Michael Theusnerin AviStack Kuu-, planeetta- ja Aurinkokuvien prosessointiin

[Mare Nectaris]

Tässä pikaohje melkoisen kiinnostavaan kuvankäsittelyohjelmaan.

1.   Lataa ja pura AviStack –ohjelma, jonka on kehittänyt Michael Theusner. Ohjelma toimii IDL VM (virtual machine) käyttöympäristössä, joka tulee ohjelman mukana. Manuaali neuvoo rekisteröitymään firman sivulle, mutta tämä ei ole välttämätöntä. Älä kuitenkaan lataa itsellesi käyttöympäristön kehittäjäversiota, sillä sen lisenssimaksu on 2900 puntaa vuosi :). "Runtime environment" eli virtuaalikone on ilmainen, ja tulee tosiaan ohjelmapaketin AviStack mukana.

2.   Ellei kamerasi tuota tuettuja koodekkeja (ks. manuaali), voit purkaa avi-videotiedostosi esim. Virtual Dubin kautta sarjaksi .bmp –kuvia.

3.   Avaa AviStack (se on se CD-rompun näköinen tiedosto).

4.   Valitse ylävalikosta "File – load images" (ellei ole siis sopivalla koodekilla oleva avi-tiedosto). Valitse kansio, jossa .bmp –kuvat ovat. Valitse ensimmäinen .bmp ja pidä shif- painiketta alhaalla, kun valitset sarjasta viimeisen kuvan. Näin koko kuvasarja latautuu ohjelmaan. Valitse ohjelmasta "surface" Kuulle tai "planet" planeettakuville. Manuaalin mukaan myös Aurinkokuvia voi tällä ohjelmalla prosessoida (silloin "surface").

5.   Paina ohjelmasta laatikkoa: "Set alignment points." Uusi ikkuna avautuu.

6.   Käytä vihreän palkin yläpuolisia vierytysnappeja, ja etsi paras kuva referenssikuvaksi kohdistusta varten. Ohjelma käyttää tässä vaiheessa vain kahta kohdistuksen referenssipistettä.

7.   Manuaalista voit katsoa lisää siitä, miten voit niin halutessasi poistaa ruutuja ohjelman käsittelystä. Ideana on, että rasto vain "select" ja sitten selaile kuvia painikkeilla. Poistettavan kuvan kohdalla paina "deactivate" ja jos haluat sen takaisin, "activate". Tätä voi tehdä kätevästi kuvien sarjalle (ks. manuaali). Poistetun kuvan ylle tulee iso valkoinen rasti. Poistoalue (näemmä) jatkuu, ellei seuraavalla kuvalla valitse heti taas activate.

8.   Kun löydät siistin referenssikuvan, mene kuva-alueelle ja klikkaa se aktiiviseksi. Valitse kaksi selkeää, kontrastikasta pistettä kaukana toisistaan (esim. kraatterin reunat ovat hyviä). Ei kuitenkaan liian laidalta kuva-alaa, jotta informaatiota ei katoa. Paina vasenta hiirinäppäintä haluamallasi kohdalla, ja saat ensimmäisen referenssipisteen. Paina oikeata hiirinäppäintä, ja saat toisen haluamaasi kohtaan. Näitä voi säätää säätimistä, katso manuaalista. Ohjelman perusasetuksilla pääsee alkuun. Huomaa, että kohdistuspisteiden koon kasvattaminen nostaa huomattavasti prosessointiaikaa. Perusasetuksilla menee nopeasti, mutta melko pieni koon nostaminen tekee prosessointiaikaan lisää parikin tuntia! Ohjelmassa on myös kätevä etäajotoiminto (batch -mode), jolloin tämän jälkeen kun ensimmäiset peruskohdistuspisteet on asetettu, voidaan tallettaa etäajoversio ja antaa sen (ja muiden talletettujen) ajautua esim. yön aikana automaattisesti. Tämä on vahvuus, kun esikohdistus tehdään vain kahdella pisteellä!

9.   Poista rasti seuraavaksi ruudusta "select". Muuten ohjelma ei etene seuraavaan vaiheeseen. Valitse sitten laatikko (vasemmalta): "Apply".

10.   Alkuperäinen ikkuna avautuu takaisin, ja kohdistusikkuna sulkeutuu automaattisesti.

11.   Paina laatikkoa: "Align frames". Ohjelma aloittaa kohdistamisen, ja näet sen etenevän ja yläpalkin prosenttiluvun edistyvän.

12.   Saat tilastoikkunan kohdistuksesta. Tärkein tässä ikkunassa on ylimmän tilastolaatikon vasemmanpuoleinen slideri. Liu'uta sitä alaspäin varovasti, ja diagrammiin ilmestyy punainen rajoitin. Sillä voi säätää mukaan referenssikuvaan tulevien yksittäisten kuvien (frames) määrää. Paina "Apply", ja kone tekee muutokset. Rajoita hyvin maltillisesti, ettei informaatiota katoa. Ellet rajoita kuvien määrää mitenkään, valitse vain "close window".

13.   Paina seuraavaksi laatikkoa "Set cutoffs" ja anna ohjelman perusasetusten olla sellaisenaan. Katso tästä lisää manuaalista, ja kokeile! Perusasetukset tekevät aivan hyvää jälkeä.

14.   Paina vasemmalta laatikkoa "Set Rpoints". Ohjelma luo valtavan määrän referenssialueita ja pisteitä kuvaan, ja muuttaa kuvan vääräväriseksi (false colour). Katso manuaalista lisää.

15.   Jälleen avautuu uusi ikkuna, jossa näkyvät valitut kohdistuspisteet pinoamista varten. Paina "close window".

16.   Edetäksesi ohjelman oletuksin (katso säädöistä manuaalista), paina seuraavaksi vain "Calculate quality" –laatikkoa vasemmalta. Ohjelma alkaa työstää kuvia.

17.   Saat tilastoikkunan: "Average frame quality". Sulje se tässä vaiheessa.

18.   Paina vasemmalta laatikkoa: "Align reference points". Ohejelma aloittaa kuvien kohdistamisen suurella kohdistusalueiden ja pisteiden määrällä. Väärävärikuva näyttää etenemisen, ja prosenttiluvut etenevät yläpalkissa.

19.   Kun ohjelma on lopettanut tämän, saat tilastollista tietoa: "Reference point deviation distribution". Paina "close window" (katso lisätiedot manuaalista).

20.   Paina laatikkoa "Stack frames" vasemmalta alhaalta ohjelmaikkunassa. Näyttää aika makealta kun ohjelma aloittaa palapelin kokoamisen.

21.   Valmis kuva tulee uuteen ikkunaan. Valitse "Save as PNG" tai valitse pääikkunasta "Save FITS" tai "Save TIFF".

Ohessa yksi kuva, jota ei ole käsitelty mitenkään muuten kuin ajettu avi-leikkeestä .bmp –kuvasarjaksi ja viety AviStack –ohjelman läpi näillä ohjeilla. Ei mitään jälkikäsittelyä, ei mitään säätöjä muita mukana. Ei myöskään käsin tehtyä parhaiden ruutujen valikointia.

Kaksi muuta kuvaa: katso alla kohta Edit 5.

Edit: täsmensin vähän joitakin kohtia
Edit 2: lisäsin kohtaan 12 kuinka referenssikuvien (frames) määrää rajataan tilastoikkunan ylimmän diagrammin sliderin avulla...
Edit 3: lisäsin huomion kohdistuspisteiden koon vaikutuksesta prosessointiaikaan sekä huomautuksen etäajomahdollisuudesta. Muutin myös otiskooa, koska ohjelmalla voi ajaa myös Aurinkokuvia pinoon (manuaalin mukaan)
Edit 4: lisäsin huomion siitä, että ei kannata ladata käyttöympäristön ns. kehittäjäversiota, jonka lisenssimaksu on hirmuinen...

Edit 5: ohessa kaksi kuvaa lisää esimerkiksi: kiehuvassa seeingissä kuvattua Aristilluksen - Cassinin seutua (12 toukokuuta 08) Celestron C8-N -putkella ja Sony DSC-H3 digikameralla afokaalisesti Baader Hyperion Zoom 8-24:n läpi. Ensimmäinen kuva on Virtual Dubilla tuotu alkuperäisestä avi -videotiedostosta sarjaksi .bmp -kuvia (859 kappaletta), joista AviStack -ohjelmassa valitsin 610 pinoukseen (ohjelma teki pinouksen 608 referenssipisteellä). Mitään prosessointia ei ole sille tehty. Toinen saman aiheen kuva on kevyesti jälkikäsitelty MS Photo Premium -ohjelmassa (unsharp mask, sharpen, valoisuuden ja kontrastin säätö).

[einari]

Ursa on kerännyt erilaisia Wiki-artikkeleita ja tämäkin varmaan sopisi sinne:
http://www.ursa.fi/wiki/Havaintov%e4lineet/Artikkelit

Olisi muuten ollut mielenkiintoista nähdä nuo esimerkkikuvat myös Registaxilla käsiteltynä.

[Mare Nectaris]

Hei,
vertaaminen on hieman hankalaa, koska Registaxissa on niin paljon säätömahdollisuuksia.

Yritin kuitenkin tehdä tämänhetkisellä osaamisella mahdollisimman parasta jälkeä molemmilla ohjelmilla.

Pohjalla oli Platon alueelta TAL 250K -putkella ja Sony DSC W50 -kameralla kuvattu .avi -leike, jossa oli 312 freimiä alunperin.

Registaxissa prosessoin käyttäen .avi -leikettä (312 freimiä) ja kohdistuksen tein 7 pisteen osittain päällekäisellä, 256 pikselin aluekohdistuksella (multipoint alignment, 7 boxes of 256 pix). Valitsin pinoamiseen 90 prosentin kohdalta kaikkiaan 191 freimiä, joista tehtiin 50 freimillä optimoitu referenssikuva. Waveletissa vain ensimmäinen (muut nollattu), 0.20 ja säädöllä ja arvona 7,2. Ei muita säätöjä.

AviStackissa prosessoin käyttäen VirtualDubilla .bmp -muotoon purettuja samoja 312 freimiä. Kohdistus kahdella pisteellä, hieman isonnettuna oletuksesta ja hakualuetta hieman isonnettu samoin. Valitsin mukaan tasapuolisuuden vuoksi mahdollisimman lähelle saman määrän freimejä (197). Sitten ohjelman oletussäädöillä eteenpäin (eli ei lower/upper -limitteriä referenssipisteiden aluekohdistukseen eikä muita rajoittimia, vaan ohjelman perussäädöillä edettiin). Ohjelma optimoi automaattisesti referenssipisteitä kohdistukseen 926.

Aikaa meni suurin piirtein saman verran (ajoin ohjelmia yhtä aikaa koneella ja vaihtelin ikkunaa tilanteen mukaan).

Ohessa ensin Cor Berrevoetsin tekemällä Registax V 4.0 -ohjelmalla pinottu kuva, ja sitten Michael Theusnerin tekemällä AviStack v 1.71 --ohjelmalla pinottu kuva. Kumpaankaan ei ole mitään jälkikäsittelyä. Tiedostomuoto on molemmissa muutettu MS Photo Premium 10 -ohjelmalla .png -muodosta .jpg -muotoon.

Valitettavasti Registax -versiossa on pieni prosessointivirhe (olisi pitänyt säätää pikseliharjaa, mutta unohdin sen).

Melko samanoloiset ovat, Registax ehkä vähän tarkemman oloinen ensi silmäyksellä. Jälkikäsittelyllä erot saisi häviämään käytännössä varmaan melko lailla. AviStackissa on säätämistä huomattavasti vähemmän kuin Registaxissa, mutta molemmilla ohjelmilla on vahvuutensa.

[Mare Nectaris]

Kyselin neuvoa miten voisi AviStackia varten saada parhaiten haltuun tilanteen, jossa esim. planeetta ajautuu kaukoputken näkökentässä suoraan (ts. ei seurantaa). Registax pystyy tällaista seuraamaan melko hyvin, kun valitaan "track object" -optio.

Sain vinkin australialaisten tähtiharrastajien kehittämiin ohjelmiin PPMCENTRE (tehnyt Anthony "Bird" Wesley) sekä Adam Bialekin siihen kehittämään VB –sovellukseen, joka on "käyttöliittymä" PPMCENTRE –ohjelmaan.

Tässä kaksi selvitystä ohjelmien toiminnasta IceInSpace Imaging downloads -saitilta.

PCFE:
"Written by Adam Bialek (forum member 'Hitchhiker'), PCFE is a VB application that takes as input one or more directories containing BMP files, allows you to set options for ppmcentre, and it will run Anthony Wesley's ppmcentre program on the command line. ppmcentre is a tool used to crop, centre and rank the BMP files. PCFE takes the trouble out of running DOS command line programs.

PPMCENTRE:
Written by Anthony Wesley (forum member 'Bird'), this program takes as input a a bunch of BMP files, centre's each image within the BMP, optionally crops the frame a bit, and writes over the original BMP. This is useful for planetary avi post-processing, to centre the planet in each frame before passing through Registax. To create the BMP's in the first place, use a program like VirtualDub to save a sequence of BMP's from an avi capture file. For options and help, run: ppmcentre –help"

Lauri Kangas toimitti ystävällisesti minulle harjoituskappaleeksi yhden ottamansa Saturnusvideon noin puoli vuotta sitten. Siinä planeetta ajautuu näkökentässä. Kokeilin purkaa tuon .avi -tiedoston VirtualDub -ohjelmalla ensin 480 .bmp -kuvaksi. Sitten latasin ja purin ensin PPMCENTRE:n että sitten sille käyttöjärjestelmäksi PCFE:n (käynnistetään vain jälkimmäinen ajettaessa). Sitten vain latasin PCFE:hen kansion, jossa ajautuvat Saturnuskuvat (.bmp -sarja) olivat. Käyttöliittymä ajoi PPMCENTREN, ja em. kansioon syntyi automaattisesti uusi alikansio "output" jossa ovat nyt Saturnuskuvat tiukasti keskelle ruutua kohdistettuna sekä myös turha musta alue cropattuna! (Mustaa aluetta ei poisteta näemmä niin paljon että mahdolliset Saturnuksen kuut poistuisivat samalla). Entiset kuvat jäävät ennalleen sellaisina kuin ovat.

Sitten ajoin kohdistetut .bmp -tiedostot AviStackin läpi. Siellä pudotin käsiteltäviä freimejä 480:sta 429:ään tilastotietojen perusteella, ja rajasin lower boundia työskentelyalueesta, kunnes vain planeetta itse oli rajautunut prosessoitavaksi (mustaa aluetta ei kannata prosessoida freimistä). Sitten ohjelma teki automaattisesti kohdistuspisteet (7), ja lopulta teki pinon kuvista.

Oheisessa kuvasarjassa Lauri Kankaan kuvaama Saturnus (jonka hän siis ystävällisesti toimitti minulle harjoittelua varten). Ensin yksi raakafreimi, sitten AviStackin tuottama raakakuva, ja sitten MS Photo Premium 10 -ohjelmassa (TIFF -kuvasta) jälkikäsitelty .jpg -versio, johon sovellettu jälkikäsittelyssä unsharp maskia, gaussian bluria, sharpen -toimintoa ja väritasapainon säätöä sekä kirkkaus- ja kontrastisäätöä. Mukana on lopuksi myös ohjelman tuottamaa tietoa pikseleiden huojunnasta kohdistuksessa.