BILDVERABEITUNGSTECHNIKEN — DIE ROHBILDVERARBEITUNG

Ein CCD-Rohbild besteht aus den folgenden Komponenten: Bildsignal, das Signal des Aufnahmeobjektes. Elektronen werden aus den Photonen der Lichtquelle erzeugt Biasignal, Grundrauschen der kompletten Kameraelektronik Wärmesignal, Elektronen werden ohne einwirkungen von Photonen durch Wärmebewegung erzeugt Weiterhin sind im Rohbild folgende Rauschquellen enthalten Photonenrauschen, Unregelmäßige Schwankungen des Photonensignals. Die Rate der eintreffenden Photonen ist nicht konstant Wärmerauschen, Statistische Schwankungen der Erzeugung von Elektronen ohne Photonen durch Wärmebewegung ist ebenfalls nicht konstant Ausleserauschen, Fehler in der Auswerteelektronik Digitalisierungsrauschen, Fehler bei der Digitalisierung des Signals durch den AD-Konverter Empfindlichkeitsschwankungen, die Empfindlichkeit der einzelnen Pixel variiert. Aktuelle gute Chips haben weniger als 1% Differenz zwischen benachbarten Pixeln und sie sind kleiner als 10% über die gesamte Chipoberfläche Korrekturmöglichkeiten: Das Auslese- und das Digitalisierungsrauschen können vom Anwender nicht korrigiert werden. Hier kan nur der Kamerahersteller durch eine saubere Konstruktion für möglichst niedrige Werte beitragen. Wärmerauschen kann durch die eine geregelte, möglichst tiefe Kühlung des Chips unter die Umgebungstemperatur minimiert werden. Die Empfindlichkeitsschwankungen können durch gute Flatfieldbilder vom Nutzer korrigiert werden. Das Wärmerauschen und das Biassignal (Dunkelbild) können vom Anwender vom Rohbild einfach subtrahiert werden. Deshalb wird ...

... erstens das Dunkelbild (dies ist obligatorisch) vom Rohbild abgezogen. Anschließend subtrahiert gegebenenfalls von diesem resultierenden Bild das entsprechende Flatfieldbild (wobei ich darauf achte, möglichst ohne Flatfieldbild auszukommen). Sind die Aufnahmen gut durchbelichtet kommt man mit SBIG Kameras und CCDOPS im Notfall auch ohne Dunkelbild aus. Hier finden Sie einige Beispiele. Bei CCD-Kameras, die nicht vollautomatisch die Biasbildkorrektur (siehe Glossar-Begriff "Biasbild") haben, muß das Biasbild zuerst noch vom Dunkelbild abgezogen werden. Danach folgt eine Korrektur der Eleminierung der Hot-, bzw. Cool Pixel, die nicht unbedingt notwendig ist, die Bilder aber doch deutlich glättet. In der Steuersoftware der SBIG - Kameras gibt es für beide Funktionen verschieden starke Filtereinstellungen. Das folgende Bild zeigt anhand eines Bildbeispieles von NGC 1360 die Rohbildverarbeitungschritte: Rohbild - Dunkelbild - Korrektur cool Pixel - Korrektur hot Pixel. Deutlich ist die Bildglättung nach der cool pixel Korrektur zu sehen. Ebenfalls deutlich sichtbar, dass nach der hot Pixel Korrektur die wenigen hellen Pixel im Nebel verschwunden, bzw. durch aus der Umgebung gemittelte Pixelwerte ersetzt sind.

Das folgende Bild zeigt das Utility - Menü der Bildverarbeitungsfunktionen der SBIG Steuersoftware CCDOPS. Mit grünen Kreisen sind hier alle in der Rohbildverarbeitung erlaubten Funktionen, mit roten Kreisen die nicht erlaubten markiert.

Der Menüpunkt "Edit Parameter" bezieht sich auf den Fileheader des Bildes, in dem alle relevanten Aufnahmedaten abgespeichert sind. Den darf man natürlich ändern, es ist aber darauf zu achten, dass wichtige Daten für eine spätere Auswertung - z.B. Teleskopöffnung und Brennweite - nicht verfälscht wird.

Damit ist die eigentliche Rohbildverarbeitung eigentlich schon erledigt. Hat man Komposit- oder Mosaikaufnahmen, die übereinander- und/oder zusammengerechnet werden sollen, sind diese zwei, bzw. drei Schritte natürlich an jedem einzelnen Rohbild vor dem Addieren durchzuführen. Dieses abgespeicherte "verarbeitete Rohbild" gilt dann Ausgangsbild für jede weitere Verarbeitung (auch hier ist ein Filenamensystem von großem Vorteil).

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