Alignment und Stacking kaum sichtbarer Objekte

[Hellstorm]

Hallo!

Vor einer weile hatte ich von Pan-STARRS versucht eine Aufnahme zu bekommen. Doch die Helligkeit am Abend war schon auf einen Wert abgefallen, dass selbst die Andromedagalaxie in den Augen brannte. Da das Aufnahmewerkzeug eine ToUcam 740K fokal an einem 10" Dobson ist, grenzt es an ein Wunder, dass ich mit 1/25s Belichtungszeit und sehr hohem Gain überhaupt noch was auf dem Bildschirm erkennen konnte. Meine Idee war dann eben, mit Registax oder Avistack eine ausgerichtete Bildsequenz zu erstellen und dann mit Giotto oder Fitswork additiv zu stacken. Nun... es ging gar nichts. Avistack und Registax konnten die Align Points nicht halten - autostakkert und Giotto haben auch nix machen können. Per Hand die Bilder auszurichten und zu überlagern war auch nicht so mein Fall.

Also ist dann aus meinen rudimentären C++ und Qt-Kenntnissen dieses erste Programm entstanden. Es ist in der Lage, auf Basis der Helligkeit das Objekt der Begierde zu verfolgen, und additiv nach Dunkelbildabzug zu überlagern. Es fehlen zwar immernoch haufenweise Raffinessen (Filter und weitere Funktionen) - aber es tut zumindest schonmal seinen Job.

Mir geht es hier nun darum, ob evtl. außer mir noch andere Interesse an solch einem kleinen Programm haben. Für gewöhnlich schreibe ich die Programme nur für mich selbst - ohne im Laufe der Zeit weitere Funktionen einzubauen. Wenn es nun aber doch ein paar Leutchen gäbe, die soetwas gebrauchen könnten, würde ich es evtl. öffentlich machen und etwas erweitern.

Was meint ihr?


Gruß und CS,
David


ach ja... hier ein kleiner Screenshot:

Und hier ein Beispielframe aus dem Bildmaterial der Kamera:

 

[Bernhard]

Hallo David,

nachdem Sissy und Frank entweder im Wochenende weilen oder keine Interesse haben, doch ein paar Worte von mir. Ich persönlich generiere zur Zeit (noch) keine Raw-Daten, bin aber prinzipiell daran interessiert. Das von dir vorgestellte Resultat ist schon mal ziemlich beachtlich. Du solltest dir allerdings eine Erklärung für den Sprung in der Hintergrundhelligkeit zurechtlegen. Sollte es an der Software liegen, müsstest du das beheben bevor andere damit arbeiten.

Sollten sich hier keine weiteren Interessenten finden, was fast anzunehmen ist, muss ich dir noch http://www.astrotreff.de empfehlen. Der Nachteil drüben ist allerdings, dass man dort in der Masse der Teilnehmer leicht untergeht und der Umgangston meiner Meinung nach, bzw. streckenweise ganz schön direkt ist. Wenn du das verträgst, bekommst du dort sicher mehr Feedback als hier.

Ich persönlich werde frühestens im Sommer oder Herbst mit "rohen" Astrodaten anfangen, allerdings ohne Gewähr. Das kann sich auch noch deutlich länger hinauszögern.
MfG

 

[Hellstorm]

Mit den Launen im Astrotreff bin ich bestens vertraut, da ich dort auch angemeldet bin. ;-)

Die Helligkeitsschwankung des Hintergrunds kommt zustande, da wie üblich vor dem Stacken das Dunkelbild abgezogen ist. Das Dunkelbild (also Schutzkappe aufs Teleskop und weiterfilmen) ist bei hohem Gain natürlich nicht mehr wirklich dunkel, sondern schon recht hell (wie man in dem Beispiel-Frame sieht, wo der Hintergrund in Natura eigentlich schwarz wäre). Zieht man diese Darkframes aber nicht ab, wird es aber schwer, das Rauschen zu minimieren und das Bild einigermaßen dunkel zu kriegen.
Momentan bin ich nun aber erstmal am testen, wie ich das Rauschen noch etwas minimieren kann ohne die Bilder zu stark zu filtern.

Gruß,
David

 

[Bernhard]

Momentan bin ich nun aber erstmal am testen, wie ich das Rauschen noch etwas minimieren kann ohne die Bilder zu stark zu filtern.

Kühlen kennst Du ja vermutlich. Die Händler bieten dazu verschiedene Peltier-Elemente an, die dann aber auch zusätzlich Strom verbrauchen.

Zusätzlich eine Frage zu den Darks. Könnte man nicht die Einzelbilder direkt stacken und somit den Mittelwert für jedes Pixel berechnen? Anschließend ließe sich dann ein ebenfalls gemitteltes Dark mit der gesamten Belichtungszeit abziehen. So ließe sich dann vielleicht auch der Gradient im Hintergrund vermeiden?
MfG

 

[Hellstorm]

Kühlung verringert natürlich das Rauschen, eliminiert es aber nicht. Vorallem wenn man den Gain schon sehr hoch drehen muss um überhaupt was zu sehen.

Man könnte auch direkt mit dem Bildmaterial einen Darkframe erstellen. Wenn sich aber das Objekt durch das Bildfeld der Kamera bewegt, hat man allerdings immer wieder Bereiche, wo der Mittelwert dann abweicht, weil da eben gerade ein Objekt ist. Und dann müsste man diese Bereiche beim Stacken auslassen - und entsprechend einen komplizierteren Algorithmus verwenden. So ist dann eine an die Beobachtung anschließende Dunkelbildaufnahme doch die einfachere Variante. Ganz raus kriegt man das Rauschen so oder so nicht. Ich kann auch den Darkframe so abziehen, dass ich in Differenz zum Originalbild negative Farbwerte erhalte - dann ist das Bild schwarz, aber es fallen beim Additiven (nicht Sigma) Stacken dann doch immer wieder einige Farbstörungen ein, da man ja jegliche Farbdifferenz zum absoluten Schwarz auch addiert. Kann das grad nicht wirklich besser beschreiben. Beim normalen Stacken werden ja alle Bilder gemittelt (abhängig von der Qualität). Ziehe ich den Darkframe ab, ist das Bild immer so gut wie schwarz - aber eben nicht bei einem Additiven Stacken von Objekten, die so oder so kaum noch aus dem Rauschen hervortreten. Filter ich zuviel Rauschen raus, filtert man leider auch Informationen vom eigentlichen Objekt mit raus. Dann doch lieber etwas weniger destruktiv das Dunkelbild abziehen und mit einem etwas helleren Hintergrund leben als mit einem trotz allem schon fast wieder verschwundenen Objekt.

PS: Man sieht auch gut in dem Screenshot, wie sich das mit dem Dunkelbildabzug auswirkt. Ganz rechts konnten nur wenige Frames gestacked werden, dort ist der Hintergrund auch fast schwarz. Je weiter nach links man kommt, desto mehr Frames wurden in diesem Bereich gestackt, der Hintergrund hellt auf.

 

[FrankSpecht]

Moin,

nachdem Sissy und Frank entweder im Wochenende weilen

Stimmt bei mir auffällig!

Ich finde das Projekt eigentlich recht spannend, frage mich jedoch, ob auch das Firecapture von Torsten Edelmann bekannt ist:
http://firecapture.wonderplanets.de/

Firecapture ist ein ebensolches Selbstbauprojekt eines Astrofotografen, dem die Methoden von Giotte et al. nicht zusagten.

Der Vergleich mit der hier beschriebenen Software wäre sicherlich interessant!

Allerdings benötige ich persönlich aufgrund mangelnder Hardware keine solche Software mehr

 

[Sissy]

Hallo David,

merci für das Angebot, aber mittlerweile arbeite ich mit anderen Kameras, die Langzeitbelichtung über viele Minuten zulassen. Ich habe also keinen Bedarf (mehr).

Falls Du noch nen Rechner mit paralleler Schnittstelle hast, könntest Du von mir sogar ne ToUcam mit Farbchip haben, die auf Langzeitbelichtung umgebaut ist. Mit K3CCDTOOLS hab ich vor vielen Jahren damit experimentiert, als gekühlte CCD-Kameras und die damals neuen Digitalkameras für mich noch unerschwinglich waren.

Mein Problem war seinerzeit, daß ich kein Guiding machen konnte und die Sterne nach 30 Sekunden deutliche Eier waren. Das hat mich gefrustet und ich hab die Langzeitfotografie ne Weile auf Eis gelegt.

Mittlerweile haben ja alle vernünftigen Steuerungen ST-4 Guidingports, und ne kleine Guidingcam kostet blos noch rund 170 Euro. Jetzt haben meine Bilder selbst mit Schmalbandfiltern immer einen vernünftigen S/N Abstand und jedes x-beliebige Stackingproggy tut seinen Dienst.

Viel Erfolg bei Deinem Projekt.

Grüße
Sissy

 

[Bernhard]

Hallo Frank,

Allerdings benötige ich persönlich aufgrund mangelnder Hardware keine solche Software mehr

da gab es bei Dir also scheinbar auch drastische Kürzungen. Ich habe meinen 18-Zoll-Dobson nämlich mittlerweile wieder weiterverkauft. Es war eine schöne Zeit mit dem Gerät und brachte viel Freude, aber alles hat bekanntlich ein Ende und der Aufwand insgesamt und beim Beobachten war mir zuletzt einfach deutlich zu hoch.
Gruß

 

[Hellstorm]

Hallo David,

Falls Du noch nen Rechner mit paralleler Schnittstelle hast, könntest Du von mir sogar ne ToUcam mit Farbchip haben, die auf Langzeitbelichtung umgebaut ist. Mit K3CCDTOOLS hab ich vor vielen Jahren damit experimentiert, als gekühlte CCD-Kameras und die damals neuen Digitalkameras für mich noch unerschwinglich waren.

Mein Problem war seinerzeit, daß ich kein Guiding machen konnte und die Sterne nach 30 Sekunden deutliche Eier waren. Das hat mich gefrustet und ich hab die Langzeitfotografie ne Weile auf Eis gelegt.

Viel Erfolg bei Deinem Projekt.

Grüße
Sissy

Hallo,

einen Laptop mit Parallelport hab ich hier noch irgendwo rumfliegen. Bei meiner ToUcam hatte ich mich bisher dennoch noch nicht an einen Umbau gewagt, da das ja auch nicht ganz ohne ist. Und es war bei mir auch immer die Frage, ob es das Risiko wert is, da die Belichtungszeiten an einem Dobson ohne Nachführung ja eher gering ausfallen

Grüße

 

[Hellstorm]

Wollte mir gerade mal Firecapture 2.2 anschauen. Leider ist der Download zur Zeit offline - und den Autor selbst will ich gerade auch nicht nerven. Hat evtl. hier einer das noch für mich?

 

[Sissy]

Hallo David,

Bei meiner ToUcam hatte ich mich bisher dennoch noch nicht an einen Umbau gewagt, da das ja auch nicht ganz ohne ist. Und es war bei mir auch immer die Frage, ob es das Risiko wert is, da die Belichtungszeiten an einem Dobson ohne Nachführung ja eher gering ausfallen

ich hab auch net selber umgebaut. Das war mir zu heikel. Ich hab die Cams umbauen lassen

Wenn Du Deinem Dobson eine Nachführplattform spendierst (Bastelprojekt oder Kaufteil), gehen auf alle Fälle Belichtungszeiten von ca. 2-4 Sekunden direkt im Fokus. Da hast deutlich mehr Signal als bei Belichtungszeiten von 1/25 Sekunde... Das dürfte einem Gewinn von 1-2 mag Grenzgröße bringen...

Grüße
Sissy

 

[Hellstorm]

Jupp. Über eine EQ-Plattform hatte ich mir auch schon gedanken gemacht. Bin aber auch am überlegen, ob ich mir eine NEQ-6 hole. Die mag zwar für einen Galaxy D10 schon etwas grenzwertig sein, sollte aber bei Windstille auch gute Resultate bringen. Aber das müsste dann sowieso erst mein Finanzminister genehmigen.

 

[Sissy]

Hi

so nen großen, schweren Newton parallaktisch zu montieren für Deepsky-Fotografie ist sehr teuer. Aber brauchst überhaupt so nen dicken Brummer? Du kannst auch mit wesentlich leichterem Geraffel fotografieren. Kommt natürlich darauf an, was Du fotografieren möchtest.

Ich hab letzten Sommer mit nem 300 mm Teleobjektiv auf ner NP (meiner ersten Montierung von vor 20 Jahren) angefangen. Beides martelalt und daher spottbillig zu besorgen. Statt der NP ginge auch ne EQ-3 (die echte mit der Polsucherbohrung) mit der 2-Achssteuerung mit Autoguideranschluß (Nachrüßtsatz).

Damit hab ich aus dem Großraum Stuttgart raus großflächige Nebel mit der Canon EOS 450DA in H-Alpha geknipst und Autoguiding geübt:

Inzwischen klappt das mit dem Autoguiding, und ich hab jetzt den nächsten Schritt gemacht. Nen 150/750 er Newton auf meine Sphinx gepackt. Auch da klappt das Autoguiding, jetzt geh ich die nächste Baustelle an - de richtigen Abstand zwischen Komakorrektor und Kamera zu finden...

Bei mir haben sich über die Jahre viele Dinge angesammelt und so mußte ich lediglich das GPUSB Interface und nach dem Umbau der EOS den H-Alpha-Clipfilter neu kaufen. Das ging per Taschengeld, ohne daß ich die Familienfinanzen angreifen mußte. Also kein Ärger mit dem Göttergatten.

Grüße
Sissy

 

[Hellstorm]

Hatte mir auch schon mehrere "Szenarien" überlegt. Die günstigste wäre wohl eine EQ-Plattform gewesen, aber deren Möglichkeiten sind wohl am meisten begrenzt. Daher schwanke ich eher zwischen einer HEQ-6 oder einem 100 bis 150er set auf einer EQ-5 SkyScan. Letzteres wäre wohl die beste Variante, aber... meine Frau ist es wohl einfacher zu erklären, warum ich mir eine HEQ-6 für ca. 1200 Euro kaufen würde, statt eines weiteren Teleskops inkl. Montierung für 800 bis 1000 Euro.

Aber nichtsdestotrotz sehe ich trotzdem so seinen Sinn in dem Programm - und wenn man es nur für Dobson-Teleskope auslegt, so hat es dann ja auch schon seinen Platz gefunden. Im Moment muss es aber erstmal hinten anstehen, wegen eines beruflichen Projektes. Ich werde mich aber bemühen, in der nächsten Zeit eine erste Vorab-Version herauszubringen.

 

[Hellstorm]

Sodale, hier mal ein Update.
Mittlerweile gibt es schon gute Fortschritte. Es kamen auch tonnenweise Funktionen hinzu, inklusive Aussortierung auf Gradienten-Basis, genaueres Ausrichten durch Mustervergleich, und einige Farbanpassungen (Gamma, Gain, Kontrast und Helligkeit) je Kanal.

Es lassen sich hierbei auch schon gute Resultate erzielen.

Die Screenshots sind aus einer früheren Version, weitere poste ich wohl morgen.

Originalframe:

Gestacked:

 

[Bernhard]

Hallo David,

ich hätte Interesse an dem Programm. Ich habe zwar noch keine Rohdaten, aber sobald welche da sind, würde ich gerne gleich mit der Bearbeitung loslegen können. Gibt es einen Download-Link?
MfG

 

[Hellstorm]

Kommt bald.
Ich schreibe gerade noch einige Programmteile um für bessere Fehlerbeseitigung und mehr Kontrolle, bzw. um besser den Workflow zu erweitern.
Sollte aber in Kürze soweit sein

 

[Hellstorm]

So. Ein Großteil ist schon umgeschrieben. Es fehlen aber noch ein paar Dinge. Die Muster-Ausrichtung muss ich auch noch etwas umschreiben, dort sind noch ein paar kleinere Fehler.

Ansonsten hier aber erstmal ein weiteres Ergebnis:

Originalframe aus dem Videomaterial:

Summenbild aus uStack (gedreht):

 

[Bernhard]

Hallo David,

die Ergebnisse sehen ziemlich vielversprechend aus. Gratulation! Man müsste diese Software mal mit besseren Rohdaten "füttern". Sissy wäre da sicher eine gute Testerin.

 

[Hellstorm]

Jupp. An Rohdaten zum testen mangelt es mir derzeit auch noch etwas. Daher hoffe ich ja auch, dass eine präsentative Version bald fertig ist. Ich schaffs halt meistens nur am Tag mal ein Stündchen was daran zu machen. Das ist im Moment das Hauptmanko. Aber an sich müssen nur noch ein paar Fehler ausgemerzt werden und ich will neben den normalen Farbkorrekturen wie Gamma oder Kontrast noch eine Funktion einbauen, dass sich Farben nahe schwarz und weiß noch etwas besser aufspreizen lassen. So sollte ich vorallem die Sterne noch etwas punktförmiger bekommen.