Jak dokonać selekcji zebranego materiału do astrofotografii DS

[AWE]

Ostatnio dużo się zastanawiałem jak należy taką selekcję wykonać, poniżej przedstawiam sposób z zastosowaniem PixInsight to są oczywiście tylko moje spostrzeżenia ale zapraszam do dzielenia się doświadczeniem i uwagami w tej materii.

Do obrazowania wybrałem materiał którego zebrałem w dużym nadmiarze. Udało mi się zebrać 144 klatki Serca w H alfa 20 minut każdy to jest 48 godzin materiału. Od razu rodzi się pytanie po co tyle materiału. Odpowiedź jest prozaiczna jest to skutek uboczny pracy w systemie automatycznego obserwatorium. Zbieram materiał w mojej aplikacji  ?Łapacz fotonów?  i wykorzystuję każdą dogodną chwilę (bez chmur) do zbierania materiału. Dosłownie każdą. Często nie mogę focić tych obiektów na  których mi zależy ponieważ są za nisko,  jeszcze są niewidoczne lub są za blisko Księżyca wtedy Łapacz wybiera cele alternatywne. Zwykle tym celem było mgławica Serce. Wiosna jest dla mnie martwym okresem ponieważ mój setup jest dość szerokokątny i nie nadający się do robienia galaktyk. Orion już zaszedł za horyzont a Łabędź jeszcze pod horyzontem i co wtedy? Serce. To tyle wstępu. Jak wybieram materiał?  Według 4 kryteriów:

 

• 1.       Wielkość gwiazd mierzona FWHM (ostrość)

  2    Koncentryczność gwiazd (dokładność prowadzenia)

• 3.       Wyrazistość / kontrast zdjęć (zachmurzenie)

• 4.       Poziom tła (wysokość Słońca lub bliska odległość Księżyca, łuny miast ?)

• Zawsze mnie nurtowało pytanie co to znaczy że zdjęcie jest nieostre? Jaka jest dobra wartość FWHM przy której zdjęcie jest akceptowalne? Przecież te parametry są zależne od setupu, obiektu, naszej wiedzy i wielu innych czynników.

• Tu nam może pomóc statystyka. Najłatwiej zrobić to w Pixie za pomocą narzędzia ?Subframe selector?. Narzędzie znajduje się w menu SCRIPT\Batch Procesing\SubframeSelektor

  Po uruchomieniu wybieramy guzik ?Add Files ??  w celu wybrania interesujących nas zdjęć

Następnie naciskamy przycisk ?Measure? w celu dokonania obliczeń (trochę to trwa) później po zakończeniu obliczeń możemy oglądać wyniki w postaci tabeli (zakładka ?Table?) oraz wykresu (zakładka ?Plots?)

Po załadowaniu 144 zdjęć, ich obliczeniu  i wybraniu zakładki wykresu i sposobu sortowania ?FWHM? uzyskaliśmy taki wykres

Na wykresie znajdują się trzy linie przerywane środkowa mówi o wartości średniej zaś górna i dolna określa zakresy odległe od średniej o jedną sigmę (odchylenie standardowe). W ten sposób możemy określić wartość graniczną powyżej której zdjęcia są nieakceptowalne.  Klikając na wykresie pokazujemy złe zdjęcia. W tej chwili usuwamy zdjęcia o za dużym FWHM >2 sigma

Teraz kolej na koncentryczność gwiazd (jajowatość) wybieram na wykresie ?Ecentricity? w odhaczam zdjęcia powyżej > 1.5 sigmy. Co ciekawe można zaobserwować zależność że im gorsze FWHM tym lepsze koncentryczność .  Po usunięciu mamy już tylko 122 klatki.

W następnym kroku zajmiemy się zdjęcia mi o zbyt wysokim poziomie tła. Bardzo dobrze pokazuje to wykres ?Median? wszystkie klatki o > 2 sigma są usuwane.  Zostało 113 zdjęć

Zostało najtrudniejsze jak usunąć zdjęcia z mgłą, cirrusami, zaparowaną optyką ? Do tego stosuję w pierwszym kroku  ?SNRWeight? wartości <-2 sigma. Nie odrzuciłem żadnego zdjęcia.

Wykonałem pierwszą selekcję, teraz musimy oddzielić złe zdjęcia od dobrych, w tym celu w zakładce ?Output?  wybieramy akcję dla złych zdjęć Rejected action: Move i wybieramy katalog do którego złe zdjęcia będą przeniesione. Potem naciskamy przycisk ?Output Subframes? która wykonuję akcję przeniesienia plików.

Wstępnie oczyściliśmy materiał ze słabych zdjęć, teraz powinniśmy jeszcze raz przejrzeć wszystkie zdjęcia jeszcze raz.  Czyścimy listę zdjęć i wczytujemy tylko dobre zdjęcia i wykonujemy obliczenia. Po obliczeniach na wykresie można zauważyć że teraz linie sigmy są bardziej szeroko, większość klatek znajduje się wewnątrz tych linii. Przeglądamy zdjęcia jeszcze raz i zostaje mi 99 zdjęć czyli 33 godziny.

[AWE]

Narzędzie dostarcza nam bardzo wiele opcji, przejrzałem je i próbowałem znaleźć dla nich zastosowanie, oczywiście wszelki uwagi mile widziane. Poniżej mój opis do poszczególnych kategorii wykresów według ważności (według mojego uznania)

FWHM

Wartość opisująca ostrość zdjęcia, wartości wysokie wskazują złe klatki

Eccentricity

Koncentryczność gwiazd określa jakość prowadzenia (głównie) oraz wady optyki (krzywizna pola, efekt komy). Wartość jest liczona inaczej niż w Maximie właściwość Roundness w tabelce porównanie

Median

Parametr określa medianę wartości pikseli. Idealnie służy do wyznaczania poziomu tła. Wartości wyższe niż akceptowalna przez nas granica są złe

SNRWeight

Określa wartość SNR czyli odstępu od szumu. Dla mnie to najważniejszy parametr określający jakość zdjęcia (wykrywa chmury). Im niżej tym gorzej. Zdjęcia o dużym kontraście mają wysoką wartość  SNRWeight

StarSupport

Określa liczbę gwiazd użytych do obliczeń. Stosuję do określania jakości klatek (kontrast, chmury) wartości niskie wskazują na złe klatki

NoiseSupport

Określa procent (100% to 1) powierzchni obrazu wolnej od struktur. Bardzo ważny parametr określający czy zdjęcie ma szczegóły. Wartości wysokie opisują złe zdjęcia.

Noise

Opisuje poziom szumu. Wartości wysokie są złe. Dobrze opisuje jakość (chmury, gradienty, zanieczyszczenie światłem).  Używam pomocniczo do określania jakości zdjęć

FWHMMeanDev

Określa medianę odchylenia gwiazd FWHM do średniej FWHM. Wartość  określa krzywiznę pola i powinna być ona jednakowa dla danego setupu. Każde znaczące odchylenie od średniej w górę i w dół powinno być ostrzeżeniem czy te klatki są prawidłowe.

EccentricityMeanDev

Określa medianę odchylenia koncentryczności gwiazd. Wartość określa równomierność pojechania gwiazd w kadrze. Może służyć to mierzenia komy. Wartość ta powinna być jednakowa dla danego setupu. Każde znaczące odchylenie od średniej w górę i w dół powinno być ostrzeżeniem czy te klatki są prawidłowe.

MeanDeviation

Nie potrafię zinterpretować tego parametru wartości bardzo wysokie są złe wysokie opisują dobre zdjęcia zaś niskie słabe. Nie używam

StarResidual

Nie używam nie rozumiem o co chodzi.

StarResidualMeanDev

Nie używam nie rozumiem o co chodzi.

[AWE]

Na zakończenie dodam że narzędzie posiada możliwość wykonywania map FWHM i owalności gwiazd co pięknie pokazuje krzywiznę pola na zdjęciu. W ogromnej części zastępuję CDDInspektora. Aby wykonać mapy należy w zakładce ?Output? podać katalog ?Star maps directory? w którym mają powstać te mapy oraz uruchomić proces naciskając przycisk ?Output Maps?. Mapy zostaną wygenerowane dla każdego zdjęcia

A tak wyglądają mapy

 

[AWE]

Automatyczny wybór klatek oraz ich automatyczna ocena

Narzędzie  ?SubframeSelector? posiada bardzo interesujące narzędzie do automatycznego odrzucania klatek. W zakładce ?Expressions? można w polu ?Approval? wprowadzić wyrażenie logiczne które jeśli wyrażenie jest fałszywe wtedy klatka jest odrzucana.  Wyrażenie może być złożone logicznie operatorami AND  , OR i NOT  operatorami porównania, operatorami matematycznymi oraz wartościami związanymi  wartościami wyliczonymi takimi jak FWHM czy SNRWeight. Wartości te mogą być porównywanie w sposób bezwzględny lub względny z uwzględnieniem sigmy.  Wiem że to co opisuję jest bardzo niejasne (dla programistów jest to proste) ale może kilka przykładów ułatwi zrozumienie.

1.       Zdjęcia o FWHM większym niż 2,5 są złe

FWHM<2.5

2.       Zdjęcia o FWHM większym ni 2,5 i takie których koncentryczność jest większa niż 0,8

FWHM<2.5 && Eccentricity<0.8

3.        Zdjęcia o FWHM niższym niż 2 sigmy (wartość względna w zależności od statystki)

FWHMSigma<2

Każde właściwość taka jak np. FWHM posiada swoją względną właściwość np. FWHMSigma, w ten sposób można zbudować całkiem skomplikowane wyrażenia oceniające.

Narzędzie także umożliwia ocenę jakości już wybranych klatek. Należy tylko wymyślić funkcję oceniającą którą wpisujemy w zakładce ?Ekspression? w polu ?Weighting?. Wyniki z tak stworzonej funkcji można oglądać na wykresie i w tabelce gdy wybieramy ?Weight?. Może najlepiej będzie to widać na przykładzie.

Chcemy stworzyć funkcję oceniającą która będzie uwzględniała

1.       FWHM  2,5 to będzie 100% zaś 3,5 to 0% udział w ocenie to 25%

2.       Koncentryczność 0,2 to 100% zaś 0,8 to 0% udział w ocenie to 35%

3.       SNRWeight sigma 1 to 100% -1 to 0% udział w ocenie 40%

Wzór funkcji wtedy wygląda tak

0.25 *(3.5 - FWHM) / (3.5 ? 2.5)  +0.35 *  (0.8 - Eccentricity ) / (0.8 ? 0.2) + 0.4 * (SNRWeightSigma  + 1) /(1+1)

Narzędzie do automatycznej oceny jest wspaniałe ale to my musimy sami nabrać doświadczenia i jednocześnie potrafić to doświadczenie opisać wzorem co nie jest takie proste.

 

[zombi]

Dla mnie osobiście jednym z najważniejszych parametrów jest ilość użytych gwiazd - wartość jest wynikową FWHM, prowadzenie, zachmurzenie i zapewne szumu oraz zaświetlenia - ale tego udowodnić nie potrafię ;) 

[AstroLutek]

@AWE świetny materiał. Dla mnie zwieńczeniem tego wątku będzie jak pokażesz stacki z materiału wyselekcjonowanego i z takiego gdzie dajesz wszystko jak leci bez selekscji. Chciałbym zobaczyć jaka jest różnica gdy użyty jest tylko materiał najlepszej jakości. Może jakieś cropy nefraligicznych miejsc dla porównania?

[AWE]

Mam taki zamiar, jestem w trakcie opracowywania wyników.