Robert Gendler:
Színes CCD kép előállítása a fényerősség-réteg technika alkalmazásával

A CCD segítségével készítendő éles, “fényképminőségű” színes kép létrehozása az asztrofotósokat kihívások elé állíthatja. Habár a CCD a látható színképtartomány legnagyobb részén érzékeny, különösen érzékeny a vörös és infravörös hullámhosszakon. Ez nem téma azoknak, akik a CCD-t fekete-fehér fényképezésre használják, de az a színes munkát végzőknek.

A vörös, zöld és kék (RGB) szűrőkön keresztül készített felvételekből összeállított színes kép szemcsés és részletekben szegény lehet. A szűrőkön áthaladó csökkent fénymennyiség és a CCD-k kék hullámhosszakon tapasztalható alacsony érzékenysége a kép kis jel-zaj viszonyához vezethet. Ez ellensúlyozható, ha nagyon nagy nyílású távcsövet vagy nagyon érzékeny chipet használunk, vagy kivételesen hosszan exponálunk, de több okból ezek a lehetőségek nem praktikusak.

Egy olyan digitális feldolgozó-technikával, mint amilyennel egymástól függetlenül a japán Kunihiko Okano (www.asahi-net.or.jp/~rt6k-okn/) és az angol Robert Dalby is úttörő munkát végzett, a CCD-s képek minősége nagyban javíthatók. Ez a módszer, amit “fényerősség-réteg” technikának (luminance layering) neveztek el, lehetővé teszi az asztrofotósok számára a három-szín technika több korlátjának átugrását. Ha az RGB képekkel kapcsolatban használjuk, LRGB technikának nevezzük, ahol L a kép fényerősség összetevőjét, luminanciáját jelöli.

A fényerősség-réteg technika a szűretlen, nagyfelbontású fekete-fehér felvétel élességét és kontrasztját összekeveri egy gyengébb, kisebb felbontású RGB felvétel szín-információjával, ezáltal létrehozva egy olyan “négyszínű” képet, amely nem csak simább, hanem kontrasztosabb is (S&T 1998. decemberi szám, 142. oldal). Ez a módszer elvében hasonló a Rajiv Gupta által a 127. oldaltól kezdődően leírt Lab technikához.

Pontosabban megérthetjük a fényerősség-réteg technikát, ha áttekintjük a színérzékelés HSL (színárnyalat, telítettség, fényerősség) modelljét. Ebben a modellben a látható információt színárnyalatként (szín), telítettségként (tisztaság) és fényerősségként (fényerő vagy intenzitás) érzékeljük. A szem a színárnyalatban és a telítettségben a zajokat kevésbé veszi észre, de a fényerősség összetevőben érzékeny rá. A kép részleteit továbbá a szem szempontjából majdnem teljes egészében szintén a fényerősség összetevő hordozza. Amit a fényerősség-réteg technika tesz az nem más, mint hogy a színes felvétel alacsony jel-zaj viszonyú fényerősség információját kicseréli a fekete-fehér felvétel magas jel-zaj viszonnyal rendelkező fényerősség adataira.

A gyakorlatban a fényerősség-kép általában a CCD teljes felbontásával készített nagyon hosszú szűretlen felvétel (vagy rövid expozíciós idejű felvételek sorozatának összege). A végső kép élessége és kontrasztja ennek a felvételnek a minőségén fog múlni. Mivel a szín-információ csak a végső összetett kép színárnyalatát és telítettségét befolyásolja, az RGB felvételek a CCD kisebb felbontású módjával is elkészíthetőek. A kisebb felbontású mód miatti nagyobb érzékenység rövidebb expozíciós időket tesz lehetővé. Hozzá kell azonban tennem, hogy hosszabb expozíciós idejű felvételek gazdagabb, telítettebb színeket eredményeznek.
 
 

Az LRGB kép összeállítása

LRGB képek készíthetők az olyan képfeldolgozó programokkal, mint a MaxIm DL (www.cyanogen.com), a MIRA AP (www.axres.com), az AIP for Windows (www.willbell.com/aip/index.htm) és a StellaImage (www.sciencecenter.net/hutech/a-arts/index.htm). Ugyancsak elkészíthetők az Adobe Photoshop programmal is, amit én különösen kedvelek a sokoldalúsága miatt. Mivel a Photoshop az RGB és L összetevőket különálló rétegbe helyezi, így azok azután is önállóan manipulálhatók, javíthatók, miután össze lettek illesztve. Például a színek külön állíthatók a sötét, a közepes és a világos részekre. Hasonlóan minden színcsatorna kontrasztja is különállóan szabályozható.
 

Az LRGB módszer az alábbiakban összegezhető:

1. lépés:
Miután az R, G és B felvétel elkészült, kalibrálni kell azokat (sötétkép levonás, korrekció világos képpel) a szokásos módon. Ezután össze kell állítani belőlük a hagyományos színes képet. Ha az eredeti képek a CCD csökkentett felbontású módjával készültek, akkor az összeállított RGB képet újra kell mintavételezni (interpolálni) az L kép felbontásának megfelelően. A színes kép a standard képjavító eljárásokkal korrigálható. Néha én alkalmazok egy enyhe életlenítést is Gauss eljárással a kép kisimítása érdekében. Az eredmény azután mentse el hagyományos TIFF fájlként.




2. lépés:
Készítse elő az L képet. Ez egy kritikus lépés, mivel a végső összetett kép részletgazdagságát és kontrasztját leginkább ez határozza meg. Minden fontos javítást, mint például a nemlineáris nyújtást vagy életlen maszkolást az L képre kell alkalmazni a pompás részletek kiemelése céljából. Ha elégedett az eredménnyel, mentse el TIFF fájlként.

 

3. lépés:
Nyissa meg az RGB képet. Ennél a pontnál általában megnövelem a “vászon” szélességét és magasságát (a ’Canvas Size’ menüpont az ’Image’ menü alatt) azért, hogy legyen mozgásterem a munkához. A vászon az a felület, amin létre kell hozni az LRGB képet.

 


4. lépés:

Nyissa meg az L képet. Válassza ki a teljes képet a ’Select’ menü ’All’ menüpontján való kattintással. 
 


Vágja ki és illessze be az RGB képbe az ’Edit’ menüben található menüpontok használatával.
 


Jelenítse meg a rétegeket (’Layers’ a ’Windows’ menü alatt). Láthatja, hogy két réteg van – a háttér (Background), ami az RGB összetett kép, és az 1. réteg (Layer 1), ami a fényerősség összetevő. A rétegek lehulló menüjéből válassza ki a fényerősséget (’Luminosity’). Az 1. réteg átlátszóságát az átlátszatlanság (’Opacity’) változtatásával állítsa kb. 50 %-ra.



Ezzel kezdődhet az L réteg és az RGB illesztése.
 
5. lépés:
Az ’Edit’ menüben válassza ki a ’Free Transform’ menüpontot. Ezzel a funkcióval az átlátszóvá tett fényerősség-réteget addig mozgassa az RGB kép felett, amíg a csillagok nem fedik egymást.

Időnként azt tapasztalja, hogy a két kép elfordult egymáshoz képest. Ennek kezeléséhez a legjobb módszer az, hogy egy külön programmal, mint például a RegiStar vagy Picture Window (lásd a 129. oldalt), előre fedésbe hozza a két képet egymással. Ezután a képek a Photoshop-ban tökéletesen illeszkedni fognak egymásra. A Photoshop-ban az 1. réteg forgatható is a ’Free Transform’ paranccsal.
Miután a két réteg tökéletesen illeszkedik egymásra, nyomja meg az ’Enter’ billentyűt, majd állítsa vissza az 1. réteg átlátszatlanságát 100 %-ra. Ezután mentse el az összetett LRGB-t Photoshop dokumentumként. Így később a jövőben az újbóli összeillesztés nélkül módosíthatja a rétegeket. A két kép eggyé alakításához használja a ’Layer’ menü ’Flatten Image’ menüpontját.


A Photoshop használatában az a gyönyörűség, hogy a két kép egyesítése előtt kiválaszthatja mind a hátteret, mind pedig az 1. réteget (a megfelelő rész kiválasztásával a ’Layers’ panelon), és folytathatja annak állítását, javítását. Növelheti az RGB réteg színtelítettségét vagy Gauss-eljárással homályosíthatja az egyes színcsatornákat, ha valamelyik többlet zajt tartalmazna. További élességet növelő szűrő vagy életlen maszkolás alkalmazható a fényerősség-rétegre kívánság szerint. Ha elégedett az összetett LRGB képpel, egyesítse azokat, majd mentse el TIFF fájlként.
 
 

Szűrt fényerősség-képek

Eddig fényerősség összetevőnek csak szűretlen képet említettem. Ez galaxisok és széles spektrumú objektumok esetében jól működik. Ha azonban egy objektum emissziója keskeny spektrumra korlátozódik, akkor a végső kép előnyére válhat a szűrőn keresztül készített fényerősség felvétel. Például egy emissziós köd kiemelhető, ha a fényerősség felvétel vörös vagy hidrogén-alfa szűrőn keresztül készült.



                  Kúp-köd régiója - Hagyományos LRGB

Kúp-köd régiója - RRGB                         
Mindkét kép fényerősség-réteg felvétele 6" F/5 refraktorral készült 90 perces expozícióval


                      Lófej-köd - Hagyományos LRGB

Lófej-köd - RRGB                             
Mindkét kép fényerősség-réteg felvétele 6" F/5 refraktorral készült, 40 perc az LRGB, 70 perc az RRGB expocíció



                          M42 - Hagyományosl LRGB

M42 - Hidrogen alfa fényerősség réteg alkalmazásával        

Mindkét kép fényerősség-réteg felvétele 4" refraktorral készült, 20 perc az LRGB , 60 perc a HARGB expozíció.



                            M1 - Hagyományos LRGB

M1 - RRGB                                     
Mindkét M1 kép hasonló átmérőjű távcsővel, hasonló expozícióval készült.

Azt tapasztaltam, hogy a fényerősség-réteg technika nagyban növeli a kiváló minőségű CCD-s csillagászati felvételek készítésének képességét. Másoknak is nyomatékosan ajánlom, kísérletezzenek ezzel a módszerrel.

Robert Gendler képei megtekinthetők a http://robgendlerastropics.com címen.


A Sky & Telescope 1999 júniusi számában  megjelent cikket fordította Perkó Zsolt Perkó Zsolt más hasznos fordításai megtalálhatóak a http://www.nae.hu címen.

Vissza a lap tetejére Tovább az írások menühöz