Vorrei sottoporre all'attenzione di tutti coloro che utilizzano la camera DSI-C della Meade una procedura di calibrazione delle immagini a colori che permette di ottenere, almeno questa è la mia opinione, immagini di migliore qualità rispetto a quelle ottenibili tramite il solo software di acquisizione Envisage fornito con la camera CCD.
In particolare la mia esigenza nasce dalla necessità di utilizzare il flat-field per correggere una forte vignettatura causata dal mio attuale riduttore di focale spinto a f3.3.
La procedura descritta nel testo allegato non è di certo esaustiva e si propone di stimolare la ricerca di altre soluzioni.
Saluti
Lorenzo
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Calibrazione immagini a colori camera CCD Meade DSI-C
Di seguito darò per scontati i concetti che stanno dietro al dark-frame, flat-field, per i quali consiglio di leggere i libri elencati tra i riferimenti utili, per focalizzarmi maggiormente sulla procedura di calibrazione delle immagini a colori della camera DSI-C con il software Autostart IP in dotazione.
Come saprete la camera DSI-C acquisisce le immagini a colori attraverso l'utilizzo di una matrice di filtri colorati (CMYG) denominata "matrice di Bayer". In realtà l'immagine grezza (raw) del CCD è in bianco e nero e nel formato .fts.
Le immagini in formato raw vanno calibrate prima della conversione (debayer) della matrice di pixel in bianco e nero nei corrispondenti colori, altrimenti il risultato finale ottenuto non sarà corretto.
Vedremo di seguito prima le operazioni di acquisizione delle immagini e poi quelle di calibrazione.
Fase di acquisizione
Per la fase di acquisizione mi sono avvalso del software Envisage - update 4 scaricabile dal sito Meade.
1. Acquisire i singoli frame del soggetto da riprendere nel formato fits ed in modalità [Save all raw images]. Per fare questo è necessario specificare le opzioni di Envisage [FileType] e [SaveProc]->[SaveOptions]. La durata di esposizione dei singoli frame andrà valutata sulla base del soggetto ed alla capacità di inseguimento della montatura del proprio telescopio. E' importante inoltre ricorsarsi di non impostare la sottrazione automatica del dark, poichè tale operazione sarà eseguita nella successiva fase di calibrazione.
2. Acquisire una serie di dark frame (almeno 9) con la stessa durata dell'esposizione del soggetto. Meglio se due serie, prima e dopo l'esposizione del soggetto, per minimizzare i problemi di variazione della temperatura del sensore durante la ripresa della sequenza di immagini.
3. Acquisire una serie di flat-field (almeno 9 ma meglio 20-25), usando ad esempio uno schermo di cartoncino bianco uniformemente illuminato. La camera DSI-C con tempi superiori al secondo utilizza una modalità di lettura a basso rumore ed è quindi opportuno riprendere i flat-frame con tempi di un secondo o superiori, tenendo comunque presente che il tempo di esposizione dovrà saturare all'incirca al 50% la capacità del sensore CCD.
4. Acquisire una serie di dark-frame per la calibrazione dei flat-field di durata identica al tempo di esposizione utilizzato per quest' ultimo.
Fase di calibrazione e composizione dell'immagine a colori
Per la calibrazione ho utilizzato il software Autostar IP in dotazione con la camera DSI-C che, anche se un pò ostico e spartano, assolve pienamente al suo compito. Per l'allineamento mi sono avvalso di Envisage e della funzione drizzle. Infine per la composizione dell'immagine finale (quadricromia) ho utilizzato Iris.
Importante! Spuntare l'opzione "Group Operation Overwrite" su [Options]->[Preferences] del menù di AutostarIP,
altrimenti i file originali verrebbero sovrascritti. Ad ogni modo è buona norma lavorare con le copie delle immagini originali.
1. preparazione master-dark. Selezionare il gruppo delle immagini di dark tramite [Group]->[New] e quindi mediarle con [Group]->[combine]->[average]. Salvare il file di dark così ottenuto con il nome: master_dark.
2. preparazione master-flat. Selezionare il gruppo di immagini di dark-flat tramite [Group]->[New] e quindi mediarle con [Group]->[combine]->[average]. Salvare il file ottenuto con il nome: master_dark_flat. Definire un nuovo gruppo con le immagini di flat [Group]->[New] e calibrarle con il master dark flat tramite [Group]->[calibrate] selezionando il file (master_dark_flat), quindi mediarle con [Group]->[combine]->[average]. Salvare il risultato ottenuto con il nome: master_flat.
3. calibrazione light-frame: selezionare il gruppo di immagini acquisite del soggetto e da calibrare con [Group]->[New]. Calibrare i frame con [Group]->[calibrate] e selezionare i file master_dark e master_flat precedentemente salvati. A questo punto è possibile estrarre l'informazione sul colore (debayer) tramite il comando [Group]->[Split DSI color]. Si otterranno così quattro piani colore per ogni singolo frame che avranno come prefisso DsiL-, DsiR-, DsiG-, DsiB-.
4. I frame calibrati così ottenuti per ogni piano colore andranno allineati e sommati per migliorarne il rapporto segnale/rumore. Per questa operazione utilizzare la funzione di allineamento e somma di Envisage ed in particolare la funzione di drizzle che permette di migliorare la risoluzione dell'immagine.
5. Selezionere singolarmente ogni gruppo di piano colore partendo ad esempio dalla luminanza (DsiL-) ed eseguire la procedura di allineamento descritta nel tutorial Drizzle parte 2 di Steve Hamilton (vedi tra i riferimenti utili).
6. Ripetere il punto precedente per ogni piano colore. Si otterranno così quattro immagini finali per L, R, G e B.
7. Con Iris allineare infine i singoli piani colore, risultanti della procedura drizzle di Envisage, e comporre l'immagine a colori con il comando [View]->[(L)RGB]. Regolare i livelli, il bilanciamento del bianco e del fondo cielo ed infine salvare l'immagine nel formato .bmp per i ritocchi finali.
Riferimenti utili:
Envisage
- Manuale Drizzle:
http://meade.com/autostar/update/drizzle_update.pdf
- Tutorial Drizzle Part1:
http://meade.com/autostar/update/DSI_Drizzle_Part_1.pdf
- Tutorial Drizzle Part2:
http://meade.com/autostar/update/DSI_Drizzle_Part_2.pdf
- Manuale Austoar IP:
http://www.meade.com/manuals/TelescopeM ... Manual.pdf
Iris
- Iris:
http://www.astrosurf.com/buil/us/iris/iris.htm
- Tutorial LRGB:
http://www.astrosurf.com/buil/iris/tuto ... c16_us.htm
Libri
- Guida al CCD per l'Astronomia (P.Camaiti) - Il castello
- Il CCD in Astronomia (V.Franchini, G.Pasi, M.Nicolini) - Orione
- The Handbook of Astronomical IMAGE PROCESSING (R.Berry, J.Burnell) - Willmann-Bell
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