Align och optik distorsion

Metoder för astrofotografering
Användarvisningsbild
AstroFriend
Inlägg: 4069
Blev medlem: 2012-12-17 13:30:45
spamtest: JA
Ort: Stockholm
Kontakt:

Align och optik distorsion

Inläggav AstroFriend » 2017-04-26 10:08:38

Jag nämnde tidigare i Rolfs tråd att när man alignar så tar en del program inte hänsyn till optikens distorsion, har då objektet rört sig mycket över bildytan så stämmer bara aligningen i de tre referens punkterna som behövs för en Affine align.

Vid vidvinkel ger även atmosfären en olinjär distosion i vertikalled vilket kan bli störande vid högupplösta bilder.

När ett program alginar bilder kan det ske med olika nivåer av precision.

En Affine align är en linjär transformation som endast sidskiftar, skalar och roterar, vilket i o för sig är ganska bra, en del program gör bara förskjutning och möjligen skalning. Det hjälper dock inte mot distorsion, det är mycket mer komplext därav en del hoppar över det, kräver också lite mer resurser av datorn.

Läs om distorsion i optik:
https://sv.wikipedia.org/wiki/Objektiv

Affine:
https://en.wikipedia.org/wiki/Affine_transformation

Det här tillhör Linjär Algebra som inte alltid var så lätt att förstå vid skolbänken för en annan som mest tänker praktiskt.

För att hantera distorsion behövs en funktion typ: F(x) = a + bx + cx^2 + dx^3 .... , den är inte linjär.


Med Affine kan det se ut så här, jag har valt tre stjärnor ganska långt ut i kanten för att tydliggöra det som händer, lite överdrivet eftersom det är taget med ett fisheye objektiv som har extrem distorsion:

lyrid 20170422_0075 stack.jpg


Här syns tydligt att bilden bara är alignad i de tre punkter jag valde utspridda som i en triangel. Är man bara intresserad av ett delområde lägger man sina punkter närmare varandra vid det intressant området och då blir det ganska bra. Med Fitswork som jag använt till detta kan jag lägga till många fler referenspunkter. Det brukar dock inte bli bra ändå vid sådana här extrema förhållande. Kanske det bara gör en normal affine align och de extra punkterna endast ger anpassning efter minsta kvadrat metoden, typ medelvärde. Har inte undersökt det så noga eftersom det bara i sällsynta fall har så stor betydelse.

I ovanstående exempel hade jag kameran på en tripod, hade jag haft följning i RA hade det inte synts så mycket av optikens distorsion eftersom den sträcka stärnorna behöver förflyttas vid align blir mycket mindre.

Dock vid mosaik uppbyggnad är det viktigt att rätta till distorsionen i optiken om det skall bli snyggt och utan att man behöver croppa bort alltför för mycket. Det räcker i det fallet inte bara att alla bilder får samma distorsion så att de går att aligna, även den underliggande distorsionen måste bort om det skall gå att passa ihop en mosaik. Det kan man lösa genom att som referens i stackningen använda en stjärnkarta med hög precision, då får man bort distorsionen om programmet kan hantera den typ av korrigering.

Här har jag börjat på ett projekt att göra affine align:
http://astrofriend.eu/astronomy/tutoria ... atrix.html

Målet är nu i början inte att kompensera för optikens distorsion utan att öka upplösningen med någon Drizzle lik funktion.

Ett sätt att lösa hur man hanterar optikens distorsion kan ju vara att man med vissa kameror kan få bort det direkt, har dock inte testat och vet inte om det är möjligt på raw filer.

Kanske någon annan testat detta i astronomi sammanhang?

Hur som helst har man då ingen äkta rawfil längre och det är inte bra, man behöver ju raw filen när man korrigerar för heta pixlar och vinjettering. Bättre att göra det senare i samband med align processen.

/Lars
Camera: Canon EOS 5D/6D
Mount: EQ6
Telescope: TS130 APO
Samt en massa tålamod!

Homepage: http://www.astrofriend.eu
Pelle
Inlägg: 128
Blev medlem: 2011-11-02 08:20:54
spamtest: JA
Ort: Skellefteå

Re: Align och optik distorsion

Inläggav Pelle » 2017-04-26 10:27:23

Iris hanterar distorsion. Här ett utdrag ur manulen:
"High degree transform (quadratic or cubic) permit to align for example images affected by differential optical distortion, or image taken with different telescopes"
Jag har använt Iris på bilder tagna med fish eye och utan drivning. Oftast går det bra men är hoppen stora kan man behöva göra en första align med bara förskjutning.

/Per
Användarvisningsbild
AstroFriend
Inlägg: 4069
Blev medlem: 2012-12-17 13:30:45
spamtest: JA
Ort: Stockholm
Kontakt:

Re: Align och optik distorsion

Inläggav AstroFriend » 2017-04-26 11:00:52

Hej Per,
IRIS är mycket avancerat i vissa avseenden och jag använde det mycket förr i tiden. Tyvärr är ju själva grunden med i praktiken 15 bits upplösning och en del andra begränsningar lite trista. Men det går att använda även idag. Såg någon som moderniserat det och lagt det i Linux miljö, verkade dock inte som om alla funktioner kommit med.

Att dela upp alignen som du nämner i två steg har jag också fått börja med sedan jag började ta bilder med dithering, aligningen missar annars ibland.

Jag gör första aligningen med bara en punkt och endast i hela pixelsteg, sedan gör jag en full affine align. Fungerar mycket bra. Jag använder AstroImageJ till det med lite andra finesser.

Jag skall ju själv ta fram en align funktion, blir bara en affine i början, vet nog inte ännu exakt hur man lägger upp det så att även distorsion hanteras, efter lite googlande fann jag lite ledtrådar och ser ju inte så avancerat ut:

https://en.wikipedia.org/wiki/Image_warping

https://en.wikipedia.org/wiki/Morphing

http://www2.imm.dtu.dk/pubdb/views/edoc ... imm130.pdf

http://www.cs.unc.edu/~ibr/pubs/mcmilla ... n-diss.pdf

Bir till att ta fram gamla matteböckerna när jag skall sätta igång med det projektet. Det svåra blir att få över det till användbar kod i AIJ.

I mikroskopvärlden tycks de mer använda morphing teknik, kanske det är vägen att gå då det redan finns en del färdigt sådant i AIJ. Nu skulle jag dessutom få in Drizzle i denna funktion så blir ju ett extra problem att lösa.

Bra du nämnde detta Per så jag kom mig för att söka på det och kanske kan ta det fulla steget på en gång och inte begränsa mig till affine transformation.

/Lars
Camera: Canon EOS 5D/6D
Mount: EQ6
Telescope: TS130 APO
Samt en massa tålamod!

Homepage: http://www.astrofriend.eu
Pelle
Inlägg: 128
Blev medlem: 2011-11-02 08:20:54
spamtest: JA
Ort: Skellefteå

Re: Align och optik distorsion

Inläggav Pelle » 2017-04-26 12:08:52

Jo Iris börjar bli gammalt och Christian Buil har slutat uppdatera det. Jag hoppades han skulle lägga ut det som open source. Kanske det som hänt nu. Har du en länk till Linux projektet?
Som du säger jobbar Iris med 15 bitar i stackningen och 16 hade ju varit bättre. Finns det nåt program som jobbar med fler än 16 bitar? 32 skulle ju räcka långt.

/Per
Användarvisningsbild
AstroFriend
Inlägg: 4069
Blev medlem: 2012-12-17 13:30:45
spamtest: JA
Ort: Stockholm
Kontakt:

Re: Align och optik distorsion

Inläggav AstroFriend » 2017-04-26 12:50:32

Nu var det väldigt länge sedan, men hittade en länk och jag tror det är samma som jag läste då:
https://free-astro.org/index.php/Siril

Tyvärr är även denna modernare version begränsad till 16 bit eller som det blir 15 bit i praktiken som de konstruerat det. Dock ser jag att det arbetas på det och ganska nyligen uppdaterat. Berätta om du testar det om det har några fördelar relativt "äkta" Iris.


Om du är beredd på att lägga ned lite tid kan du prova AstroImageJ, det är multiplattform i Java och dessutom kan man skapa egna plugins till det. 32 bit floating point, här ser du mitt projekt med det programmet:
http://astrofriend.eu/astronomy/tutoria ... ction.html

/Lars
Camera: Canon EOS 5D/6D
Mount: EQ6
Telescope: TS130 APO
Samt en massa tålamod!

Homepage: http://www.astrofriend.eu
Användarvisningsbild
AstroFriend
Inlägg: 4069
Blev medlem: 2012-12-17 13:30:45
spamtest: JA
Ort: Stockholm
Kontakt:

Re: Align och optik distorsion

Inläggav AstroFriend » 2017-04-29 17:10:51

Idag har det varit en blåsig och kall dag. Ägnade dagen åt att komma vidare i min utveckling av en funktion för Drizzle i programmet AstroImageJ.

Har utöver det lagt till exempel på hur olika antal referenspunkter (stjärnor) på verkar slutresultatet på den stackade bilden.

Gör gärna ett besök, ganska intressant att se även om man inte har planer på att använda AIJ:
http://astrofriend.eu/astronomy/tutoria ... atrix.html

/Lars
Camera: Canon EOS 5D/6D
Mount: EQ6
Telescope: TS130 APO
Samt en massa tålamod!

Homepage: http://www.astrofriend.eu

Återgå till "Metoder & bildbehandling"

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: 1 och 0 gäst