sábado, 26 de septiembre de 2009

M24 y NGC7000 (adquisición de imágenes por Jim Misti y Steve Mazlin)







Procesado en PixInsight Core 1.5.

- Calibración RGB en ChannelMatch y Statistics.
- Ajuste de medios tonos en HistogramTransformation.
- RGBWorkingSpace y LRGBCombination para el ajuste de saturación de color y reducción de ruido en crominancia.
- Procesado de estrellas de campo con HDRWaveletTransform, StarMask y MorphologicalTransform 
- PixelMath y ATrousWaveletTransform para el contraste de las estructuras de gran escala.

viernes, 11 de septiembre de 2009

The Second Palomar Observatory Sky Survey (POSS II): Crescent Nebula

Se trata de dos cuadros RGB superpuestos en modo mosaico con StarAlignment de PixInsight Core. Cada uno de ellos tiene 60 minutos de arco y 2025 píxeles de lado, lo que permite mostrar la nebulosa Crescent y las nebulosidades de emisión que la envuelven.

viernes, 26 de junio de 2009

Calibración de color

Antes de que saliese a la luz la versión 1.5 de PixInsight Core, la calibración de color la llevaba a cabo a través de ChannelMatch. Para ello, tras generar la imagen RGB lineal, se calculaba las estadísticas globales de la imagen a partir de una previsualización del fondo del cielo. La cuestión era igualar los valores de la mediana modificando los factores de corrección lineal en ChannelMatch. Pero ¿por qué la mediana? Pues sencillamente porque como la referencia la tomamos sobre una previsualización en la que dominan píxeles de fondo, este valor es una excelente estimación del principal pico de distribución del propio fondo del cielo.

Como se puede apreciar en el vídeo, la calibración de color es llevada a cabo cuando los datos de la imagen son lineales, por lo que es muy útil ayudarse de una función de transferencia de pantalla (ScreenTransferFunction). 


Actualmente existe una herramienta que hace automáticament lo mismo, pero con unos pocos clicks. Está disponible en PixInsight Core 1.5 desde hace unos días con el nombre de ColorCalibration.
La idea en ColorCalibration se basa en usar como referencia dos tipos de sub imágenes (o previews). En primer lugar la de referencia de blancos, y en segundo lugar la referencia del fondo del cielo. 


La referencia de blancos puede ser por ejemplo el total de la luz que emite toda una galaxia, ya que podemos decir con seguridad que la mayoría del conjunto de sus fuentes de luz emiten en el espectro continuo (estrellas principalmente). Y luego una referencia del fondo del cielo (background), que aquí se asume siempre como neutro. 


En la imagen que se expone en el video del blog es más complicado encontrar una referencia de blancos, porque se trata de un objeto de distinta naturaleza. Es decir, el objeto fotografiado no emite en el espectro continuo, si no que lo hace en longitudes de onda más concretas (líneas de emisión). Por este motivo el usuario interactúa con las estadísticas globales del fondo del cielo, en vez de usar una referencia de blancos a la hora de calibrar el color global de la imagen.

martes, 7 de abril de 2009

Ejemplo de procesamiento de gran escala (Wavelets)

Lo que os muestro a continuación es un camino sencillo para procesar las estructuras de gran escala a partir de una idea original de Carlos Milovic (PTeam).

Este ejemplo de procesamiento de gran escala está realizado sobre una imagen de la Vía Láctea centrada en la constelación del Cisne. Se trata de una única exposición de 30 minutos con película química Fuji Provia 400F a través de un objetivo estándar de 50mm cerrado a F4, tomada en Agosto de 2004 bajo cielos limpios y oscuros (Ordesa).


Esta imagen constituye un excelente test donde realzar las estructuras de gran escala. La fotografía está procesada íntegramente en PixInsight Core. Los ajustes efectuados incluyen la calibración de color, corrección de la iluminación de fondo (ABE) mediante una división basada en la previa linearización de los datos (Divide), histogramas, curvas y reducción de ruido para la luminancia (ACDNR).

En esta fotografía, al procesar las estructuras de gran escala aparece un problema. Las estrellas, sobretodo las más brillantes, generan reflejos en las capas superiores de wavelets. Esto significa que si se incrementa el peso en las capas donde no están presentes las estrellas, ellas igualmente ejercen cierta influencia, generando halos extraños.


La solución aquí consiste básicamente en restar las estrellas, aislarlas. No es posible simplemente deshabilitar con los wavelets las capas inferiores (pequeñas escalas) porque los halos oscuros afectarán negativamente el resultado. Hay que hacer todo lo contrario: duplicar la imagen (en este caso la luminancia) y con ella deshabilitar primero todas las capas superiores a 64 píxeles. Luego, se incrementa al máximo el parámetro de deringing en las capas sobrevivientes y se aplica. Esto genera una imagen con las estrellas solas, sin su halo negativo.

A continuación se resta el resultado (sin escalar) y se obtiene una imagen sin las componentes de pequeña escala (menores de 64 píxeles).


Esto suele ser suficiente para realzar las estructuras de gran escala modificando el peso de las capas superiores de wavelets. Sin embargo, si solo se realzan los detalles oscuros, las estructuras brillantes diluyen el efecto. La solución es invertir la imagen sin estrellas, antes y después de procesar las estructuras oscuras.


A continuación se debe sumar el resultado con la imagen de los objetos de pequeña escala (estrellas principalmente), esta vez reescalando.


Una vez realzadas las estructuras de gran escala, combinamos la luminancia procesada con la imagen RGB original.

Aquí se ha utilizado el proceso LRGBCombination por varios motivos. En primer lugar, podemos importar la luminacia modificando su peso relativo con respecto a los datos RGB, y por otro lado, evitamos también la pérdida de saturación de color mediante una ligera función de transferencia de medios tonos sobre el canal C, al mismo tiempo que reducimos el ruido en la crominancia.


Por último os muestro la luminancia procesada con esta técnica.


El Espinazo de la Noche

En la obra de mayor éxito del que ha sido el más genial divulgador de la ciencia, Cosmos de Carl Sagan, el autor relata:

<<"el espinazo de la noche", como si el cielo fuera un gran animal dentro del cual vivimos nosotros... Los ¡Kung creen que la Vía Láctea sostiene la noche, que a no ser por la Vía Láctea, trozos de oscuridad caerían, rompiéndose, a nuestros pies. Es una idea elegante>>

La siguiente imagen está inspirada en la pintura de Jon Lomberg, publicada en dicha obra, que describe una metáfora sobre la naturaleza de la Vía Láctea contada por el pueblo ¡Kung de la República de Botswana. Os recomiendo visualizar la imagen a una distancia mínima de 1,5-2 metros con respecto al monitor:



Más información de cómo se obtuvo el resultado final se puede encontrar en:

http://www.astrosurf.com/astro35mm/articulos/procesamiento/procesamiento2/procesamiento2.htm

Bueno, pues aún así, existen varios motivos por los cuales las estrellas no aparecen al final del procesado tan brillantes como en la imagen en bruto. En primer lugar, existen varias técnicas de procesado multi-escala con wavelets que tienden a generar ese efecto. Afortunadamente es algo que tiene fácil solución, ya que generalmente tan solo es cuestión de darle más o menos importancia a las componentes de pequeña escala, donde normalmente se encuentran presentes la mayoría de estrellas. En segundo lugar, este efecto puede ser provocado también por el uso de filtros mínimo, y que si no se manejan con cautela, tienden a dejar las estrellas "opacas", contribuyendo también a que éstas pierdan parte de su protagonismo. Y finalmente, ese aspecto puede generarse simplemente por deseo del autor.

Cuando un fotógrafo ejecuta un retrato por ejemplo, siempre busca resaltar el sujeto del fondo, desenfocando éste y evitando que cualquier otro elemento pueda distraer la atención del espectador. Al fotografiar el cielo profundo sucede lo mismo, existe un sujeto y un fondo. El sujeto aquí es la Vía Láctea y el resto es el fondo del cielo y multitud de estrellas de campo. Por lo tanto, si deseas que tu sujeto adquiera mayor protagonismo en la escena, necesitarás reducir el impacto visual que generan las estrellas.

A propósito de los retratos, aparte de la mera identificación física (fotografías de carnet, por ejemplo), con el retrato se intenta revelar el carácter, los sentimientos, estados de ánimo, etc... Sin embargo, si nuestra intención es revelar todas estas características a la vez, lo más probable es que el sujeto no quede demasiado favorecido. Por supuesto la Vía Láctea no es un sujeto animado y carece de carácter, o estados de ánimo. Pero sí que conocemos una característica muy propia, como por ejemplo sus dimensiones. La Vía Láctea es una galaxia que se nos presenta ante nuestros ojos como una estructura extraordinariamente grande. Por lo tanto, es en las escalas mayores donde puede ser útil incidir más durante nuestro procesado, porque es una cualidad que queremos resaltar de nuestro sujeto, y porque nuestra intención no es tan solo una mera identificación física del objeto.

Por otro lado existen muchas formas y caminos para procesar una imagen. Nosotros podemos estar muy orgullosos de disponer de herramientas flexibles que nos permiten expresarnos libremente y ser creativos. Por supuesto, la parte más importante del procesado de esta imagen de la Vía Láctea con un objetivo de 50mm, son los dos últimos pasos, en los cuales se intenta potenciar tanto las estructuras oscuras de pequeña y mediana escala, como las brillantes de gran escala. Lógicamente explicar todo esto requiere un extenso artículo con ejemplos paso a paso. Lo que sí creo haber ya comentado por aquí referente a este tipo de tratamientos de imagen, es que cuando procesas las imágenes con los wavelets, e intentas dar más importancia o peso a las capas superiores (escalas grandes), te acabas dando cuenta que el problema es que las estrellas, sobretodo las mas brillantes, generan reflejos en las capas superiores de wavelets. Esto significa que si se aumenta el bias en las capas donde no hay estrellas, ellas igualmente ejercerán cierta influencia, generando halos extraños. Este efecto es provocado por el hecho de que la función de escalamiento en los wavelets no es capaz de aislar a las estrellas completamente en ciertas capas. Afortunadamente existe una fácil solución: restar las estrellas, aislarlas. Simplemente no puedes deshabilitar con wavelets las capas inferiores (pequeñas escalas) porque los halos oscuros afectarían el resultado. Hay que hacer todo lo contrario: duplicar la imagen y con ella deshabilitar primero todas las capas superiores a, por ejemplo, 32 píxeles. Luego, se incrementa al máximo el deringing en las capas sobrevivientes y se aplica. Esto generará una imagen con las estrellas solas, sin su halo negativo. A continuación se debe restar esta imagen, sin escalar y luego se vuelve a sumar, esta vez reescalando. Entre medio de la resta y la suma se introducen todos los procesos que se desea aplicar a la imagen sin estrellas.

La mayoría de veces esto suele ser suficiente para realzar las estructuras brillantes. Pero ¿y las estructuras oscuras? En ese caso necesitamos invertir la imagen sin estrellas antes y después de procesar las estructuras, de manera que como en la imagen no tenemos estrellas, o su presencia es mínima, incrementar el deringing evitará ahora la influencia que generan las estructuras brillantes.

Hay que tener presente también por ejemplo, que si se desea únicamente aislar las componentes de pequeña o gran escala, se debe aplicar a la imagen simultáneamente los wavelets sobre la luminancia y la crominancia, excepto cuando se desean realzar detalles o estructuras, que se debe entonces aplicar únicamente sobre la luminancia y combinar luego el resultado con los datos de color (RGB). Finalmente las máscaras juegan un papel fundamental. En realidad son las que te permiten controlar en todo momento qué zonas o componentes de la imagen estás procesando y cuales no. Al final, cuanto más lejos quieres llegar, más sofisticadas acaban siendo las máscaras. Tratando esta imagen de la Vía Láctea me he encontrado en momentos con la necesidad de combinar varias máscaras a la vez para poder proteger las componentes de pequeña escala presentes en áreas fuertemente iluminadas, y al mismo tiempo proteger el fondo del cielo mientras realzaba detalles de gran escala.

Sean felices,

lunes, 6 de abril de 2009

Imágenes antiguas reprocesadas

Ya van quedando listas cinco imágenes antiguas de gran campo con film. Me falta eliminar las rascaduras y hacer las versiones para publicar en web.

El casco de Thor de Jim Misti

Bueno, pues recientemente Jim Misti publicó nuevos datos para procesar:
http://www.mistisoftware.com/Astronomy/index_fits.htm

Entre las nueve imágenes nuevas publicadas, he seleccionado la NGC 2359 (Thor's Helmet). Los datos contienen apiladas diez tomas de cinco minutos para la luminancia (unbinned) y otras cinco de cinco minutos para cada canal RGB (binning 3x3). Todo a través del telescopio RC de 32":


Hay una versión a mayor resolución disponible en el siguiente enlace:
http://www.wrunch.com/viewer.php?id=bwy1238864343l.jpg

Y como comparación, aquí tenéis los mismos datos procesados por Robert Gendler:
http://www.robgendlerastropics.com/NGC2359JM.html