так, что бы примерно 400 пикселей (Qty) пометить как горячие, тоже самое делааю и с битыми пикселями. Включаю Real Time Preview и смотрю какие пиксели маскируются. Более научный подход заключается в поиске оптимальной сигмы. Двигаю ползунки и смотрю на сигму (Sigma). Сигма = 10, говорит о том, что все пиксели которые в 10 раз шумнее среднего значения, признаются дефектными. Что бы увидеть, что отсеивается, в вкладке Real Time Preview нужно отметить чебокс Show map. В результате будет видна только карта дефектов. Тоже самое можно сделать в вкладке Auto detect, выставив необходимое значение сигмы.

Если открыть мастер биас, то можно увидеть битые колонки пикселей. При дальнейшей обработке они обязательно проявятся, для этого надо их замаскировать. Открываю мастер биас, увеличиваю то место, где начинается битая колонка и кликаю по нему. Появляется координата колонки. В вкладке Use Defect List нужно отметить Col (колонки), и поставить чебокс Limit. Видно, что колонка начинается с 764 пикселя которая автоматом прописалась в лимиты. В последнем окне пишу разрешение моей матрицы, у меня разрешение 4Мп или 2040×2048 пикселей (pix). Все, колонка замаскирована.


Если результат устраивает жму Apply Global (F6) и получаю набор файлов с суффиксом _cc. Я только что откалибровали серию лайтов. Теперь нужно вернуть ей цвет. Запускаю Batch Debayer Script: Script > Batch Processing > BatchDebayer. Через Add добавляю откалиброванные лайты с суффиксом _cc. Ниже вижу Debayer Options а в нем два меню: Debayer Option и Bayer / Masaic Pattern. В PI существует три метода дебайеризации: Super Pixel, Bilinear и VNG, они все с картинками хорошо описаны в PixInsight Reference Documentation.

SuperPixel — самый простой метод дебайрезации. Он занимает четыре CFA пикселя (матрица 2×2 пикселя) и использует их в качестве значения RGB канала для одного пикселя в полученном изображении. Пространственное разрешение этого метода равно 1/4 от исходника. Этот метод очень быстрый и не практически не дает артефактов. Он хорошо подходит, когда разрешение сенсора значительно выше разрешения оптики.

Bilinear — этот метод вычисляет с помощью простой билинейной интерполяции из соседних пикселей. Это единственно честный метод интерполяции. Он также быстрый как и SuperPixel, но может и создавать цветные артефакты вокруг краев. Другие методы обычно дают лучшие результаты.

VNG — этот метод работает с переменным числом градиентов. Он работает на на матрице 5×5 пикселей вокруг центрального пикселя. Сначала он вычисляет интенсивность градиента в восьми направлениях от центрального пикселя и интерполирует из соседних пикселей, вдоль направления градиентов. Этот метод лучше сохраняет края в отличии от билинейной интерполяции и производит намного меньше артефактов и шумов цветности. Я всегда стараюсь выбирать VNG для дебайеризации кадров полученных на DSLR или цветной матрице.

Bayer / Mosaic Pattern. Определяет конкретное расположение массива цветных фильтров в используемой камере. Есть четыре возможных модели в зависимости от того как красные, зеленые и синие пиксели могут быть размещены на сенсор камеры. Для владельцев DSLR этот пункт неважен. Модуль сам определяет тип камеры из Exif и устанавливает необходимый паттерн. Те кто владеет цветной ПЗС-матрицей, советую изучить на нее документацию, что бы узнать тип байреровского паттерна, это м.б. RGGB, BGGR, GBRG или GRBG.

Output Directory — куда сохраняются файлы? Если не выбрать, то файлы будут сохранятся в туже директорию где находятся исходники с суффиксом _debayer. Запускаю и иду пить чай.

В следующей статье я расскажу про как сделать выравнивание и подробно опишу настройки ImageIntegration для правильного сложения материала. 

Михаил Пестрецов. Copyright © 2013

astropix.ru Copyright © 2013

Print Friendly

Добавить комментарий

Войти с помощью: