Astrofotografie :: Giotto - Bilder addieren

Giotto - Bilder addieren

Das Kernstück des weit verbreiteten Programms Giotto ist das automatische Ausrichten und anschließende Addieren von Einzelaufnahmen zu einem sogenannten Summenbild. Welche gewaltigen Vorzüge diese Vorgehensweise - unter anderem die Rauschreduktion - hat, ist auf der Seite Rauschreduktion und Informationsgewinn durch Bildaddition sehr ausführlich beschrieben. Das Verständnis dieser wichtigen Grundlagen, die hinter der Bildaddition stecken, erleichtert den Umgang mit dem her beschriebenen Dialog "Bilder addieren" ungemein. In dem praxisorientierten Beitrag auf dieser Seite soll es schwerpunktmäßig darum gehen, welche Einstellungen zu welchem Zweck in dem Dialog "Bilder addieren" vorgenommen werden müssen.

Hinweis zur Bedienung meiner "mausaktiven" Dialoge:

Gelegentlich tauchen in den passend zur Mauszeigerposition eingeblendeten Texten Querverweise ("Links") auf. Um diese auch zu erreichen - schließlich wird der Text beim Bewegen der Maus ja wieder umgeblendet - kann man diesen durch Gedrückthalten der linken Maustaste sozusagen "einfrieren". Den Mäuserich dann auf den Link bewegen und die Taste dann wieder loslassen, sonst tut man sich mit dem Anklicken des Links etwas schwer ;=} Funktioniert allerdings nur bei den Browsern Netscape, Opera, Mozilla und Firefox, nicht jedoch im IE.

Der nun folgende Dialog ist so ein "mausaktiver" und liefert zu jedem Einstellobjekt die entsprechende Erklärung, wenn dieses von der Maus "überflogen" wird:

Menüpunkt: Bildüberlagern - Addiere Bilder (Giotto Classic)

 

Der Dialog zum Addieren von Einzelaufnahmen

ist sehr übersichtlich gestaltet und bietet eine große Fülle an sehr wichtigen Funktionen, die praktisch jeden Fall abdecken, der in der Astrofotografie auftauchen kann. Bei schwierigen "Motiven" ist eine genaue Kenntnis dieser Einstellmöglichkeiten unumgänglich. Und genau diese sollen in diesem "mausaktiven" Bild vermittelt werden...

Interlace

Diese Einstellung berücksichtigt den Umstand, daß bei manchen Videokameras jeweils zwei Halbbilder nacheinander übertragen werden, die dann erst mal zu einem Vollbild zusammengefügt werden müssen. Dabei enthalten die Halbbilder jeweils die Zeilen 1,3,5 usw. und dann 2,4,6 usw.. Verwendet man eine Webcam, dann darf diese Option nicht aktiviert werden!

Randausschluß

Sehr nützliche Option, wenn die Randbereiche des Summenbilds durch das Ausrichten vor der Bildaddition unsauber werden. Das passiert insbesondere dann, wenn das auszurichtende Objekt im Video etwas heftiger in alle Richtungen hin- und herhüpft (Nachführfehler).

Nicht schließen

Normalerweise wird dieser Dialog nach getaner Arbeit geschlossen. Mit dieser Option kann man dies auf Wunsch verhindern.

Auswahl Rohbilder

Hier kann gewählt werden, aus welcher Quelle die Rohbilder stammen. Möglich ist das direkte Zerlegen eines AVI-Videos in seine Einzelbilder (Frames) vor dem Addieren ("AVI-File") oder das Addieren einer Aufnahmeserie, die sich als Einzelbilder in einem frei wählbaren Verzeichnis befinden ("Directory"). Ich persönlich bevorzuge diese Methode, denn damit kann man vorher erst mal alle schlechten Bilder aussortieren. Falls die Option "AVI-File" gewählt wurde, läßt sich mit dem dann aktivierten Schieberegler darunter bestimmen, ob jedes Bild, jedes 2., jedes 3. usw. verwendet werden soll. Das Geheimnis, das sich hinter der Option "Nummerierung" verbirgt, hat sich mir bisher noch nicht erschlossen.

Ergebnisermittlung

Aufpassen bei diesen Optionen! In fast allen Fällen wird man bei Astroaufnahmen die Option "Mitteln" wählen, denn damit werden die Mittelwerte aller Pixel im "Bildstapel" ermittelt, was die bestmögliche Rauschreduktion bringt. "Kumulieren" bedeutet: "Nimm den hellsten Pixel im Stapel", was dann sehr nützlich ist, wenn sich im Video ein Objekt (Asteroid, Satellit) bewegt. Bei der Mittelung würde diese Strichspur sehr stark unterdrückt. Beim Fotomodus wird ohne Mittelung einfach addiert, was bei vielen halbwegs ausbelichteten Astroaufnahmen schnell zu erheblichen Sättigungseffekten führt.

Rohbildqualität Optionen

Hier sind drei Optionen möglich: "Kein Check" ist zwar rasend schnell, unternimmt aber keinerlei Kontrolle bezüglich der Bildqualität. Alle Bilder werden zur Summenbildung herangezogen, die Schieberegler rechts davon werden deaktiviert.

"Voransicht" deaktiviert ebenfalls die drei Schieberegler rechts davon. Nach Auswahl der Aufnahmeserie und ggf. Flats, Darks und Passmuster wird nicht automatisch drauf los addiert. Vielmehr öffnet sich ein zweiter Dialog, über den der Benutzer selbst entscheiden kann, ob dieses Bild nun zum Summenbild addiert werden soll oder nicht. Selbstverständlich werden diese Bilder zur eingehenden Betrachtung in wählbarer Vergrößerung angezeigt. Sehr praktisch bei relativ wenigen Bildern (etwa 10 - 500) mit stark unterschiedlicher Qualität.

"Autosortierung" prüft die Qualität eines jeden Bildes bezüglich Schärfe und Verzerrung nach den Vorgaben der Schieberegler rechts und vergibt intern eine Art "Qualitätsnummer". Danach wird in absteigender Qualität sortiert und die besten X% (einstellbar!!!) davon letztlich zur Bildaddition herangezogen.

Rohbildqualität Einstellungen

Wenn bei der Rohbildqualität die Option "Autosortierung" gewählt wird, dann sind diese drei Schieberegler aktiviert. Ganz oben läßt sich mit "Schärfe/Verzerrung" bestimmen, worauf besonderer Wert gelegt wird - mehr auf Schärfe oder mehr auf Verzerrung (Seeingbedingte Abweichungen von einem Bild zum anderen). Die Grundeinstellung 50/50 liefert meist gute Ergebnisse. Bei starkem Seeing kann in Einzelfällen eine Einstellung so um 15/85 durch stärkere Gewichtung auf Verzerrung ein deutlich besseres Resultat liefern.

"Verwendungsrate" ist eigentlich fast selbsterkärend: Hier wird bestimmt, die wieviel X% der besten Bilder zur Addition herangezogen werden sollen.

Den "Prüfausschnitt" möchte man ganz gerne immer auf 1.00 (=100% vom Bild wird auf Schärfe / Verzerrung überprüft) stellen. Jedoch hat das naturgemäß eine 16-mal so lange Rechenzeit zur Folge wie etwa die Einstellung 0.25 (=25%). Und in fast allen Fällen genügen 25% oder auch noch weniger. Die Einstellung "Planet" schaut sich nur die hellen Bildteile an.

Vorverstärkung

Durch Aktivieren dieser Option kann mit Klick auf die darunterliegende Schaltfläche im Folgedialog bestimmt werden, in wieweit jedes Rohbild bezüglich des Helligkeitsverlaufs vorverstärkt werden soll. Kann man aber auch nachträglich am Summenbild durchführen, was m.E. günstiger ist.

Rauschfilter

Durch Aktivieren dieser Option kann mit Klick auf die darunterliegende Schaltfläche im Folgedialog bestimmt werden, auf welche Weise jedes Rohbild vor der Addition gefiltert werden soll. Hier stehen die Rauschfilter "Median/Pseudomedian", "Mittelwert", "Sortieren" und "Zeilenmittel" zur Verfügung. Hoher Rechenaufwand!!! Kann man auch am Summenbild machen, was m.E. ebenfalls günstiger ist.

RGB Korrektur

Bei langen Brennweiten und niedriger Horizonthöhe kommt es häufig zu einer deutlich sichtbaren atmosphärischen Dispersion (Maustaste gedrückt halten und Mäuschen hierher...), was sich durch einen blauen Farbsaum oben und einen roten unten bemerkbar macht. Dies kann durch Aktivieren dieser Option im Nachfolgedialog für jedes Einzelbild korrigiert werden. Sinnvoll, denn das Ausrichten sollte damit etwas genauer werden.

Flatfield

Sofern vorhanden kann mit dieser Option ein sogenanntes Flatfield von jedem Rohbild vor der Addition abgezogen werden. Ein Flatfield ist im Unterschied zum "Dunkelstrombild" ein Abbild des "nicht-schwarzen" Himmelshintergrunds, mit all seinen Unregelmäßigkeiten gegenüber einer ideal gleichverteilten Helligkeit über die gesamte Bildfläche.

Dunkelstrom

Für DeepSky-Aufnahmen ist diese Option extrem wichtig!!! Vor der Addition wird von jedem Rohbild ein gemitteltes "Nullbild" abgezogen. Dieses "Nullbild" ist nichts weiteres als das, was die Kamera "von selber" produziert, also das FPN und die Hotpixel. Mehr dazu auf der Seite "Dunkelbildabzug" (linke Maustaste gedrückt halten und Mäuschen hierher fahren...).

Hotpixelmaske

Diese kann eingemessen und als gesonderte Datei mit der Endung .HPX gespeichert werden. Durch Aktivieren dieser Option kann mit Klick auf die darunterliegende Schaltfläche jede Einzelaufnahme mit dieser Hotpixelmaske "maskiert" werden. Die Hotpixel erscheinen dann als dunkles Pünktchen, was jedoch nicht weiter auffällt. Nebenbei werden die Hotpixel schon beim Dunkelbildabzug nahezu vollständig entfernt, so daß diese Option in diesem Falle meist unnötig ist.

Superresolution Optionen

Beim Addieren von vielen Einzelbildern ist die Genauigkeit der vorhergehenden Ausrichtung von größter Bedeutung für die Qualität des Summenbilds!!! Wer schon mal das Einzelbild eines Sternchens stark vergrößert hat, der weiß, daß dessen Helligkeitsschwerpunkt gemeinerweise immer zwischen zwei Pixeln liegt! Also muß eine wirklich präzise Ausrichtung mit "½-Pixel-Schritten" (zweifach, genügt meistens) oder sogar mit "¼-Pixel-Schritten" (vierfach) arbeiten können. Das ist sehr wichtig, auch wenn´s Rechenzeit kostet.

Bildbehandlung nach dem Stacken

Falls die Superresolution "zweifach" oder sogar "vierfach" gewählt wurde, dann kann man ein entsprechend großes Summenbild erzeugen lassen oder aber eine mittige Ausschnittsvergrößerung ("Ausschneiden"). Mit der Option "nachher Originalgröße" wird das Resultat wieder auf die Originalgröße verkleinert. Kleiner Bug: Bei "zweifach" ohne anschließende Verkleinerung enthält das Summenbild ein fremdartiges Pixelmuster...

Anpaßmethode Optionen

Sehr wichtige Einstelloptionen! Hier ist zu bestimmen, mit welcher Methode die Einzelbilder ausgerichtet werden sollen:

Keine: Es wird ohne Ausrichtung addiert. Sinnvoll nur bei absolut deckungsgleichen Bildern, und die schnellste aller Methoden.

Helligkeitsschwerpunkt: Nur bei sehr gutem Seeing sinnvoll. Geht auch sehr schnell.

Planet zentrieren: Kein Kommentar ;=}. Ebenfalls sehr schnell.

Paßmuster (in Umgebung): Hier wird in einem Folgedialog ein weiteres Bild angezeigt, in dem ein Bereich markiert werden muß, welcher ein unverwechselbares Bildmuster (Mondkrater, Sternformation) enthalten sollte. Nach diesem "Paßmuster" werden alle Einzelbilder ausgerichtet. Langsam aber sehr genau.

Status

In dieser Informationsleiste wird der Benutzer über den aktuellen Stand der Dinge informiert..

Zeit

Hier ist zu erfahren, wieviel Rechenzeit der aktuelle "Job" bisher gekostet hat.

Weiter ...

Sind alle Einstellungen korrekt, dann kann die Addition mit dieser Schaltfläche gestartet werden. In einem weiteren Folgedialog muß dann das erste Bild einer Aufnahmeserie bzw. ein AVI-Video ausgewählt werden. Falls die Option "Paßmuster" gewählt wurde, kommt vorher noch der Dialog zum Markieren des Paßmusters..

Zielpuffer

Hier wird der Zielpuffer angezeigt, in dem das Summenbild später "Platz nimmt". Dieser Puffer muß vorher durch Klick auf das gewünschte der vier Innenfenster aktiviert werden.

Pause

Das Addieren von sehr vielen Einzelaufnahmen kann die CPU des Rechners ganz schön lange beschäftigen! Oft kommt es vor, daß man schnell mal zwischendurch... Mit dieser Schaltfläche kann das Addieren vorübergehend unterbrochen werden..

Abbruch

Sofortiger Abbruch der Bildadditionen. Kleiner Bug (Windows XP): Meist läuft im Hintergrund der Prozeß zur Bildaddition einfach weiter und kann nur mit dem Taskmanager "abgeschossen" werden.