Quali risultati si possono raggiungere:
L’elaborazione delle immagini planetarie:
Come trasformare un’ottima ripresa in
una eccellente immagine
Caratteristiche di un’ottima immagine planetaria
Un’ottima immagine planetaria mostra la massima risoluzione raggiungibile con il
proprio telescopio Riprese in alta risoluzione
Occorre che si verifichino particolari condizioni:
1) Seeing ottimo
2) Telescopio perfettamente collimato ed acclimatato
3) Setup di ripresa corretto (focale, esposizione, guadagno, acquisizione)
4) Solo quando si dispone del potenziale si deve applicare il procedimento
elaborativo per trasformarlo in realtà
Un’ottima immagine planetaria deve soddisfare criteri scientifici ed estetici
Gli astrofili non sono artisti: devono quindi riprodurre esattamente la realtà
La realtà è oggettiva e riproducibile:
•
Ogni immagine planetaria deve essere quindi riproducibile
•
La bravura dell’astrofilo non è detenere l’esclusiva, ma arrivare per primo al
raggiungimento di certi obiettivi, con metodo e rigore scientifico, aggiungendo
un tocco estetico, che trasforma un’immagine normale in una ottima
Fasi della produzione di una qualsiasi immagine planetaria
1) Collimazione telescopio
2) Stima della turbolenza atmosferica
3) Acquisizione di un video con l’esposizione più breve possibile
(tenendo sempre la luminosità attorno a 200 ADU) ed il framerate
maggiore (non più di 15 frame per secondo per webcam)
4) Analisi delle migliori immagini del video
5) Allineamento e somma (di solito la fase 4-5 è automatica
Registax, Iris) Immagine Grezza = RAW = singola immagine, con
un rumore nettamente minore e maggiori dettagli, purtroppo nascosti
all’occhio umano
Venere: singola immagine
Immagine RAW (700 frame)
Immagine elaborata
L’immagine RAW deve essere elaborata, applicando dei filtri di
contrasto, o degli algoritmi particolari, che permettono di
visualizzare, senza alterare, tutte le informazioni in essa contenute.
Un procedimento elaborativo ideale dovrebbe quindi soddisfare un mix di
canoni scientifici (oggettivi) ed estetici:
1) Mostrare tutte le informazioni realmente catturate dal sensore
2) Non mostrare dettagli dalle forme e dimensioni alterate; in generale 
3) Non mostrare artefatti, cioè dettagli fittizi ed artificiali
4) Non evidenziare il rumore, presente in qualsiasi immagine
5) Restituire colori bilanciati
6) Eliminare inestetismi ed imperfezioni dovute al telescopio, al sensore,
all’atmosfera terrestre
SI!
NO!
L’elaborazione falsa l’informazione catturata?
NO!
O almeno non dovrebbe, se applicata nel modo giusto
L’applicazione di filtri di contrasto troppo intensi può alterare i dettagli
ripresi.
Sta all’astrofilo capire quando e come fermarsi, tenendo presente che si
tratta SEMPRE di una rappresentazione della realtà, che può essere
interpretata, ma NON modificata
Lo scopo di un’elaborazione
Prima di curare le fasi di un’elaborazione, è necessario disporre di un’ottima
immagine grezza (RAW)
L’elaborazione trasforma un’ottima immagine grezza in un’ottima immagine
finale
L’elaborazione trasforma una mediocre immagine grezza in una mediocre
immagine finale
Un’elaborazione eccellente trasforma un’ottima immagine grezza in una
eccellente immagine finale
Non tutte le immagini RAW ottime si trasformano in eccellenti, ma tutte RAW
mediocri resteranno tali
L’elaborazione permette di enfatizzare al massimo l’informazione scientifica,
curando i canoni estetici.
Un’elaborazione non può e non deve creare dettagli che non ci sono o un
colore che non è stato ripreso
La fasi di un’elaborazione planetaria:
1) Enfatizzazione dei dettagli, applicando i filtri di contrasto. Eventuali
procedimenti preliminari (filtro Gaussiano, coefficienti..)
2) Eliminazione del rumore residuo ed eventuali imperfezioni
3) Composizione dell’(eventuale) immagine a colori. Bilanciamento
cromatico e allineamento dei canali RGB. Ritocchi finali
Con le camere a colori occorre lavorare sempre sui singoli canali e
comporre l’immagine a colori solamente alla fine
Filtri ed algoritmi per l’elaborazione delle immagini in alta risoluzione
Maschere Sfocate
Wavelet
Deconvoluzione
Algoritmi:
1) Lucy richardson
2) Maximum entropy
3) Van Cittert
Filtri di contrasto: enfatizzano il
contrasto di dettagli con un
certo diametro lineare,
lasciando inalterati gli altri.
Algoritmi di ricostruzione
dell’immagine: attraverso l’analisi
di una sorgente puntiforme (PSF),
ripresa con lo stesso setup
dell’immagine, si applicato degli
algoritmi reiterati (anche 100-200
volte) che cercano di ricostruire i
dettagli dell’immagine grezza.
Procedimento molto utilizzato dai
professionisti
Programmi consigliati: Iris, Maxim Dl, Se applicato è il migliore perché
Astroart
conserva anche l’informazione
fotometrica
Quale procedimento è il migliore?
Non esiste un procedimento universalmente corretto.
Sta alla sensibilità e conoscenza dell’astrofilo applicare quello si pensa sia
il migliore
Ogni corpo celeste richiede procedimenti elaborativi totalmente diversi.
Occorre solamente provare ed essere consapevoli delle scelte ed
operazioni che si possono fare ed in base alla propria sensibilità, applicare
il procedimento che si pensa sia migliore.
Fase 1: Operazioni preliminari
Programma consigliato per l’applicazione di filtri di contrasto e pre-filtri: IRIS
Iris: gratuito, potente. Purtroppo non facile da utilizzare.
Prima dei filtri di contrasto è utile:
1) Coefficiente moltiplicativo: per non far saturare l’immagine
2) Filtro gaussiano: per eliminare rumore ad alta frequenza
Fase 1: I filtri di contrasto e gli algoritmi più utilizzati
Maschera sfocata
R= 1
R=2
R=3
R= 4.5
Immagine RAW
Livello 1
Livello 2
Livello 3
Livello 4
Wavelet
La deconvoluzione
Immagine RAW con OTTIMO
rapporto segnale/rumore
Massima Entropia: 2X200
interazioni. PSF=1.3 Pixel
Per la deconvoluzione è critica la scelta
del diametro della PSF
Lucy-Richardson: 2X100
interazioni. PSF= 1.5 pixel
Diametro piccolo implica la creazione di
rumore e artefatti
Diametro grande impasta i dettagli e
riduce la risoluzione
Confronto con wavelet e maschere sfocate
Fase 2: Filtri e procedure anti-rumore
E’ molto più facile prevenire il rumore piuttosto che toglierlo
L’eliminazione del rumore crea spesso artefatti: prestate molta attenzione
Filtro Gaussiano R=1
Passa basso (Astroart)
Immagine alla quale sono stati
applicati filtri di contrasto che
hanno generato anche del
rumore
Passa basso (Maxim Dl)
Photoshop: polvere e grana
Photoshop: smacchia
Fase 3: Tricromia RGB e quadricromia LRGB
Tricromia RGB
Quadricromia LRGB: assemblaggio
manuale con Photoshop
Un tipico procedimento elaborativo
Immagine RAW: 1700 frames
Fase 1: enfatizzazione
dettagli: Filtro gaussiano
0.7, multiply 0.7. Walevet
N.2 intensità 25; N.1
intensità 10
Maschera di contrasto con
Photoshop, filtro Adattativo
con Maxim. Tutti i dettagli
sono presenti.
Fase2: riduzione del
rumore. Iris, funzione edge
all’interno della finestra
wavelet + Neat Image
Deconvoluzione con
Maxim per far risaltare i
dettagli già presenti
Fase 3: Assemblaggio
immagine RGB,
bilanciamento colori,
curve e livelli
(Photoshop)
Un procedimento consigliato quando si hanno ottime immagini RAW:
Mix tra wavelet e deconvoluzione.
Se si trova il giusto equilibrio, si ha la massima enfatizzazione dei dettagli
Immagine grezza con ottimo segnale
Filtro gaussiano di raggio 1.5 per eliminare rumore ad alta
frequenza. Elaborazione morbida con filtri Wavelet (in
questo caso il N.3, con IRIS
Deconvoluzione con Maxim: PSF sintetica,
forma gaussiana, raggio 2,5 pixel
Metodo Richardson-Lucy, 25 interazioni
Se applicata nel modo giusto, la fase 1 è sufficiente: non si rendono
necessari interventi di riduzione del rumore
Quando il seeing è perfetto, i dettagli molto contrastati e il segnale ottimo.....
L’elaborazione è semplicissima:
Singolo frame
Filtro gaussiano con raggio 0.7,
passa alto (Astroart) e wavelet
N.1, intensità 25, con
IRIS.L’immagine è già pronta
Un risultato analogo si sarebbe
ottenuto con una deconvoluzione
Immagine grezza (750 frame)
Quando e come fermarsi?
L’applicazione di filtri di contrasto ha l’obiettivo di estrapolare l’informazione
Filtri troppo intensi la modificano e questo non va bene
L’elaborazione non può fare miracoli
Bisogna fermarsi quando comincia a comparire il rumore qualsiasi altro filtro
aumenterà anche il rumore ma non la visibilità netta dei dettagli è inutile continuare ad
applicare filtri di contrasto
NO!
SI!
Artefatti
L’applicazione di filtri o algoritmi per aumentare il contrasto dei dettagli è
critica e a volte porta alla comparsa di artefattidettagli non reali
E’ necessario ridurre l’intensità dell’elaborazione per prevenire la loro
comparsa
Una volta comparso un artefatto è difficile, se non impossibile eliminarlo.
Riconoscere ed evitare gli artefatti
Ogni immagine, sebbene di natura estetica, DEVE rappresentare la realtà
La bravura dell’astrofilo è raggiungere il massimo senso estetico, la massima
risoluzione possibile, e la massiva verosimiglianza dei dettagli ripresi
Spesso alcuni dettagli risultano di dubbia natura metodo scientifico
Ogni osservazione deve essere ripetibile se un dettaglio è reale, deve essere
presente su almeno due immagini. Inoltre:
1) Il dettaglio deve seguire la rotazione planetaria
2) Il dettaglio non deve cambiare forma
3) Deve essere compatibile con le caratteristiche fisico-chimiche del corpo celeste
Urano mostra artefatti
Venere mostra le nubi!
Confronto immagini Raw ed elaborate
Quali risultati si possono raggiungere: