PGMania. Astrophotography image & video processor.


09/2014-03/2023, St.Petersburg, Russia


PGMania - all in one astrophotography package for processing deep sky images.
It provides wide and unique functionality, a powerful and flexible tool with a clear and convenient interface for astrophotography image processing.
The program is constantly evolving. Each new version adds new functionality that is relevant for astro photographers. Known bugs are quickly eliminated.

This software is completely unique and uses only own algorithms for processing astronomical images.
PGMania is made by one person, on his own initiative and at own expense. The program is self-written, without involving third-party developers.

The best way to support the author and the program is to buy it and use legally. Register your copy of the program as a first step.
You can support the project by making Donate PGMania via Russian payment services.
Unfortunately, it's no any different way now. Write to us, we will think how to help you.
By making a donation, you will help the product develop.
The amount can be any, we appreciate your contribution. Also, looking for ongoing sponsors for long-term cooperation.

Some solutions to complex technical issues implemented in PGMania are subject to copyright and intellectual property rights and are protected by law.
Download PGMania    Purchase or donate PGMania

---

Важно! Поскольку программа постоянно развивается, за время существования данного руководства многие операции, алгоритмы и интерфейс были переработаны. Мы стараемся поддерживать данное руководство в актуальном состоянии, но некоторые разделы в нем могли устареть. Некоторые больше не актуальны.При этом общие принципы работы с программой не изменяются. Мы рекомендуем использовать последнюю версию программы, поскольку обратная совместимость с пред. версиями поддерживается не всегда.Некоторый функционал в старых версиях программы может не работать. Скачайте последнюю версию.

Table of contents

About this software
Help & documentation
Installation and requirements
Useful links
Назначение программы
Работа со списком файлов
Подготовка к созданию видео, пояснения к процессу и базовые принципы
Создание последовательности изображений
Создание видео из последовательности изображений
Создание видео из серии снимков IP камеры
Конкатенация (объединение) видео роликов
Конвертирование последовательности изображений в другой формат
Конвертирование произвольных одиночных изображений в другой формат
Детектирование звезд
Вычисление статистики снимка
Обработка цветных изображений
Описание принципов выравнивания снимков
Работа с офсетами. Общие понятия и особенности
Обновление офсетов для связанных файлов
Выравнивание и совмещение изображений
Задание референсных точек на изображении
Поиск совпадающих референсных точек на серии изображений
Выравнивание последовательности изображений
Калибровка изображений
Доступные режимы калибровки
Калибровка пары изображений
Выравнивание и калибровка серии изображений по референсным точкам
Калибровка последовательности изображений
Дебайеризация
Разделение RGB на цветовые каналы
Калибровка цветных изображений
Комбинация ч/б каналов в цветное RGB изображение
Сложение изображений
Генерация маски звезд
Сложение изображений с маской
Создание мозаики изображений (панорама)
Постобработка
Создание композициии L_RGB_Ha_Oiii из монохромных снимков
Коррекция фона и звезд
Устранение смаза и потянутости звезд
Сложение комет/астероидов
Сложение коме т/астероидов с статичными звездами


Использование специальных и вспомогательных файлов


Получение изображений с IP-камеры через FTP-сервер


Important notes




PGMania - графический процессор для обработки астрофото и астровидео




About this software



The process of obtaining astrophotography is well studied and has widespread application.

The technologies have been worked out well enough and allow you to get sustainable results.
As in any direction of technological progress, technology in astrophotography also does not stand still.
It's not just telescopes that allow hobbyists to increase their apertures and penetrate deeper space.
Not just computers that offer ever greater performance, and not just astronomy cameras that allow more details to be pulled out of total darkness.
The point is in the approaches and technologies for processing the obtained images. Let's talk about one of these technologies.




Processing astrophotography in PGMania



PGMania - all in one astrophotography package for processing deep sky images.

It provides wide and unique functionality, a powerful and flexible tool with a clear and convenient interface for astrophotography image processing.
The program performs all processing cycles, including alignment, calibration, stacking, post-processing images, does many secondary operations and much more.
PGMania began in 2015 from inventing an alternative technology for deep-sky image calibration.
With this technology there is no need for a bunch of additional technical images and their derivatives as dark, dark flat, bias, etc.
Forget about it and sleep well. The program will do everything itself in the best possible way only from what your telescope and camera have seen in the sky.



With PGMania at the output, we get a clean signal, without hot pixels and noise. All you need to calibrate the pair of lights is pair of lights.
Computer processing of images in the style - this pixel we paint over, another we smear, and this we smudge is not performed.
Everything happens thanks to mathematics and the laws of physics, as in nature.
For this reason, PGMania is environmentally friendly - it doesn't litter your photos with things that were never been there.
A processor with a magnifier will not crawl through your pictures blurring hot pixels, hiding satellites and cosmic rays.
They will dissolve on their own like bubbles in water. When the water has calmed down, and background will become a mirror you will see the essence.




This is how it works in PGMania



- Darks and Bias are not used. But they can be used, if you wish. There is no need for them and, moreover, they only interfere with the pure signal.

- At the output, an increase in signal / noise ratio is obtained already at the calibration stage, and not at the addition stage.

- Calibration does not introduce new noise into the original image and does not distort the image by extrapolation.

- There is no need for a bunch of additional technical images, such as dark, bias, and their derivatives.





And you will get

- Opportunities and needs to think about what, how and what for you are doing that

- Full control over the processes of images alignment, calibration, stacking and post-processing

- Saving time in the absence of the need to capture additional images and their processing

- Better and more clear final results

- Flexible processing options

- Increased image resolution and signal-to-noise ratio as a result



All this is accompanied by

- A very long list of available features and options

- Detailed step-by-step documentation with tons of examples and descriptions



PGMania provides only tools and opportunities. This is the machine. It doesn't generate masterpieces on the fly.

It all depends on the footage, on the skills and processing labor.

Using the program may seem tricky at first. Having mastered it, you just can't do else without it.

The program is constantly evolving. Each new version adds new functionality that is relevant for astrophotography's. Known bugs are quickly eliminated..




Help & documentation



This help file was created with the advent of the first versions of the program and since then has been constantly revised and supplemented with new sections.

Some sections or screenshots may be out of date.

We looking for volunteers and helpers - the native speakers to translate the documentation of the program in other languages.

This work is not paid by author. We would appreciate for your assistance in the translation.

For our part, we can guarantee possible consultations and assistance in learning the program's abilities.

Nowadays detailed instructions and documentation available in Russian only. We apologize for the inconvenience.

Try Google translate to read this file in your own language.




Here you can find some screenshots of PGMania image processing in it's original size




Useful links





Download PGMania

How to purchase a license or make a donation

Help file and documentation

Tutorial video at YouTube

PGMania web page

Screenshots of PGMania image processing

About web service for FTPs and IP cameras

Telegram




Installation and requirements



Предыстория



PGMania зародилась в далеком 2014г. Изначально программа создавалась для просмотра, чистки, сортировки и склейки картинок в 16 бит gray в видео файлы, склейки видео между собой в один видео файл.
Попутно программа читает и показывает большинство из известных форматов изображений. Можно использовать как вьюер, отбраковщик исходников и сборщик роликов из отдельных кадров.

Поддерживается 3 режима отображения, включая уменьшенную версию, 100% и 3х Zoom.

В последнее время, с появлением "планетных" камер высокого разрешения, становится все более актуальным вопрос съемки дипскай на монохромную планетную камеру, с использованием узкополосных и RGB фильтров.

Такая техника набирает популярность и становится реальной альтернативой дорогим дипскай камерам с большой матрицей и 2" фильтрами в силу их высокой стоимости, повышенным
требованиям к оборудованию (точность ведения, процент брака, установка полярной оси) и ограничениям при традиционной съемке с накоплением сигнала (засветка, градиенты).

В применении к съемке и обработке исходников, снятых на монохромную камеру, PGMania особенно эффективна.

После чистки серии снимков от брака, в нумерации последовательности файлов появляются "дырки". Если попытаться склеить эти снимки в видео


файл с помощью ffmpeg, ролик будет создан, но на первой же "дырке" его создание будет прервано. Вручную исправлять нумерацию файлов в серии, включающей несколько (десятков) тысяч кадров нереально.

PGMania успешно выполняет эту работу по исправлению нумерации файлов.










Если мы имеем дело с десятками или сотней файлов, никакой проблемы не возникает.

Эту операцию можно сделать вручную. Но когда счет идет на десятки тысяч, задача становится трудноразрешимой и очень трудоемкой.

Типовая "планетная" сессия содержит до 100 тысяч кадров, и до 100 gb материала, так что считайте сами.

Эту "черную" работу и выполняет PGMania.

К достоинствам программы можно отнести то, что она показывает реальный формат фото и видео, цветовое пространство, включая кодировщик, разрядность изображений, размер кадра и количество кадров в ролике.

При съемке в 16 бит, некоторые камеры, например Point Grey не умеют писать 16 бит видео, но пишут 16 бит .pgm (как вариант), т.е. монохромные raw картинки, создавая на диске нумерованную серию файлов изображений.

Встает задача получить ролик без потери качества и конвертировать его в SER.

Программами захвата поддерживаются не все камеры.

К тому же, родным софтом от PG пользоваться удобнее, в силу его широких возможностей, гибкости и предназначения под конкретное "железо".

Таким образом, поставленная задача известными средствами не решалась.

Далее, из исправленной последовательности картинок PGMania "клеит" видео файл.

При этом по умолчанию используется кодек ffv1, формат ролика 16bpp gray.

Можно использовать и другие кодеки, поддерживаемые ffmpeg и другую разрядность (например, 8 бит), определив их в параметрах.










В версии 1.04 была добавлена поддержка RawVideo, что делает возможным получение AVI в формате RawVideo непосредственно из серии фото, пригодном для непосредственной работы с программами типа Autostakkert и пр.

Таким образом отпадает необходимость в промежуточном преобразовании 16 бит AVI в SER.

Однако, Raw video для кадров в 16bpp пишется в формате Y800, или же в RGB555, а это форматы с разрядностью 8 бит, что делает Raw video формат мало полезным при исходниках в 16 бит.









Работа со списком файлов





Выберите папку с изображениями кнопкой Select. В окне выбора типа файлов задайте фильтрацию файлов по расширению.

Если выбрано *.*, будут загружены файлы всех типов, содержащиеся в папке (не только изображения).

Если в списке Image type задать определенный тип, список будет отфильтрован по нему.

Для сброса/обновления списка, выберите тип Image type повторно или задайте другой тип.

Программа позволяет просматривать изображения, удалять их по одному или все выделенные. Для выделения нескольких файлов в списке, используйте клавиши Shift и Ctrl

Zoom позволяет просматривать изображения в 4-х режимах: размещение в окне, размещение по ширине, 100% масштаб и 300%.

Для больших изображений увеличенный масштаб (300%) может приводить к задержке при отображении снимкка.

При удалении файлов их удаление производится безвозвратно, минуя корзину. Эти файлы будет невозможно восстановить.

Список содержит контекстное меню, достуупное по нажатию правой кнопки мыши.

Из контекстного меню доступны базовые оперции с изображением, не требующие участия других изображений для выполнения операции.

Для операций, в которых принимает участие несколько файлов, требующих выполнения ряда последовательных действий, требуется выбор операции в списке операций и задание ее шаблона.

Шаблон применяется к списку отобранных для операции файлов.




Подготовка к созданию видео, пояснения к процессу и базовые принципы





После того, как список изображений был изменен и ненужные изображения были удалены, список файлов будет содержать некую последовательность файлов.

Эта последовательность должна содержать цифровой номер в конце имени файла(только для создания видео). Номер и имя типового файла последовательности должны отделяться разделителем.

Поддерживаемые разделители: "-", "+", "_", ":","#", "&", "%", "/", " "

Кроме того, список файлов может состоять только из номера.

Пример поддерживаемых форматов имени файла в последовательности:











В приведенном выше примере: "Uran_2014-08-21-045151" это шаблон имени, "-" это разделитель, а 33, 451 и 12451 номера файлов.

Последовательность может начинаться с любого номера и может содержать дыры в нумерации, т.е. пропущенные файлы.

".pgm" - это расширение, которое внутри последовательности должно совпадать для всех ее файлов.

Пример нумерации последовательности без шаблона имени:











В этом примере последовательность задается только номером и расширением файла.




Создание последовательности изображений



После того, как в список файлов были отобраны нумерованные файлы из нужного каталога и с нужным расширением, нажимаем "Set template".

Программа проанализирует последовательность и предложит шаблон последов ательности, включающий шаблон имени, префикс для FFMpeg и нумератор.

Вы можете отредактировать шаблон имени по своему усмотрению. Например Uran_2014-08-21-045151 переименовать в Uran_2014-08-21.

Остальные параметры не редактируются, т.к. определяются программой на основании количества файлов в списке и цифр при нумерации файлов последовательности.

После редактирования повторно нажмите "Set template". Подтвержденные настройки шаблона отображаются в окне "Info".

Если все настройки устраивают, нажимаем "Start" и PGMania приступает к сложной работе по упорядочиванию файлового массива.

Тут хочется заметить, что процесс этот довольно сложный и итерационный, поэтому может занять длительное время.

По его завершении в выбранной папке мы получаем упорядоченный по номерам набор файлов с заданным в шаблоне именем, отображаемый также и в списке.

Исправление последовательности можно начать с любой позиции в списке. Это помогает сэкономить время на обработку больших серий снимков. Выберите файл в списке и нажмите старт.

Программа спросит подтверждение стартовой позиции и если ответить "Yes", обработка начнется именно с той позиции, которая была выбрана в списке.




Создание видео из последовательности изображений





На предыдущем этапе мы создали последовательность, теперь в списке "Operation" выбираем "Create AVI".

Если вы решили сразу перейти к созданию видео, минуя создание последовательности, вы действуете на свой страх и рискуете получить ошибки при создании видео в FFMPeg.

Вероятно, видео будет создано, но видео файл может содержать не все изображения из выбранной папки, а только те из них, которые последовательно пронумерованы, до первой "дырки" в их нумерации.

Итак, нажимаем, как на предыдущем этапе "Set template".

Программа предложит шаблон, состоящий из имени выходного видео файла и расширения ".AVI", и названия кодека, который она собирается использовать для сборки видео.

По умолчанию используется кодек "FFV1".


Например:







Имя выходного файла (template) вы можете изменить по своему усмотрению. Расширение файла, кодек и формат исходных кадров связаны между собой.

Это значит, что предложенная PGMania комбинация хорошо подходит для создания 16bpp gray avi из 16bpp gray .pgm, но может совершенно не годиться для создания .mov из .jpg

Если вы хотите изменить умолчания, отредактируйте имя кодека в окне параметров и снова нажмите "Set template".

Для получения информации об используемых кодеках, вам следует обратиться к документации по FFMPeg.

Поддерживаемых кодеков там ОЧЕНЬ много, как и форматов изображений, которые они поддерживают.

Если все настройки подтверждены, вы видите их в окне "Info", нажмите "Start", после чего процесс создания видео запускается.

По ходу исполнения в окне "Info" отображается его текущее состояние, где можно отследить на каком этапе он находится.










По завершении создания видео файла вы можете сменить расширение в списке "Image type" на ".Avi" и обнаружить там созданный ".avi" файл.

Видео файл создается в той же папке, где лежат исходные изображения.

При этом, при первом клике на файле в списке, для него будет создан скриншот в формате ".png", который находится в той же папке.

При клике на скриншот в списке, в окне "Info" отображается информация как о самом скриншоте(картинке), так и о видео-файле.

Она содержит данные о длительности ролика, количестве кадров, используемом кодеке, размере и формате исходного изображения, fps и пр.




Создание видео из серии снимков IP камеры





Функционал реализован в PGMania и работает. Статья помощи в настоящее время пишется или в планах, следите за обновлениями документации




Конкатенация (объединение) видео роликов



Предположительно, если мы продвинулись настолько далеко, на данном этапе имеем ряд видео файлов, созданных из серий снимков с помощью PGMania, FFMPeg или других программ.

Если эти видео файлы имеют одинаковое расширение, например, ".avi" и лежат в одной папке, то в этом случае, мы можем увидеть их в виде списка в PGMania.

Выберем операцию "Concatenate Video" в списке операций.

Если мы нажмем "Set template", программа предложит нам шаблон имени выходного файла, заданный на основании выбранных для конкатенации файлов.

Мы можем отредактировать его по своему усмотрению. Не только имя, но и расширение. Например, в списке есть следующие файлы:







Тогда выходной файл, предложенный программой будет:







Вы можете отредактировать шаблон имени или заново выделить те и только те видео файлы вместе, используя Shift, которые вы хотите объединить в один видео файл, нажав "Set template".

После этого смотрим в окно "Info" и убеждаемся, что все получилось так как мы это задумали.

Если да, жмем "Start". По истечении какого то времени PGMania сообщит, что процесс завершен и в списке появится новый суммарный видео файл, состоящий из выбранных при его создании отрывков.




Конвертирование последовательности изображений в другой формат



Если последовательность исходных кадров уже определена и отфильтрована, вы можете конвертировать все файлы последовательности в другой формат.

Для этого выберите операцию Convert Images и кликните на файл в списке. Далее нажмите на кнопку "Set template".

Этим вы задаете шаблон расширения (не имени) или типа файла, в который будут конвертированы файлы последовательности. В шаблоне замените (отредактируйте) расширение файла на желаемое.

Например, .pgm на .fits и еще раз нажмите Set template. Шаблон конвертации будет задан. Теперь нажмите кнопку Start.

PGMania создаст новую последовательность из конвертированных в другой формат файлов изображений в той же папке, где были исходные изображения. Имена исходных файлов сохраняются.

Меняется только формат. При этом старые файлы остаются без изменений, а новые будут созданы в той же папке.

Поддерживаются большинство из известных Форматов изображений. Например, .pgm, .fits, .tiff, .jpg, .gif, psd, etc.




Конвертирование произвольных одиночных изображений в другой формат



PGMania конвертирует как последовательности изображений, так и одиночные файлы. Вы можете выбрать в списке файлов произвольное количество снимков и конвертировать их в другой формат.

Для этого выберите операцию Single image format и выделите в списке файлы для конвертации. Нажмите Set Template. Убедитесь, что шаблон содержит требуемый формат для конверсии.

Точно так же, как и с последовательностями, можно задать произвольный формат конверсии, отредактировав шаблон.

Например, измените .pgm на .fits и еще раз нажмите "Set template". Шаблон конвертации задан.

Теперь нажмите кнопку Start. PGMania создаст новые изображения с теми же именами файлов, что и исходные, но конвертированные в другой формат изображений в той же папке, где были и исходные изображения.

Так же поддерживаются большинство из известных Форматов изображений. Например, .pgm, .fits, .tiff, .jpg, .gif, psd, etc.




Детектирование звезд





Детектирование звезд - это операция обнаружения специальных контрастных точек на изображении.

Если такая точка на снимке распознается программой как звезда, она помечается зеленым кружком на отдельном слое изображения.

Размер кружка соответствует условной "яркости" звезды. Эта яркость зависит от светимости звезды, ее спектрального класса и полученной на снимке экспозиции.

А также зависит и от "растяжения" гистограммы снимка. Чем выше экспозиция снимка, тем больше будет пятно от звезды на снимке и тем большим кружком она будет обозначена при детектировании.

Кружок детектированной звезды может иметь минимальный размер "6" (тусклая звезда) - и максимальный - 32 (очень яркая звезда).









Для отдельного снимка звезды можно детектировать, выбрав пункт "Detect stars at image" в контекстном меню на файле в списке файлов.

Можно выделить сразу несколько файлов и также выбрать этот пункт в контекстном меню. Звезды будут обнаружены на всех выбранных файлах.

Также можно детектировать звезды для списка выбранных файлов, выполнив операцию "Detect stars for selected images" на вкладке "Align, composite, calibrate".

Кроме того, при выполнении ряда других операций, звезды детектируются и полученная статистика используется этими операциями.

Детектированные звезды сохраняются в XML файле в папке с обрабатываемыми изображениями и остаются доступными после закрытия и повторного открытия программы.

Звезды можно принудительно переопределять в этих операциях. Для этого надо включить флажок "Stars redetect" на вкладке "Align & calibrate settings" панели установок.

Количество детектированных звезд зависит от настроек гистограммы снимка. При растягивании гистограммы количество обнаруженных звезд увеличивается.

На вкладке "Align & calibrate settings" имеется текст-бокс или поле "Detected stars limit", в котором можно задать лимит для количества обнаруживаемых программой звезд.

В этот лимит войдут наиболее яркие обнаруженные программой звезды.

Установка этого лимита может способствовать увеличению скорости работы программы в случае, если звезд на снимке обнаружено слишком много.

Обычно, для выполнения операций анализа, выравнивания и сложения снимков достаточно иметь не более 100-300 обнаруженных звезд.



В списке "Detecting area" на панели "Processing settings" доступны 4 режима задания области детектирования звезд:

    - 100% или весь снимок

    - 50% от ширины и высоты снимка

    - 25% от ширины и высоты снимка

    - Произвольная область, определяемая пользователем


При задании области детектирования обнаружение звезд происходит в ее границах. Чем большая область задана, тем больше звезд будет обнаружено на снимке.
Для больших снимков при задании слишком большой области количество обнаруженных звезд может оказаться очень большим. Это могут быть тысячи звезд.
Это может затормозить операции распознавания и выравнивания снимков. Для устойчивой работы алгоритмов достаточно 100-300-500 обнаруженных звезд.
Если их обнаруживается больше, вы можете изменить порог обнаружения "Set stars detection treshold" в контекстном меню на панели с изображением.
Значение по умолчанию для этого порога 45. При его увеличении чувствительность алгоритма обнаружения снизится и звезд в заданной области будет обнаруживаться меньше.
При снижении порога звезд будет обнаруживаться больше, но могут появиться звезды фантомы, т.е. ложные обнаружения.
Также снизить количество обнаруженных звезд можно посредством выбора меньшей области. Например, 50% или 25% или задать произвольную заданного размера и пропорций.




Вычисление статистики снимка





Обнаруженные звезды участвуют в вычислении статистики для снимков. Например, такой:







Как видно, здесь вычисляются базовые параметры снимка, такие как FWHM, SNR и Magnitudes. FWHM считается в угловых секундах.

Этот показатель зависит от выставленных вручную (!) для отдельного снимка (или всей папки) значений "Pixel size" (в микронах) и сэмплиннга в ("/px).

Эти параметры напрямую зависят от конкретной матрицы(размера пикселя), фокусного расстояния и диаметра объектива.








Сэмплиннг также можно интерпретировать как масштаб или разрешение снимка. В программе он называется "Resolution".

Значения "Pixel size" и "Resolution" задаются вручную на вкладке "Image statistics" панели установок.

Параметр "Magnitude" звезды зависит от правильных установок сэмплинга, вычисленных значений fwhm и размера пятна звезды.

Магнитуда звезд считается по довольно сложному алгоритму и зависит, в т.ч. от неких констант, принятых в программе.

Вычисленная магнитуда обнаруженных звезд для разных матриц, и телескопов будет отличаться и поэтому обычно она нуждается в коррекции.

Иными словами, снимок надо "откалибровать", сделав привязку к реальным параметрам звезд, чтобы "приблизить" полученные значения к справочным данным из каталогов.

Для коррекции магнитуд надо выбрать масштаб отображения снимка 100%.

Далее выбрать одну из обнаруженных на снимке звезд, для которой магнитуда заранее известна (например из справочников), и кликнуть на этой звезде мышкой.

При этом окно гистограммы покажет "гауссиану" выбранной звезды.

Далее правой кнопкой мыши, кликнув на звезде, выбрать пункт контекстного меню "Set magnitude for reference star" и задать в появившемся рядом со звездой тестовом поле нужное значение магнитуды.

Для подтверждения ввода нажите кнопку Enter, для отказа кнопку Escape клавитатуры.

После ввода коррекции для опорной звезды, магнитуды всех остальных обнаруженныых на снимке звезд будут пересчитаны автоматически.



Все обнаруженные на снимке звезды отображаются в отдельном списке на вкладке "Detected stars" панели установок.

В списке обнаруженных звезд будет выбрана текущая звезда, т.е. та, которую мы выбрали мышкой на снимке.

Обратно, если выбрать другую звезду в списке звезд, эта же звезда будет найдена на снимке и отметится, как активная, зеленым кружком.

Возможно, при этом, она не попадет в отображаемое на мониторе окно с частью снимка и его придется немного поскроллить.

В списке обнаруженных звезд отображаются все вычисляемые параметры звезды:

- ее координаты на снимке x и y, размер пятна Ø (условная яркость), стандартное распределение σ, среднее значение (mean) μ, fwhm, магнитуда magn и отношение сигнал/шум(SNR).









Для снимка в целом статистика вычисляется на основе вычисленных значений по всем обнаруженным на снимке звездам. Алгоритм вычисления параметров сложный и здесь не описывается.

Таким образом, для всех обнаруженных звезд и для снимка в целом, мы имеем средние, минимальные и максимальные показатели по всем вычисленным параметрам.



Внимание! Операция вычисления статистики является ресурсо-затратной и вызывается во многих других процедурах и действиях.

Например, при определении звезд и отрисовке маркеров, при ручном добавлении и удалении звезд, референсных точек и многих других.

Для ускорения реакции программы в случаях, когда не требуется постоянное обновление маркеров или промежуточной информации, рекомендуется выключать флажок "Visualise proc." на вкладке "Processing settings".

При этом содержимое маркеров можно при необходимости обнолять вручную опцией "Redraw markers" в контекстном меню на изображении.

Также следует учесть, что больший масштаб изображения занимает больше времени на отрисовку экрана.




Обработка цветных изображений





Для обработки изображений с цветных камер в PGMania рекомендуется такая последовательность действий:

1. Выравнивание серии по общему мастер кадру

2. Дебайеризация первичных(!) выровненных снимков с сохранением их на диске

3. Разделение дебайеризированных снимков на RGB каналы

4. Поканальная калибровка полученных ч/б каналов

5. Сложение поканальных сумм

6. Сведение RGB композиции из сумм каналов

7. Коррекция баланса белого для итогового RGB и экспорт результирущего цветного снимка









Ниже будут подробно описаны все этапы данной операции. Данная технология обеспечивает гарантированный и качественный результат. Но она не самая простая для понимания и достаточно трудоемкая.
Кроме нее можно выполнять обработку и по альтернативным и упрощенным технологиям, которые также будут представлены ниже. Результат может оказаться хуже или лучше в зависимости от исходных кадров.
Альтернативные технологии не гарантируют сохранение исходного цвета при калибровке.




Описание принципов выравнивания снимков





PGMania предлагает несколько способов выравнивания снимков. Во всех случаях выравнивание происходит относительно заданного мастер снимка.

Все алгоритмы разработаны автором PGMania и охраняются авторскими правами.



1. Ручное выравнивание

Осуществляется перемещением выравниваемого снимка кнопками перемещений и поворота на панели перемещений.

Панель перемещений становится доступна после задания мастер снимка и если выбрана операция, в которой используется ручное совмещение изображений, например "Align & composite one image pair".

Для просмотра результатов выравнивания надо выбрать режим наложения снимков. Для выравнивания удобно выбрать режим наложения "Difference".

Офсеты сохранятся в XML файле в выбранной папке. Для текущего снимка при перемещении и повороте они отображаются в соответствующих полях на вкладке "Image statistics".

Чтобы сохранить результаты выравнивания на диске, выберите в контекстном меню списка файлов опцию "Apply offsets correction".

В этом случае будет создан новый файл, совмещенный с мастером, при этом его офсеты будут сброшены в ноль.

В пояснение к алгоритму выранивания и его результатам.

Независимо от того, какая операция выранивания выполнялась над снимками, в случае ее успешного выполнения снимок довольно точно совмещается с мастер снимком.

Для просмотра и контроля полученных смещений и качества совмещения служит чекбокс "Overlay" на левой панели.

Если он включен, то показывается комбинация мастер снимка с текущим (выравниваемым) снимком и они должны совпадать.

Если он выключен, то комбинация мастер снимка и текущего снимка не выполняется и показывается только выбранный в списке файл.

При операциях выравивания для исходных изображений вычисляются офсеты. Исходные изображения при этом никак не изменяются.

Поэтому для них офсеты являются виртуальными.

На панели "Image statistics" есть чекбокс "Virtual offsets".

Если он выключен, это означает, что "виртуальные офсеты" деактивированы и смещений для выбранного в списке исходного файла вы не увидите.

Чтобы увидеть смещения на исходном файле, задайте мастер файл и включите чекбокс "Virtual offsets".





2. Выравнивание алгоритмами автодетекции

В этом случае задается мастер файл, а остальные файлы выравниваются по нему.

Успех операции зависит от качества исходных файлов. Алгоритм хорошо и устойчиво работает на контрастных снимках с умеренным количеством определяемых звезд.

Звезды не должны проваливаться в пиксель и не должны быть распухшими или искаженными.

Эти факторы снижают точность выравнивания. Выбор опорных звезд алгоритмом выполняется автоматически.

Коррекция гистограммы снимков также влияет на определение звезд алгоритмом автодетекции.

Вы можете включить чекбокс нормализации при детектировании "Normalize on detect", находящийся на панели "Ptocessing settings".

Если он включен, при детектировании производится автоматическая нормализация изображения, т.е. растяжение гистограммы.

При этом выставленные вручную настройки гистограммы будут проигнорированы.

При определении звезд программой, при необходимости, создается временный промежуточный файл в формате .png и к нему применются операции нормализацции и шумоподавления.

Далее ищутся совпадающие последовательности звезд и если они найдены, вычисляются офсеты и производится выравнивание.

Данный алгоритм работает относительно быстро, дает качество совмещения снимков +/- пиксель при высоком проценте удачных совмещений.

Иногда после его работы требуется ручная доводка результатов совмещения.



3. Выравнивание по референсным точкам

Алгоритм является достаточно точным и производительным. Процент удачного совмещения снимков высокий, качество совмещения близко к по-пиксельному.

Алгоритм работает по 4-м референсным точкам. Референсные точки вручную задаются на мастер снимке для уверенно определяемых на всей серии снимков одних и тех же звезд.

Если на выравниваемом снимке какая-то звезда, являющаяся базовой для референсной точки не определяется.

Эту "звезду" можно "определить" вручную, кликнув по ее центру и выбрав в контекстном меню на изображении пункт "Add new star to coordinates".

При этом звезда отобразится маркером в белом круге, после чего на ней можно будет поставить референсную точку.



Выравнивание серии снимков по референсным точкам сводится к двум базовым операциям:

а) задание референсных точек на серии снимков. Итогом должны быть 4 одинаково заданные референсные точки на каждом снимке.

Это можно сделать как вручную, так и автоматически, выбрав операцию "Find reference points for selected images".

PGMania попытается найти и задать эти референсные точки на всех снимках серии.

б) выравнивание и/или калибровка по референсным точкам.

Вы можете произвести попарную калибровку серии снимков после операций выравнивания и коррекции оффсетов и независимо оттого, каким способом делалось выравнивание снимков.

После выравнивания снимки будут содержать офсеты, вычисленные относительно общего мастер снимка. Эти офсеты будут учитываться при операции попарной калибровки снимков.









Работа с офсетами. Общие понятия и особенности



При автоматическом или ручном выравнивании изображение смещается относительно заданного мастер снимка по осям координат X,Y и поворачивается на угол φ.

Эти смещения запоминаются в параметрах изображения (в xml файле) и в дальнейшем используются в разных операциях.

Данный файл создается в каждой папке с изображениями, открытой в программе и выполняет функции базы данных, хранящей служебную информацию о файлах, операциях, найденных звездах и пр.

От понимания как работают офсеты во многом зависит успешность ваших действий с изображениями.

Во-первых, офсеты всегда задаются относительно какого-либо мастер изображения, потому что смещаться можно только относительно чего-то.

Невозможно смещаться не имея точки отсчета.

Такой точкой отсчета в норме является мастер изображение.

Однако, тут надо понимать, что мастером мы можем назначить любое изображение, а офсеты в текущем изображеннии хранят смещения только относительно какого-то одного, определенного изображения.

Что имеется ввиду? Допустим, в текущем изображении A, с которым мы работаем, заданы офсеты относительно изображения B.

Например, для А заданы смещения X1,Y1,φ1, и эти изображения A и B были совмещены.

Допустим, вы выровняли пару снимков A и B.

При включенном чекбоксе "Virtual offsets" (применение офсетов при просмотре), исходное выравниваемое изображение A совместится с изображением B(мастер).

При выключенном чекбоксе A не будет совмещено с B. Изображение A виртуально выровнено относительно B. При операции выравнивания из A будет создано новое изображение C.

Оно тоже будет выровнено относительно B, но уже не виртуально, а физически.

Для изображения C чекбокс "Virtual offsets" будет иметь обратный эффект, т.е. для совмещения изображения C с изображением B он должен быть выключен.

В обоих выровненных изображениях A и C будут записаны одинаковые оффсеты относительно B.










Чтобы увидеть наяву совмещение изображений, нужно задать "мастером" изображение B, выбрать исходное изображение A или С в списке и не забыть включить чекбокс "Overlay" (наложение).

Картинки А и B совместятся на экране.

B и С тоже совместятся на экране, но они также совмещены и физически, т.е. в С мы имеем физически смещенное изображение относительно B и смещения для C сохранены на диске, т.е. актуализированы.

Представим ситуацию, что A и B совместились недостаточно точно. Мы можем поправить смещения, внеся ручную коррекцию в оффсеты. Мы можем это сделать как для A, так и для C.

При этом мы смещаем или поворачиваем A или C на дополнительные значения. Этим мы вносим коррекцию в ранее вычисленные оффсеты.

При этом ранее вычисленные оффсеты остаются неизменными, но к ним добавляется коррекция.

Коррекция хранится отдельно от оффсетов для каждого изображения и мы можем сколько угодно ее менять и экспериментировать с совмещением снимков.

Чтобы актуализировать оффсеты и внесенную в них коррецию, надо сохранить текущие смещения, применив опцию "Apply offset correction" в контекстном меню списка файлов для выбранного изображения.

При этом изображение будет физически смещено на значения внесенной в оффсеты коррекции.

Суммарные оффсеты снимка при этом изменятся на значение внесенной коррекции, а смещенное изображение будет сохранено в новом файле.

Его оффсеты будут содержать суммарные смещения с учетом коррекции, а сама коррекция для нового изображения обнулится.

Т.е. оффсеты будут актуализированы, а коррекция будет сброшена, при этом в изображении появятся новые оффсеты(суммарные).

Если мы выберем в списке новое сохраненное изображение с актуализированными оффсетами, оно тоже окажется совмещенным с мастер изображением B.

Поясним сказанное еще раз. Изображение A имеет "виртуальные" офсеты относительно B. Изображение C физически совмещено с B.

Виртуальные офсеты отличаются от реальных тем, что они только вычислены для изображения, но еще не применены.

Как только мы применяем опцию "Apply offset correction", мы актуализируем офсеты и коррекцию, при этом физически сдвигаем или поворачиваем изображение.

Для чего нужно сохранять оффсеты в новом изображении? Рассмотрим 5 актуальных случаев.

1. Выравнивание.

Мы задали мастер и серию выравниваемых снимков. Запустили операцию и получили виртуальные смещения для снимков серии относительно мастера.

Эти смещения запишутся в исходные файлы и во вновь созданные в результате операции файлы "align_".

2. Ручное выравнивание.

На некоторых снимках мы хотим вручную откорректировать вычисленные смещения относительно мастера. При этом изменяются виртуальные офсеты у снимков. Мы добавляем к оффсетам коррекцию.

3. Сложение снимков.

При сложении никаких смещений и выравниваний не делается. Снимки будут сложены в том виде, в каком они физически представлены на диске.

Это значит, что перед сложением все снимки серии должны иметь актуализированные смещения относительно мастера, т.к. их виртуальные смещения и коррекции при сложении будут проигнорированы.

4. Калибровка заранее выровненных снимков.

Это более сложный случай. В PGMania калибровка производится попарно и всегда только над парой снимков. т.е. серия разбивается на пары, и в "элементарном" процессе калибровки участвуют 2 снимка.

Наши снимки выровнены относительно какого-то общего мастера и каждый из них имеет заданные офсеты по отношению к общему мастеру серии.

При калибровке пары изображения должны быть или уже выровнены или выравниваются в процессе калибровки, и смещения для них задаются внутри конкретной пары калибруемых снимков, а не относительно общего мастера.

Например, для пары снимков A и D заданы виртуальные смещения Xab,Yab,φab, для D Xdb,Ydb,φdb относительно мастера B.

При калибровке пары вычисляется новый виртуальный офсет Xda = Xab-Xdb,Yda = Yab-Ydb, φda = φab-φdb для снимка A относительно снимка D, при этом пара совмещается по общему мастеру В.

Пара A и D будет откалибрована относительно D, т.к. он будет принят за мастер в паре и его смещения будут считаться базовыми или нулевыми.

Виртуальные смещения в операциях на всех этапах сохраняются в настройках изображения.

Актулизируются смещения в операциях автоматического выравнивания, калибровки и при выборе операции "Apply offset correction".

Актуализация виртуальных оффсетов и коррекции необходима для сложения изображений и делается перед ним.

5. Калибровка цветных изображений.

При калибровке цветных изображений недебайеризированные снимки сначала выравниваются виртуально, при этом вычисляются их офсеты и запоминаются.

После этого raw снимки раскладываются на RGB каналы.

Вычисленные ранее для исходного изображения офсеты "передаются" во вновь созданные изображения цветовых RGB каналов для их последующей поканальной калибровки операцией "Calibrate aligned images".

При этом сами изображения на предыдущих этапах не изменялись.

Данные механизмы очень важны для осмысленной, последовательной и правильной обработки астрономических изображений. Уделите им особое внимание.




Обновление офсетов для связанных файлов





В версии 1.126 в меню добавлена опция "Update offset for related images". Данная опция обновляет скорректированные офсеты для всех связанных имен файлов.

Например, при автоматическом выравнивании файла 2021-08-27-2241_2-Capture_00004.fits был создан выровненный файл align_2021-08-27-2241_2-Capture_00004.fits, для которого были вычислены офсеты.

Эти офсеты пропишут ся в исходный файл 2021-08-27-2241_2-Capture_00004.fits. При этом для исходного файла они окажутся виртуальными, т.к. сам файл при выравнивании никак не изменился.

Предположим, нам не понравилось выравнивание и мы внесли в вычисленные офсеты коррекцию.

Например немного сдвинули и повернули картинку файла align_2021-08-27-2241_2-Capture_00004.fits относителльно мастера.

Далее, на файле align_2021-08-27-2241_2-Capture_00004.fits мы актуализируем офсеты, т.е. реально смещаем и поворачиваем его на величину внесенной коррекцию, а саму коррекцию обнуляем.

Нам надо, чтобы в исходный файл 2021-08-27-2241_2-Capture_00004.fits, и в другие связанные с ним файлы также попали внесенные в офсеты изменения.

Это могут быть дебайеризированные файлы, файлы R,G,B каналов и пр.

Для этого и служит опция "Update offset for related images". При актуализации офсетов она вызывается автоматически. Также ее можно вызвать принудительно, через меню.

Опция отрабатывает для всех файлов, содержащих в имени файла имя исходного файла, в данном случае это 2021-08-27-2241_2-Capture_00004.fits




Выравнивание и совмещение изображений





Программа предлагает возможности как для ручного выравнивания снимков, так и автоматическое.



Ручное выравнивание



Выберите вкладку "Align, composite, calibrate" и в списке операций выберите операцию "Align & composite image pair".

В списке файлов выберите кадр, который будет опорным кадром.

Кликните правой кнопкой мыши на выбранном кадре и в открывшемся контекстном меню выберите пункт "Set master".

Выбранный файл будет подсвечиваться в списке, а в его имени появится префикс "(master)".

Теперь, выбирая любой файл из списка вы можете смещать и вращать его до полного совмещения с опорным кадром.

Шаг смещения по умолчанию равен 1 px, угол поворота по умолчанию равен 0,05 градуса.

Нажатие кнопки Shift совместно с кнопкой перемещения или поворота увеличивает шаг вдвое.

Нажатие кнопки Ctr совместно с кнопкой перемещения или поворота уменьшает шаг вдвое.

Минимальный шаг перемещения равен 1 px. Минимальный угол поворота может быть любым.

Точность заданного угла поворота снимка округляется до 0,0001.

Текущий шаг угла поворота отображается на панели перемещений, под кноками сдвига и поворота.

Тещущие смещения снимка и его результирующие оффсеты отображаются в окне "Info".

Кроме этого результирующие оффсеты отображаются в полях оффсета на панели "Image statistics".

Таким образом, можно достичь полного совмещения кадров с высокой точностью.

В контекстном меню можно назначить мастер фреймом другой файл или выключить его.

Заданные смещения сохраняются в параметрах снимка в XML файле в текущей папке с изображениями.

Эти смещения будут считатьтся виртуальными, пока не будет выбрана опция "Apply offsets correction", при которой они будут актализированы.

Актуализация оффсетов приведет к созданию нового файла, смещенного относительно мастера, при этом его оффсеты будут сброшены.

Важно! Панель с кнопками выравнивания и поворота становится активной и доступной только после назначения какого-либо кадра мастер фреймом.

Масштаб отображения желательно выбрать 100%.

С выключенным или не заданным мастер файлом выравнивание или сохранение выровненного изображения невозможны.

В выпадающем списке режимов наложения выберите требуемый режим, например "Screen" или "Difference".

Изображение на экране будет содержать композицию (наложение) выбранного файла на мастер фрейм.

Если вы хотите изменить только положение текущего файла относительно мастер фрейма, не совмещая изображения в новом файле, выберите режим наложения "NoComposite".



Наложение можно сделать двумя путями:

1. Выполнив операцию "Align and composite one image pair".

2. Применив "Apply offsets and save" в контекстном меню списка файлов.



При этом на результат влияет смещение, задаваемое вручную с помощью кнопок панели смещений и настройки гистограммы.

В конечном итоге, в обоих случаях в результирующий файл запишется то, что вы получите на экране.

В случае применения "Apply offsets and save" в новом файле смещения (они сохраняются в XML) будут нулевыми.

В исходном файле, который смещался относительно мастера, смещения будут сохранены в тех значениях, которые были получены перемещениями и поворотом снимка относительно мастера.

При этом, при выборе исходного файла в списке, и при включенном флажке "Apply offsets on preview", исходный снимок будет автоматически смещен на заначения оффсетов.

При выключенном флажке "Apply offsets on preview", исходное изображение будет смещено относительно мастера на эти офсеты, а сохраненное будет содержать нулевые офсеты.

При том, что снимок будет совмещен с мастером.



В случае, если для выравнивания используется операция "Align & composite image pair":



Любой режим наложения, отличный от "NoComposite" при сохранении на диск запишет в новый файл композицию текущего и мастер файлов.

При этом исходные файлы остаются без изменений, а совмещенное составное изображение запишется в новый файл под именем, заданным в шаблоне как "Output file:"

После ручного выравнивания кадра нажмите кнопку "Apply" и сохраните выровненное комбинированное изображение.

При сохранении исходные кадры остаются без изменений, а новый файл создается в той же папке и с тем же именем (по умолчанию), но с префиксом "Align_" и с конкатенацией имени мастер файла.

Например, если мастер файл "Master.pgm", а текущий файл "Current.pgm", то комбинированный файл будет "Align_Current.pgm&Master.pgm".

Его имя вы можете отредактировать прямо в шаблоне.



Операции выравнивания можно проводить над любыми доступными программе типами файлов. При этом заранее определенные последовательности файлов, в том числе отфильтрованные, сбрасываются.

Для удобства и наглядности предусмотрены различные режимы наложения изображения на мастер фрейм.

Например, эффективно помогает в выравнивании режим "Difference". Режим наложения можно выбрать в списке над кнопками перемещения.

Режим влияет только на отображение на экране и никак не влияет на содержимое самих файлов, пока вы не определите шаблон и не нажмете "Start".

Для увеличения скорости обработки изображений и сокращения потребления ресурсов на медленных компьютерах предусмотрен чек-бокс "Crop to fit".

Он действует только при 100% масштабе. В режиме "кроп" отображается только центральная часть изображения в масштабе 100%, умещающаяся в текущее окно с изображением.

Уменьшение размеров этого окна способствует увеличению скорости, особенно при повороте изображения.




Автоматическое выравнивание





Выберите вкладку "Align, composite, calibrate" вверху формы, и в списке операций выберите операцию "Align selected images to master".

В списке файлов выберите кадр, который будет опорным кадром. Кликните правой кнопкой мыши на выбранном кадре и в открывшемся контекстном меню выберите пункт "Set master".

Выбранный файл будет подсвечиваться в списке. Теперь, выбирая любой файл из списка вы можете смещать и врашать его до полного совмещения с опорным кадром в автоматическом режиме.

В том же контекстном меню можно назначить мастер фреймом другой файл или выключить его.

Для повышения точности совмещения изображений можно воспользоваться чек-боксом "3x resample".

При этом на медленных компьютерах возможна заметная задержка при совмещении пары изображений.



Важно!

Панель с кнопками выранивания и поворота в данном режиме не активна.

Она активируется при ручном выравнивании.

Совмещение двух изображений в одно с наложением изображений в данном режиме не производится.

После задания шаблона с входными и выходным файлами нажмите кнопку "Start" и выровненное изображение сохранитcя на диск е.

При сохранении исходный кадр остается без изменений, при этом создается новый файл в той же папке и с тем же именем, но с префиксом "Align_" и с конкатенацией имени мастер файла.

Например, если мастер файл "Master.pgm", а текущий файл "Current.pgm", то комбинированный файл будет "Align_Current.pgm&Master.pgm".

Его имя вы можете отредактировать прямо в шаблоне. Операции выравнивания можно проводить над любыми доступными программе типами файлов.




Задание референсных точек на изображении





Референсные точки - это детектированные на снимке звезды, отмеченные специальным признаком.

Звезда, отмеченная как референсная точка, обозначается красным цветом.

Она содержит подпись с параметрами звезды, утолщенный круг обводки и порядковый номер референсной точки.

Референсные точки используются для совмещения изображений и для поиска одинаковых фрагментов (рисунков звезд) на разных изображениях.

Количество референсных точек на снимке должно быть 4(четыре) - не меньше и не больше.

Звезды, отмечаемые, как референсные точки, в общем случае должны представлять из себя трапецию ("псевдо-прямоугольник").

Они должны располагаться по возможности на значительном расстоянии друг от друга (сотни или тысячи пикселей).

При этом, границы их расположения не должны выходить за границы фрагмента изображения на других снимках серии.

Иными словами, эти звезды должны присутствовать на всех обрабатываемых снимках серии и успешно детектироваться на них.

Для каждой текущей операции можно задавать свой набор референсных точек, равно как и задавать базовый (мастер) снимок.










При этом набор референсных точек должен быть переопределен.

Для задания референсной точки надо выбрать звезду на изображении и в контекстном меню на поле изображения выбрать пункт "Add align reference point".

Референсные точки можно удалять по отдельности, выбрав в контекстном меню на поле изображения пункт "Remove align reference point".

Или удалить сразу все точки на изображении, выбрав в контекстном меню на поле изображения пункт "Remove all align reference points".

Порядок расположения референсных точек и их нумерация значения не имеют. Важны только их количество и координаты.




Поиск совпадающих референсных точек на серии изображений





Выберите вкладку "Align, composite, calibrate". Выберите базовое изображение, определите на нем звезды и задайте 4 референсные точки, как описано выше.

Сделайте это изображение мастер-картинкой. Для этого в контекстном меню списка файлов выберите пункт "Set master".

Выберите в списке файлов изображения, на которых вы хотите найти эти же 4 референсные точки и выделите эти изображения в списке (с использованием клавиши Shift или Ctrl).

Выберите операцию "Find reference points for selected images" и задайте шаблон операции, нажав кнопку "Set template".

При этом поле с шаблоном операции будет содержать список файлов, отобранных для выполнения операции.

Если все сделано правильно, нажмите "Start".



Важно! Данная операция, как и многие другие, работает с найденными программой звездами на снимках.

Старайтесь задать предел количества определяемых звезд (установка "Detected stars limit") минимально достаточным для выбранных снимков серии.

Звезды, которые программа будет искать в качестве совпадений, должны устойчиво определяться на всей серии и попадать в этот лимит.

Это можно проверить, проведя предварительное детектирование звезд на снимках серии.

Или уже в процессе выполнения операции поиска контрольных точек, сравнивая слой маркеров текущих изображений и слой маркеров мастер изображения.

Искомые звезды на рабочей паре изображений должны быть обведены кружками и детектироваться по клику мышкой на них.








В примере ниже была предпринята попытка найти опорные звезды на 2-х снимках. В поле "Info" с логом операции будет выведена примерно такая информация (лог надо читать снизу вверх):







Как видно, операция прошла успешно и на обоих снимках опорные звезды были обнаружены.

Однако, не исключены ситуации, когда обнаружение не дает найти все 4 опорные звезды, их находится меньше (2 или 3) или вообще ничего не находится.

В этом случае есть 3 варианта дальнейших действий:



 1. добавить недостающую опорную звезду вручную

  - если эта звезда уже была детектирована, выберите ее на картинке и вызовите правой кнопкой мыши контестное меню на изображении, в нем выберите пункт "Add align reference point"

  - если звезда еще не была детектирована или не определяется, выберите точку на экране с изображением звезды (ее центр), далее выберите контестное меню на изображении,

  и в нем пункт "Add star to coordinates", далее задайте на этой "искуственно детектированной" звезде референсную точку.

 2. задать другие референсные точки на мастер картинке (можно переопределить часть звезд)

 3. растянуть гистограмму, включить флажок "Stars redetect" и повторить определение звезд или поиск опорных точек.

  И попробовать еще раз, повторив операцию над теми же снимками. Каждое из перечисленных действий может помочь достичь желаемого результата.




Выравнивание последовательности изображений





Выберите вкладку "Align, composite, calibrate" и операцию "Align selected images".

Выберите в списке одно из изображений и на нем, правой кнопкой мыши в выпадающем на списке меню, выберите пункт "Set master".

Этим вы задаете мастер фрейм. Мастер фрейм можно переопределять. Его можно выключить через это же меню. Для калибровки и выравнивания мастер фрейм должен быть задан.

Теперь выберите в списке несколько файлов в произвольной последовательности с таким же сюжетом.

Файлы должны содержать один и тот же участок звездного поля и могут быть как смещены друг относительно друга на несколько пикселей, так и развернуты в произвольном порядке на небольшой угол.

Конкретные величины смещений и поворота кадров не лимитируются, но не должны быть значительными.

В противном случае вырастает вероятность того, что алгоритмы распознавания изображений не отработают корректно.

При выборе операции создается шаблон операции, при этом он еще не содержит файлов, определенных для обработки.

После выбора файлов, подлежащих авто выравниванию, следует переопределить шаблон операции, для чего нажмите кнопку "Set template".

В шаблоне вы увидите список отобранных для выравнивания файлов. Каждому исходному изображению сопоставляется соответствующее имя для выровненного файла с префиксом "align_".

Сам мастер файл в список файлов для выравнивания не включается.





Пример: В папке для обработки есть 4 файла, которые надо выровнять по одному из них. Выбираем мастер файл.

В примере это фото 0020.pgm (можно выбрать любой другой). После задания шаблона, он будет выглядеть так:







Выравнивание всей последовательности будет производиться по мастер-файлу 0020.pgm. Имена выровненных файлов содержат конкатенацию префикса "align_" и имени исходного файла.

Тип файла на выходе совпадает с типом файла на входе. Однако, как имя, так и расширение выходного файла можно переопределить прямо в шаблоне (исправить).

Если вы решили изменить список входных файлов, это можно сделать до того, как будет запущен процесс кнопкой "Start".

Если вы уже запустили процесс выравнивания, но потом решили что-то изменить, нажмите кнопку "Stop".

После обработки текущего снимка, операция будет прервана и можно будет переопределить шаблон.



Важно! Если список выделенных исходных файлов для операции был изменен, шаблон следует переопределить, снова нажав кнопку "Set template".

Если все готово, нажимаете "Start" и процесс запускается.

Индикатор прогресс бара показывает шаги выполнения операции для текущего файла (не для всей операции).

Счетчик обрабатывемых файлов отображается в окне "Info".

В процессе авто выравнивания программа пытается совместить каждый из отобранных файлов с мастер файлом и записать результат совмещения в новый файл.

При этом алгоритмом распознавания вычисляются оффсеты сдвига и поворота изображений, на которое и смещается исходное изображение в новом файле.

Исходный файл остается при этом без изменений. О результатах процесса выравнивания каждого файла выводятся сообщения в окне "Info" примерно такого содержания:








Как видим, фрагмент сообщения содержит:

- статус текущего этапа





- смещения одного файла относительно другого в пикселях и градусах





- разницу в количестве обнаруженных при детектировании звезд





Если распознавание фрагментов изображений на снимках закончилось неудачно, оффсеты будут содержать нули, либо несуразные цифры.

Например, смещения в десятки или сотни пикселей и углы повортота в десятки градусов. В таком случае, программа определяет статус операции, как Failed (Сбой).

В случае сбоя алгоритма выравнивания можно попытаться выровнять оставшиеся кадры с другим мастером, например, с одним из файлов, успешно прошедших совмещение с мастером.

Вполне вероятно, что алгоритм распознавания изображений "зацепится" за другие опорные точки и новое выравнивание пройдет успешно.

Если снимок никак не может выровняться при смене мастера, можно произвести его выравнивание вручную (см. выше описание операции "Выравнивание и совмещение изображений").

Примечание. PGMania предоставляет и другие методы автоматического выравнивания изображений, например выравнивание по 4-м референсным точкам , с использованием Star map и др.
Об этом будет рассказано ниже. В окно "Info" выводится статистика обнаруженных звезд по каждому изображению примерно такого содержания:







, где

X - координата X звезды на снимке

Y - координата Y звезды на снимке

Size - условный размер пятна звезды,характеризующий ее относительную яркость

Response - параметр используемого программой при совмещении изображений алгоритма распознавания SURF, характеризующий устойчивость связей между снимками по данной точке.

По завершении операции содержимое окна, отражающее ход всей операции, имена обрабатываемых файлов и статистика по звездам (если включена) пишется в лог.




Логи операций



Лог представляет из себя простой текстовый файл, создаваемый в папке с обрабатываемыми изображениями и в подпапках, создаваемых в соответствии с текущей датой.

Например, путь к папке с обрабатываемыми изображениями выглядит так:







Время обработки изображений 7.11.2016, тогда путь к текущему логу операции с этими файлами будет таким:







В течение текущего дня файл лог будет дополняться (дописываться снизу) новыми операциями.

На следующий день при обработке этой же папки изображений будет создан новый файл лога. Содержимое лога не отличается от окна "Info" при обработке.

Его назначение - зафиксировать параметры, результаты и время. Это может быть полезным при анализе неудач при совершении операции и при выборе альтернативной стратегии.

Результат операции выравнивания сильно зависит от качества исходных снимков. Для успешного завершения операции необходимо соблюсти ряд условий:

- самые слабые звезды не должны проваливаться в пиксель. В противном случае они будут неотличимы от шумов.

- все снимки должны быть сделаны со смещением в несколько (от единиц до десятков) пикселей

- звезды должны быть круглыми, а не вытянутыми. (они не должны плыть из-за проблем с гидированием или с вращением поля)
- звезды не должны быть выгоревшими в виде больших равномерно белых лепешек.



Для полного понимания физики процесса, будет полезно почитать статью с его описанием.
Суть используемого в программе метода калибровки основана на обработке пары изображений с совпадающим сигналом и разностным (отличающимся) шумом.

Просьба обратить отдельное внимание на авторские права, распространяемые на примененный метод выделения полезного сигнала из шума и на его реализацию в стороннем программном обеспечении.
Данная технология защищена законами РФ об авторском праве и др.

Калибровка изображений

Технология, используемая в программе, разработана автором программы PGMania и, в первую очередь, предназначена для обработки дипскай снимков и подготовки их к сложению.
Также, она может использоваться для поиска астероидов, выравнивания снимков по комете или для выделения на снимках перемещаемого от кадра к кадру космического мусора.
Технология полностью убирает постоянно присутствующие горячие пиксели, мелкий мусор на оптике и случайный шум, а также кардинально повышает отношение сигнал/шум калибруемых снимков.

Для калибровки используется пара изображений из серии снимков одного и того же участка неба, снятого в одинаковых условиях.
Для успешной калибровки необходимо, чтобы полезный сигнал смещался от кадра к кадру на несколько пикселей.
Непосредственно перед калибровкой калибруемые изображения совмещаются по полезному сигналу (см. выше "Выравнивание и совмещение изображений").
Сигнал на совмещенных снимках должен максимально совпадать. Смещение выбранного снимка относительно мастер-фрейма делается кнопками панели "Align".

Калибровать можно как отдельную пару изображений, так и список изображений. Выберите вкладку "Align, composite, calibrate".
Если калибруется одна пара, выберите операцию "Align & calibrate images pair". Выравнивание делается тут же, вручную. После совмещения выполняется калибровка.
Если калибруется список, файлы уже должны быть предварительно выровнены. Для этого выберите операцию "Calibrate aligned images" в списке операций.
Операция предполагает, что на предыдущих этапах файлы были выровнены и содержат вычисленные смещения. Для калибровки списка монохромных изображений мастер задавать не надо.
При калибровке цветных изображений с одновременной дебайеризацией, мастер должен быть задан.



На панели "Align" есть чек-бокс "Save intermideate files". Если он включен, в процессе калибровки текущей пары промежуточные стадии калибровки запишутся в отдельных файлах.
Если он выключен, будут созданы только итоговые откалиброванные файлы. Промежуточные файлы включают в себя 2 комплекта поэтапной обработки для каждого из калибруемых снимков.
Вся обработка проходит в 4 этапа и при этом создается 8 файлов (по 4 на каждый лайт). Подробнее о процессе калибровки и генерируемых в процессе калибровки файлах можно почитать в статье:

Калибровка без дарков по двум лайтам. Устранение горячих пикселей и увеличение SNR снимка

Использование промежуточных файлов в совокупности с разными режимами наложения при отображении на экране (при условии, что при анализе используется мастер фрейм),
может помочь в поиске и определении на снимках не систематического разностного сигнала, меняющегося от кадра к кадру.
При этом совпадающий сигнал может быть исключен из рассмотрения. После попарной обработки серии снимков она будет готова для сложения.
Формат выходных файлов при монохромной калибровке и калибровке без дебайеризации по умолчанию задается в соответствии с входным форматом серии.
При калибровке цветных изображений выходные файлы создаются в формате .tiff.



Доступные режимы калибровки (раздел устарел)

Ниже показан логический принцип работы алгоритмов калибровки:

Данный алгоритм максимально гасит разностный сигнал и пропускает в оба лайта общий сигнал.

Данный алгоритм максимально дифференцирует сигнал, препятствуя его взаимопроникновению из одного лайта в другой.
С точки зрения устранения горячих пикселей и шумов алгоритмы идентичны.



Калибровка пары изображений


Выберите вкладку "Align, composite, calibrate" и операцию "Align & calibrate image pair".
Определите пару обрабатывемых изображений. Выберите в списке одно из изображений и на нем, правой кнопкой мыши в выпадающем на списке меню, выберите пункт "Set master".
Этим вы задаете мастер фрейм. Мастер фрейм можно переопределять. Его можно выключить через это же меню. Для калибровки и выравнивания мастер фрейм должен быть задан.
Теперь выберите в списке другой файл с таким же сюжетом. Вы увидите наложение изображений. Режим наложения задается в выпадающем списке в панели "Align".
Доступны несколько режимов, по умолчанию стоит простое совмещение к артинок. При калибровке режим наложения не влияет на результат.

В данном режиме выравнивается выбранное изображение относительно мастер фрейма и данная пара снимков калибруется.

На основании выбранных файлов программа задаст шаблон, включающий входные и выходные файлы.

Имена выходных файлов вы можете переопределить редактированием прямо в шаблоне. Входные файлы задаются при выделении файлов в списке.

Множественное выделение в данном режиме не допускается. После завершения редактирования шаблона нажмите "Set template" еще раз. Если все готово, нажимаете "Start".

Программа совместит и откалибрует оба изображения и создаст новые откалиброванные файлы.




Калибровка последовательности изображений





Выберите вкладку "Align, composite, calibrate" и операцию "Calibrate aligned images".

Выберите в списке несколько файлов в произвольной последовательности с одинаковым сюжетом.

Файлы должны содержать один и тот же участок звездного поля и должны быть предварительно совмешены по общему мастеру.

При выборе операции создается шаблон операции. После выбора файлов, подлежащих калибровке, можно переопределить шаблон операции, для чего нажмите кнопку "Set template".

В шаблоне вы увидите разбиение отобранных для калибровки файлов на пары.

Если количество исходных выбранных файлов нечетное, последний файл из списка отбрасывается и не обрабатывается.



Пример: В папке для обработки есть 4 файла, которые надо откалибровать.

Шаблон задается разбивкой исходных файлов на пары.

Калибровка последовательности будет производиться по-парно, а не по мастер файлу.

Пары для калибровки выбираются последовательно сверху вниз, из близлежащих файлов.

Имена откалиброванных файлов содержат конкатенацию префикса "clb_" и имени исходного файла.

Тип файла на выходе совпадает с типом файла на входе.

Однако, как имя, так и расширение выходного файла можно переопределить прямо в шаблоне (исправить).

После задания шаблона, он будет выглядеть примерно так:





Если вы решили изменить список входных файлов, это можно сделать до того, как будет запущен процесс кнопкой "Start".

Если вы уже запустили процесс калибровки, но потом решили что-то изменить, нажмите кнопку "Stop".

После обработки текущей пары снимков, операция будет прервана и можно будет переопределить шаблон. После этого лучше задать операцию еще раз.

Разбиение списка на пары нужно только в процессе калибровки, по ее окончании никакого упоминания о них, кроме информации в логе не останется.

При неудачном завершении операции калибровки выбранной пары файлов, можно будет составить для ее файлов другие пары и повторить калибровку.

По этой причине, рекомендуется включить логирование.

Как следует из названия операции, в ней производится попарная калибровка файлов и выравнивание файлов между собой внутри этой пары.

Не по общему мастер-файлу, а по заранее вычисленным для файлов пары смещениям относительно общего мастер файла.

Т.е. в парах используются относительные офсеты.

Сам процесс калибровки не отличается от описанного выше в пункте "Калибровка пары изображений", а ее алгоритм описан выше.

В результате калибровки окно "Info" будет содержать результат обработки текущей пары, счетчик обработанных пар и статистику и статус операции калибровки для текущей пары.

Например:














Кроме того, по завершении операции выдается summary по всем парам с выводом статистики по детектированным на снимках звездам (если включена опция "Star statistics")

Пример:








Выравнивание и калибровка серии изображений по референсным точкам





Операция выравнивания по опорным точкам в случае успеха приводит к вычислению оффсетов (смещений и угла поворота) между двумя наборами референсных точек.

Имея вычисленные оффсеты, программа сдвигает изображения и/или разворачивает их, тем самым совмещая изображения между собой.

Референсные точки позволяют найти и задать смещения для тех изображений, которые не удалось совместить в автоматическом режиме с помощью стандартных операций выравнивания.

После того, как изображения успешно совмещены, их можно сложить в обычном порядке.

см. выше Сложение изображений










Следует отметить, что не всегда совмещение, равно как и совмещение по опорным точкам дает точное попиксельное совпадение картинок.

Они могут оказаться смещены на 1-3 пикселя. В этом случае следует вручную довести смещение до оптимальных значений.

Новый файл сохранится в том же формате, с учетом заданных смещений.

Его можно переименовать и использовать в дальнейших операциях с файлами папки.

Если полученные несовпадения изображений слишком большие, скорее всего алгоритм выравнивания по снимкам не отработал, как надо, и результирующие (не исходные) файлы разумнее просто удалить.

См. раздел Выравнивание и совмещение изображений




Выравнивание и калибровка последовательности изображений









В данной операции сначала производится выравнивание файлов текущей пары по общему для серии снимков мастер файлу, с присвоением выровненным файлам префикса "align_" и затем произвоится их калибровка.

При калибровке файлам пары присваивается еще один префикс "clb_".

Таким образом, окончательный файл имеет имя, состоящее из конкатенации префикса "align_clb_" и имени исходного файла.

В процессе выравнивания с последующей калибровкой ход обработки пары файлов отображается в окне "Info" и выглядит примерно так:







Из данного примера видно, что выравнивание первого снимка пары относительно мастера (лог обработки пары следует читать снизу вверх, а лог всей операции сверху вниз) прошло нормально и завершилось со статусом "Ok".

А выравнивание второго снимка пары относительно мастера прошло неудачно и завершилось со статусом "Failed".

Из оффсетов для этого снимка видно, что они не определены алгоритмом распознавания изображений:







Для последующей калибровки важно, чтобы исходные файлы после выравнивания были совмещены по полезному сигналу.

А поскольку в данной паре после выравнивания они не совпадают с мастером, то не совпадают и между собой.

Таким образом и калибровка для данной пары завершится неудачно, о чем и свидетельствует строка лога







Общий статус операции для пары задается в виде A and B = True, если A и B = true (Ok). Если A или B = false, то и результат будет False (Failed),

где A - выравнивание 1-го снимка пары по мастер файлу

B - выравнивание 2-го снимка пары по мастер файлу





Пример удачного завершения операции выравнивания и калибровки пары:








По завершении обработки всех пар в шаблоне, в окне "Info" выдается Summary по всем парам и статистика по звездам. Например:








Нулевые или слишком большие оффсеты должны насторожить и результаты выравнивания и калибровки необходимо тщательно проверить.

Если есть брак, его надо удалить и попробовать еще раз с перераспределением пар исходных снимков.

Важно! Имея исходную последовательность зашумленных файлов, данная операция не приведет (в общем случае) к их очистке от шумов и горячих пикселей.

По этой причине, данную операцию можно рекомендовать для особых случаев обработки уже очищенных исходников (см. следующую операцию ниже).

С другой стороны, эта операция больше подходит для более точного выравнивания снимков серии относительно общего мастер файла.

В результате операции на диске будут созданы два набора файлов: Файлы с префиксом "align_", содержащие выровненные по мастер файлу исходники.

И файлы с префиксом "clb_align_", содержащие откалиброванные между собой в парах файлы с префиксом "align_".

Если включено логирование, вся информация с ходом выполнения операции пишется в лог.




Дебайеризация





В версии 1.124 добавлена дебайеризация (преобразование монохромных raw изображений в цветное изображение RGB) с различными сценариями и для любой цветной матрицы камеры (всего 27 типов дебайеризации).

Выберите одно или несколько raw изображений сделанных с помощью цветной камеры. Например, камера QHY5III178C может снимать в цвете в формате .fits, при этом само изображение является монохромным.

В меню выберите опцию "Debayer raw image". В результате дебайеризации будет создан новый RGB файл с цветным изображением.

Разные камеры имеют различные варианты матрицы Байера. Тип матрицы Байера для дебайеризации выбирается в списке на вкладке "Color settings".

В частности, для камеры QHY5III178C используется матрица RGGB (BayerRG color to RGB color). Для других камер она может отличаться.

Вы можете выбрать подходящий вашей камере тип дебайеризации, выбрав значение в списке "Bayer matrix" на панели "Color settings", чтобы цветопередача была корректной.

Выбранные настройки типа матрицы будут сохранены.





Важное замечание. При выравнивании снимков (операции Align) пиксели снимков смещаются относительно границ кадра (сенсора матрицы).

Это приводит к изменению типа матрицы Байера на выровненном снимке.

Вероятность изменения типа матрицы высокая.

Все зависит от того, насколько смещается изображение относительно кратной ширины матрицы Байера и от угла поворота снимка при выравнивании.

Таким образом, после выравнивания вам необходимо пройтись по всем снимкам серии и выставить для каждого снимка корректный тип матрицы Байера.

Этот тип запоминается в настройках, в XML файле, и в дальнейшем применяется к снимкам.





Если ваш исходный цветной raw файл снят в формате 16bpp fits, при дебайеризайии будет создан 3-х канальный RGB файл в формате 24bpp, при этом на каждый канал выделяется 8 бит.

Сохранение RGB файла происходит в формате .png

Вы можете конвертировать сгенерированный png файл в любой другой тип, например, в .tiff, отдельной операцией.





В версии 1.125 добавлена дебайеризация "на лету". Она используется для быстрого просмотра цветных raw изображений в цвете, но без сохранения дебайеризированных изобра жений на диске.

Дебайеризация "на лету" включается флажком "Debayer" на левой панели.



Физическая дебайеризация выполняется выбором в контекстном меню списка файлов операции "Debayer raw image" для выбранных файлов. В результате операции создаются новые файлы в формате png.

Для дебайеризированных через эту операцию изображений при просмотре выключите флажок "Debayer"! В противном случае цвет на них вы не увидите.





В версии 1.132 дебайеризация добавлена как дополнительная опция к калибровке. Включается флажком "Calibrate + Debayer" на панели "Processing settings".

При ее использовании выбранные снимки калибруются как обычно, попарно, результат калибровки подвергается дебайеризации.

При этом сохранение откалиброванных и дебайеризированных файлов производится в формат png. При их просмотре также надо выключать флажок "Debayer" на левой панели.

Перед калибровкой убедитесь, что для калибруемых снимков выставлен правильный тип матрицы Байера.

На дебайеризированных откалиброванных снимках ничего не изменить, т.к. там RGB и матрицы Байера нет.









Разделение RGB на цветовые каналы





В версии 1.124 добавлено разделение цветных RGB (24bpp) изображений на отдельные монохромные изображения (16bpp) с цветовыми R,G,B каналами.

Внимание! Прежде чем разделять цветной raw файл на каналы, его необходимо дебайеризировать с сохранением цветного дебайеризированного изображения на диске!

Разделение на каналы производится только для RGB файлов, не содержащих матрицы Байера! При дебайеризации файл сохраняется в формате .png (24bpp по умолчанию для RGB).

При разделении его на цветовые каналы R,G,B будут созданы 3 монохромных файла в формате 16bpp.

Вы можете конвертировать файлы каналов из png в любой другой тип, например, в .fits, отдельной операцией.

Вместе с ранее добавленной операцией создания комбинированного цветного изображения из отдельных цветовых каналов эти операции завершают цикл создания операций для работы с цветными изображениями.

Таким образом программа может использоваться для полноценной работы как с монохромными, так и с цветными камерами. Тестирование производилось на камерах QHY5III178M, QHY5III178C и др.




Калибровка цветных изображений





Калибровка изображений, сделанных цветной камерой имеет свои особенности.

Это связано с наличием в них закодированной по определенному алгоритму матрицы Байера, хранящей цвет на монохромном сенсоре цветной камеры.

Пункты данного руководства, касающиеся калибровки, в одинаковой мере относятся как к ч/б, так и к цветным матрицам. Принципы те же.

Отличия заключаются в том, что цветное изображение как бы состоит из 3-х ч/б изображений, определяющих каналы RGB.

И в том, что при калибровке цветного изображения с использованием дебайеризации нам будет необходимо задать тип матрицы Байера, чтобы правильно декодировать цвет.

Каждый из R,G,B каналов кроме полезного сигнала несет в себе шумы. Это и тепловой шум, и горячие пиксели, и случайный шум.

Горячие пиксели имеются в каждом из RGB каналов. Задача калибровки - убрать шумы, оставив чистый сигнал.

В калибровке цветных изображений к ним добавляется еще одна задача - сохранить исходный цвет.

Если выбрана неверная матрица дебайеризации, цвет будет искаженным или пропадет вовсе.

Калибровка делается на сырых RAW файлах до дебайеризации! Это важно и этот принцип не следует нарушать.

Более того, в идеале дебайеризация делается на исходных снимках, не подвергавшихся никаким трансформациям, а именно смещениям, поворотам и пр.

Эти действия в лучшем случае могут привести к изменению исходной матрицы, в худшем к потере цвета.

В первом случае вам придется для каждого файла выставлять тип матрицы Байера вручную, во втором случае снимки будут испорчены и их придется удалить.

Дебайернизация может делаться вместе с калибровкой. Можно делать дебайеризацию отдельно, после калибровки.

Первый вариант намного лучше, но об этом чуть ниже.










Обычная последовательность обработки состоит из выравнивания, калибровки, дебайеризации (для цветных снимков) и сложения.

Вся обработка разбивается на отдельные этапы (операции) и результаты каждой из них можно контролировать отдельно.

Т.е. сначала выровнять снимки, затем откалибровать и после всего сложить сумму.

Дебайеризацию лучше совместить с калибровкой, выставив чекбокс "Calibrate + Debayer" в панели настроек "Processing settings".

Если выравнивание делалось отдельной операцией, калибровку рационально и удобно произвести операцией "Calibrate aligned images", т.к. данная операция предназначена для калибровки предварительно выровненных изображений (относительно мастер-файла).



Анимация процесса калибровки. Есть 2 исходных кадра. Они совмещаются по сигналу. Из одного вычитается другой, выделяется шум.

Далее этот шум вычитается из лайта. На выходе получаем очищенный лайт и далее идет дебайеризация.








В этой схеме последовательность действий при калибровке цветных RAW изображений д.б. следующая:

1. Выполняется выравнивание исходных raw изображений серии относительно мастер-файла.
При этом исходные файлы не претерпевают никаких изменений, но для них вычисляются офсеты (смещения и углы поворота) изображения относительно мастера.

    При выравнивании создаются новые файлы с префиксом "align_".

Для исходных файлов вычисленные офсеты будут виртуальными, для файлов с префиксом "align_" офсеты будут актуализированы, т.е файлы будут реально сдвинуты и повернуты относительно мастера.

    Офсеты для исходных и выровненных файлов запоминаются в xml файле для всех калибруемых изображений.

    При необходимости вычисленные программой офсеты корректируются ручной доводкой кнопками панели "Align".

    Для этого выберите операцию "Align and comopsite one image pair" и кнопками панели "Align" выровняйте снимки, внеся коррекцию в вычисленные программой офсеты.

    По завершении коррекции, выполните операцию актуализации офсетов "Actualize offsets" в контекстном меню списка файлов.

    Операция "Apply offset correction" в этом же меню выполняет аналогичную функцию с небольшими отличиями.

    При ее выполнении обновляются офсеты для файла "align_" или, если его не существует, создает его.

    

    При актуализации офсетов коррекция применится к соответствующему файлу с префиксом "align_", т.е. в файле "align_"офсеты будут скорректированы на поправку, внесенную в исходный лайт.

    Коррекцию лучше выполнять над исходным снимком с виртуальными офсетами.

    Это не привнесет дополнительных искажений в сигнал при поворотах и сдвигах изображения, т.к. при актуализации офсетов они выполняются только один раз при сохранении или создании "align_" файла.

    Если данного файла не существует, при актуализации офсетов он будет создан программой.

  ;   Если он существует, его офсеты будут переопределены с учетом коррекции исходного файла.

    После этого можно будет выполнять калибровку изображений с скорректированными офсетами.



2. Выполняется калибровка выровненных raw изображений операцией "Calibrate aligned images".

    Калибруемые изображения должны иметь вычисленные относительно общего мастера офсеты.

    Офсеты сохраняются в XML и показываются в полях на панели "Image statistics" при выборе файла в списке.

    Калибруемые изображения могут быть как с актуализированными офсетами, так и с виртуальными.

    Лучше выполнять калибровку файлов с виртуальными офсетами, а не с актауализированными.

    Выровненные изображения с актуализированными офсетами физически совмещены с мастером, т.е. уже подверглись деформации - смещениям и повороту.

    При калибровке изображения в списке разбиваются программой на пары.

    В результате калибровки создаются новые изображения:

    - при калибровке изображений с виртуальными офсетами будут созданы файлы с префиксом "clb_".

    - если калибруются файлы с префиксом "align_", у откалиброванных снимков префикс будет "clb_align_".

    В зависимости от выбранного на панели "Processing settings" типа калибровки, для каждого калибруемого снимка будет создан 1 или несколько откалиброванных снимков.



    Рекомендуется выбрать тип калибровки "Simple". Он простой, быстрый, предсказуемый, неприхотливый и качественный, свободный от артефактов.

    Вариант калибровки "Simple" создает по одному откалиброванному изображению для каждой пары исходных снимков.

    При задании шаблона операции калибровки с типом "Simple" в следующую пару попадет один снимок из предыдущей пары и один из текущей.

    Таким образом, создается цепочка из входных файлов, разбитая на пары, а в результате калибровки на выходе получим такое же количество откалиброванных снимков, что и имели исходных снимков на входе.



    На рис. ниже представлен результат работы "Simple" калибровки.







Если хотите поэкспериментировать, выберите вариант калибровки "Include intermediates". При этом выполняится та же "Simple" калибровка, а также создаются и сохраняются дополнительные файлы.

В частности, файлы шумов с префиксом Noise_ и варианты откалиброванных снимков с разными паттернами матрицы Байера. Вы можете поэкспериментировать с ними самостоятельно.

В случае сильного разброса изображений по качеству или выравниванию, калибровка может пройти неудачно. В этом случае можно попробовать выбрать другой набор исходных файлов и тем самым перераспределить калибруемые пары.

Можно откалибровать отдельную пару выбранных изображений, можно списком. Вы можете выбрать для калибруемой пары любой файл из выровненных снимков (с префиксом "align_" или без него).

Файлы можно использовать для калибровки повторно. Страшного ничего не произойдет.



В версии 1.132 дебайеризация добавлена как дополнительная опция к калибровке. Включается она флажком "Calibrate + Debayer" на панели "Processing settings".

При ее использовании выбранные снимки калибруются как обычно, результат калибровки подвергается дебайеризации. При этом сохранение откалиброванных и дебайеризированных файлов производится в формат png.



Важно! Чекбокс "Debayer" на левой панели выполняет только виртуальную дебайеризацию. При просмотре дебайеризированных файлов надо выключать флажок "Debayer" на левой панели, иначе цвет на них вы не увидите!

Виртуальная дебайеризация позволяет подобрать и выставить правильный тип матрицы Байера для каждого файла и запомнить его, но не создает дебайеризированный файл.



Если калибровка делалась без сопутствующей дебайеризации, откалиброванные файлы дебайеризируются отдельной операцией, с сохранением результатов дебайеризации на диске, в виде цветных (RGB) файлов.

Перед дебайеризацией для всех откалиброванных снимков надо выбрать правильную матрицу Байера. При калибровке с дебайеризацией все усложняется.



В традиционной калибровке снимки калибруются до смещений и поворотов. После калибровки они дебаеризируются. Вопросов с дебаеризацией не возникает, т.к. матрица Байера не смещается и не поворачивается.

После калибровки лайты выравниваются по мастеру и все хорошо. Почти.

Сам принцип такой калибровки предполагает внесение дополнительных шумов в откалиброванные лайты и остаются открытыми вопросы очистки лайтов от шума, горячих пикселей, мусора и т.д.



В PGMania, как и в традиционной калибровке, лайты сначала калибруются, после чего дебаеризируются, но сама калибровка производится по другим принципам.

Первое и главное отличие от традиционной - в ней не используются вспомогательные файлы, такие как dark, bias и flat. Используются только лайты, полученные при обычной съемке неба в телескоп.

Второе главное отличие от традиционной калибровки - она радикально уменьшает шумы и убирает мусор. Также частично или полностью убирается тепловой шум матриццы и свечение усилителя (amplifier glow).

Третье отличие в том, что перед калибровкой лайты совмещаются между собой по полезному сигналу, т.е. производится их виртуальный поворот и смещение.

Проблем нет, пока дело не доходит до дебаеризации. С монохромом все просто, он вообще идеально подходит под астрофото по всем статьям.

Но многие снимают дипскай на цветные матрицы, а при повороте raw матрица Байера ломается, т.е. исходный цвет определяется либо другим паттерном, либо рушится.

Вероятность поломки или замены паттерна возрастает при заметных ошибках ведения, т.е. там, где имеет место вращение поля. При съемке с гидом она минимальна.

Тривиального метода ее починить или восстановить в обычном софте не существует. В PGMania это есть и работает. Исходная матрица после поворота и дебайеризации остается неизменной.










Предсказать заранее, какой из паттернов матрицы на откалиброванном снимке окажется правильным невозможно.

В PGMania реализован авторский алгоритм вычисления паттерна матрицы Байера, соответсвующего исходному цвету с оригинала. Программа все делает сама в автоматическом режиме.

После калибровки цвет соответствует оригиналу, артефактов на снимке нет, разрешение снимка остается максимальным, а шумы минимальны.

Варианты калибровки включают в себя:

- монохромную калибровку, без дебайеризации

- калибровку с дебайеризацией по оригинальному паттерну оригинала

- калибровку с вычисляемым паттерном для полного соответствия цвета цвету оригинала

- монохромную калибровку с включением доаолнительных файлов шумов



Таким образом, достигается максимально возможный выигрыш в качестве.

Для калибровки выбирайте исходные лайты с виртуальными офсетами, т.е. не подвергавшиеся никаким трансформациям.

Для каждого исходного калибруемого лайта программа создаст один дебаеризированный или монохромный откалиброванный лайт.



Для калибровки с вычисляемым паттерном потребуется задать мастер файл. Мастер файл должен иметь детектированные звезды. Все калибруемые файлы должны быть выровнены относительно мастера.

Повторим. Сначала лайты совмещаются с мастером, калибруются, после чего дебайеризируются. Шумы при таком подх оде минимальны, смещения минимизируются.

Поскольку лайты калибруются парами, при калибровке вычисляются относительные смещения лайтов пары между собой, при этом каждый из них имеет свое смещение относительно мастера.

По мастеру откалиброванные лайты совмещаются уже после дебайеризации. Это позволяет сохранить вычисленную или заданную матрицу Байера после калибровки.

Чтобы использовать этот функционал включите чекбокс "Calibrate + Debayer" на панели "Processing settings".

Для калибровки выбирайте исходные лайты с виртуальными офсетами, т.е. не подвергавшиеся никаким трансформациям.



Если что-то пошло не так. В случае сбоя матрицы на откалиброванных снимках можно произвести калибровку без дебайеризации и уже после калибровки выставить тип матрицы для каждого откалиброванного снимка.

После этого можно произвести дебайеризацию вручную, т.е. отдельной операцией. Если это не помогает, попробуйте задать список калибруемых пар в другом порядке.

Вполне вероятно, что это исправит проблему и снимок откалибруется с правильным цветом. Откалиброванные и дебайеризированные снимки окажутся выровнены относительно мастера и будут готовы к сложению.










Дебайеризированные откалиброванные цветные изображения не должны содержать горячих пикселей и на них должно быть заметно меньше шумов, чем на исходных изображениях.

Сигнал не должен быть искаженным, никаких фантомов или обглоданных кусков звезд или двоений изображения также не должно быть. Цвет не должен отличаться от исходного.

Если на калиброванных изображениях присутствуют артефакты, измените набор исходных изображений в парах. Проще говоря, перетасуйте пары, как карточную колоду.

Если возникли проблемы, вполне вероятно, что другой набор файлов в калибруемой паре выдаст лучший результат.

Обычно, на тщательно выровненных качественных исходниках калибровка не вызывает проблем, но исключения бывают и к этому надо быть готовым.

Виновата в этом случае не программа, т.к. программно сигнал(пиксели) при калибровке не обрабатывается.

В калибровке работают операции вычитания, смещения и наложения снимков на основе вычисленных офсетов. Больше ничего.

Матрица Байера на снимке жестко привязана к сетке пикселей матрицы камеры, а поскольку при выравнивании снимка сетка смещается и поворачивается, сбой матрицы - обычное явление.



Важно"! Чекбокс "Default matrix" на панели "Color settings" применяет выбранную в списке "Bayer matrix" матрицу Байера для всех файлов выбранного типа, кроме файлов с перфиксами "align_" и "clb_".

Для таких файлов тип матрицы Байера для каждого снимка задается отдельно, выставлением значения из списка. Для остальных файлов тип матрицы можно задать списком, сразу для всех.

Эта опция особенно полезна для выставления типа матрицы для всех исходных снимков с камеры для всей папки. Обычно они имеют одинаковый тип матрицы Байера.

На дебайеризированных откалиброванных снимках ничего уже изменить нельзя, т.к. матрицы Байера на них нет.










Как видим, работа при калибровке цветных изображений выполняется довольно кропотливая и сложная, и требует кое-каких усилий.

Если соблюдать предложенную выше методику и исходный материал был хорошего качества, результат непременно порадует.

Рекомендуем прочитать разделы этого руководства про выравнивание и вычисление офсетов, чтобы ясно понимать разницу между виртуальными и актуализированными офсетами.

На данном этапе важно понять, что калибровка цвета не так проста, как может показаться.

Все описанные шаги выполняются отдельными операциями. Это обеспечивает наилучший результат.




Комбинация ч/б каналов в цветное RGB изображение





В версии 1.111 добавлен функционал создания цветного изображения из ч/б RGB каналов.










На входе задаются три по-канальные суммы(формат файлов любой), на выходе получаем цветной .tiff.

Файл нужного канала задается через меню в списке файлов, как соответствующий R, G или B компонент.

Если все три компонента заданы, на экране строится RGB композиция каналов в режиме реального времени.

Для ее отображения на экране, надо включить чекбокс Overlay.

Настройки гистограммы любого отдельного канала можно тут же изменять. Для регулировки гистограммы отдельного канала выключите чекбокс Overlay.

Если задан мастер файл, для отдельных каналов можно тут же вносить коррекцию в выравнивание через панель Align.

При включенном чекбоксе Overlay гистограмма регулирует настройки общей композиции каналов.

На экране вы увидете результирующее влияние настроек гистограммы отдельных каналов на баланс белого всей композиции и ее итоговую гистограмму.

Совмещение и выравнивание (если это нужно) отдельных каналов делается тут же, по ходу. Одновременно с RGB можно задать и спец.файлы, например задать мастер файл.

Мастер файлом можно назначить один из R,G,B каналов или отдельный файл, например, с L каналом, а режимом наложения для него выбрать любой режим из списка Composite Mode.

При этом на экране будет создана композиция RGB и L.

Сохранение текущей RGB композиции производится выбором пункта в контекстном меню на изображении, или выбором соответствующей операции на вкладке "Stack, postprocess".

Более наглядного, простого и удобного механизма, на мой взгляд, просто не существует.

О создании сложной композиции каналов и узкополосных файлов, см. ниже.




Сложение изображений





Выберите вкладку "Stacking" и операцию "Stack selected images".

Теперь выберите в списке несколько файлов в произвольной последовательности.

Файлы должны содержать один и тот же участок звездного поля и должны быть предварительно совмещены по мастер картинке.

При выборе операции сложения задается шаблон операции.

При изменении набора выделенных файлов, подлежащих сложению, следует заново переопределить шаблон операции.

Для этого нажмите кнопку "Set template". В шаблоне вы увидите список файлов, отобранных для сложения.



Пример шаблона оперции сложения:
















Сложение может выполняться по 3-м основным алгоритмам (список Stacking Method):




1. Сложение пирамидой (попарно)

В этом режиме отобранные из списка изображения разбиваются на пары, файлы пары складываются между собой, файлы следующей пары тоже складываются между собой и так до конца списка отобранных для сложения файлов (пар).

Затем суммы первых пар таким же образом разбиваются на пары, изоб ражения внутри пары тоже складываются между собой. И так до конца списка сумм первых пар.

В конце цикла сложения остается только одна пара, ее изображения складываются и на выходе мы имеем итоговую сумму всех исходных снимков, сложенных между собой.

При таком методе сложения весовые коэффициенты всех снимков получаются строго одинаковыми. SNR суммы в этом режиме будет оптимальным.

Если количество исходных выбранных для сложения файлов нечетное, последний файл в списке отбрасывается.

Мастер файл в пары не включается, если он не выбран выделением в списке, наравне с другими файлами.

Сложение пирамидой позволяет наиболее эффективно вытянуть слабые детали. Однако, есть риск выйти за пределы динамического диапазона и "пережечь" картинку.

Применяйте коррекцию гистограммы при сложении, чтобы динамический диапазон суммы оставался в заданных пределах.



Важное замечание! Чтобы не терять сигнал при сложении пирамидой, количество складываемых файлов должно быть кратно степени 2, т.е. 8,16,32,64,128 и т.д.

В противном случае, на определенном этапе длина ряда окажется нечетной и крайний файл ряда будет отброшен. А вместе с ним и все, что вошло в него ранее при суммировании.

Если кол-во файлов кратно степени 2, выбросов не будет и все файлы попадут в сумму.

Если кол-во файлов не кратно степени 2, разбейте их на более мелкие серии(суммы), например по 8 или по 16, после чего сложите серии между собой пирамидой или последовательно.

При последовательном сложении количество файлов в серии должно быть четным. Нечетный последний файл также отбрасывается.

В общем, при сложении серии придется немного подумать, как его выполнить оптимальным способом.

В результате несложных манипуляций с разбивкой на серии, обычно удается собрать в кучу все снимки без потерь.



2. Последовательное (серийное) сложение снимков

В этом режиме файлы серии складываются последовательно, от первого файла из выделенных в списке до последнего файла из числа выбранных для сложения.

1-й файл из списка складывается с 2-м. С суммой первых 2-х файлов складывается 3-й файл, с суммой первых 3-х файлов складывается 4-й файл и т.д.

При этом файлам устанавливаются следующие уровни прозрачности:

2-му 50%

3-му 33%

4-му 25%

5-му 20%

и т.д.



В данном режиме сложения весовые коэффициенты не будут строго одинаковыми, в отличие от попарного сложения. А значит и SNR суммы не будет оптимальным.



Уровень прозрачности при наложении нового снимка на сумму предыдущих задается целым числом.

Таким образом, 12-му и 13-му файлам будет задан уже одинаковый уровень прозрачости, т.к. при округлении получается одинаковое целое.

Чем больше файлов складывается по такой схеме, тем более некорректной становится сумма.

При сложении более 12 файлов весовые коэффициенты складываемых файлов становятся некорректными.

в версии 1.129 для задания длины серии в цикле при операциях серийного сложения введен параметр "Serial cycle". Его следует задавать в диапазоне от 2 до 12.

В версии 1.129 серийное сложение разбито на 2 базовые операции:



- SerialFirstCycleOnly

- Serial. Multy cycled



Операция "SerialFirstCycleOnly" сложит все выделенные в списке файлы (N снимков) в суммы, содержащие [Serial cycle] снимков.

Количество сумм (циклов сложения) будет равно N/[Serial cycle] и округлено до ближайшего целого в большую сторону.

Например, если мы складываем 215 снимков и размер параметра "Serial cycle" задан равным 10, мы получим 22 суммы, в каждой из которых будет сложено по 10 снимков.

В последней сумме будет сложено 5 снимков.



Операция "Serial. Multy cycled" сначала сделает все то же самое, что в предыдущем пункте, затем пройдется по созданным на первом этапе суммам и далее повторит циклы, пока на выходе не останется 1 итоговая сумма.

При параметре "Serial cycle", равном 2-м, серийное сложение вырождается в сложение пирамидой, описанное выше.



Важно! На каждом этапе сложения мы можем корректировать гистограмму получаемой суммы через коррекцию гистограммы исходных файлов, участвующих в сложении серий или пар.

Это позволяет более гибко настраивать динамический диапазон получаемых на всех этапах сложения сумм, удерживая его в заданных границах.

Тем самым мы всегда можем получить итоговую сумму, вписывающуюся в границы гистограммы и не нуждающуюся в ее последующем растяжении или сжатии. А это позволит избежать появления новых шумов.










Кроме выбора метода сложения надо выбрать метод наложения, т.е. определить, по какому алгоритму происходит сложение файлов между собой.



На выбор два основных варианта:



Вариант A

---

 Список Composition mode, содержащий несколько наиболее востребованых режимов наложения. Это режимы:







 Все они работают примерно одинаково, с небольшими различиями. Каждый из них делает итоговую сумму ярче или контрастнее, добавляя цвет, пропуская все или обрезая часть сигнала внизу или вверху гистограммы.



Вариант B



 Если выбрать в Списке "Composition mode" строку "Undefined", станет доступен список Evaluate, содержащий много режимов с вычислением результата на основе какой-либо встроенной в ImageMagick функции.


Сложение будет производиться попарно или серийно, как описано выше, при этом вариант наложения снимков будет определяться функцией.


 Список функций довольно широк, остановимся на наиболее интересных и полезных для сложения.

 Это Median, вычисляющая медиану среди своих операндов (изображений), т.е. устанавливающая для каждого пикселя результата медианное значение по всем участвующим в операции файлам.

 Это Mean, Summ, Max, Min и т.д. Каждая из них по-своему полезна.



3. Evaluate

Если в списке "Stacking method" выбран режим Evaluate, список "Composite by" должен находиться в состоянии "Undefined", а список "Evaluate" будет содержать список доступных функций ImageMagick.

Сложение в этом случае производится внутренними алгоритмами ImageMagick. Обратной связи с интерфейсом в этом режиме нет, операции могут занимать длительное время, поэтому следует набраться терпения и подождать их завершения.




Генерация маски звезд





Маска звезд представляет собой сгенерированный .png файл и имеет 2 уровня яркости - черные круги звезд на прозрачном фоне или с белыми звездами на прозрачном фоне.

Для задания цвета звезд выберите его в списке "Star map color" на панели "Color settings".

Прозрачная карта звезд в PNG может работать нестабильно на разных компьютерах.

Если карта звезд в PNG не видна (вы видите в PGMania чистый экран), конвертируйте маску в tiff.

Размер файла при этом получится большой. В остальном никаких различий в ее использовании нет.

Маска генерируется на основе детектированных звезд на снимке. При детектировании размер кружка звезды будет пропорционален ее яркости, т.е. пропорционален пятну звезды.

Кружки звезд располагаются в координатах обнаруженных на снимке звезд и имеют диаметры, пропорциональные яркости звезд.

При генерации маски используется параметр "Star mask factor". Размер пятна на маске будет пропорционален d/f, где d - размер кружка звезды при детектировании, а f это Star mask factor, т.е. делитель.

Таким образом, задавая параметр "Star mask factor", мы можем генерировать маску с разными диаметрами звезд. Этот диаметр будет влиять на результаты при применении маски в постобработке.

Чем больше параметр "Star mask factor", тем меньше звезды на маске. Этот параметр задается вызовом опции "Set star mask factor" в контекстном меню на изображении. Значение параметра округляется до целого.



Также мы можем размыть звезды на маске по Гауссу. Для этого применяеся опция "Blur" в контекстном меню списка файлов на выбранном файле. Радиус размытия задается аналогично, опцией "Set blur radius" в контекстном меню на изображении.










Применение маски звезд может оказаться полезным при сложении снимков для уменьшения эффекта распухания звезд, или для коррекции формы звезд на сумме после сложения.

Задайте сгенерированную маску мастер файлом, выберите способ наложения и можете выполнять с ней операции коррекции или сложения снимков.

Для генерации маски удобно использовать сумму серии снимков по медиане. После сложения суммы, выполните на ней детектирование звезд, удалите на снимке фантомы, возникающие при детекции звезд.

Затем выберите в контекстном меню на выбранном в списке файле операцию "Generate star map".

Маска будет сгенерирована в виде отдельного файла с префиксом "StarMap_".



Для устранения фантомов звезд, иногда появляющихся при детектировании звезд, выберите масштаб 100%, кликните мышкой на центр круга фантома, после чего в контекстном меню рядом, на изображении, выберите опцию "Remove star from coordinates".

После этого программа пересчитает маркеры и перерисует все детектированные звезды. Это длительная и затратная по ресурсам операция.

Если вам нужно убрать много фантомов, полезно отключить отрисовку опцией "Visualize proc" на панели "Processing settings".

Если звезда или фантом присутствует, при клике мышкой на ней будет отрисовываться сигнальный бело-красный круг.

Если фантом удален, сигнальный круг не отрисовывается, но сам фантом будет отрисован, пока вы не обновите маркеры принудительно.

Для обновления маркеров выберите опцию "Redraw markers" в контекстном меню списка файлов на выбранном файле или на изображении.

При этом все маркеры будут пересчитаны и перерисованы, а удаленные фантомы исчезнут с изображения.

Таким образом, с отключенной опцией "Visualize proc" можно быстро почистить детектированные звезды от фантомов, после чего сгенерировать маску по реальным звездам.




Сложение изображений с маской



Выберите в списке одно из изображений и на нем, правой кнопкой мыши в выпадающем на списке меню, выберите пункт "Set master".

Этим вы задаете мастер фрейм. Мастер фрейм можно переопределять. Его можно выключить через это же меню.

Для операции сложения изображений с маской мастер фрейм должен быть задан.

В остальном, все то же самое, что при обычном сложении, только при сложении с маской задается мастер файл.

Мастер файл участвует в построении комбинации со складываемым снимком, а результат наложения идет в сложение, как описано выше.

Режим наложения снимка на мастер файл задается в списке "Composite Mode".

Таким образомю, можно складывать, например, с предварительно подготовленной маской звезд, избегая их распухания.

Или с суммой по медиане, отсеивая несистемный сигнал и т.д.

Подводя итоги раздела о сложении, можно сказать, что в PGMania присутствует много вариантов сложения, их применение зависит от используемых исходных файлов, целей и уровня владения вопросом.

Готовые рецепты не всегда дают лучшие результаты. Программа дает широкое поле для фантазии. Пробуйте и обрящете.




Создание мозаики изображений (панорама)





В версии 1.122 добавлена операция по подготовке изображений для создания мозаики (панорамы).

В отличие от операций обычного выравнивания и сложения, с ротацией исходных изображений в пределах их габаритов на величину вычисленных оффсетов, подготовка под мозаичное сложение исключает обрезку исходных изображений.

Как это работает? Сначала вы должны выровнять исходные изображения операциями выравнивания и получить смещения этих изображений относительно мастер изображения.

Затем выполните операцию «Mozaic prepare» над выровненными изображениями. Это создаст новые изображения с одинаковыми и увеличенными размерами, общими для всех изображений серии.

Исходные изображения при этом смещаются внутри этих границ с предварительно рассчитанными смещениями, так что никто из них не пересекает новые границы. Оффсеты итоговых, смещенных изображений обнуляются.

После этого вы можете сложить подготовленные под мозаику изображения обычным образом и получить окончательное изображение в виде мозаики (панорамы).

После вычисления габаритов итогового изображения и смещения исходных изображний на оффсеты в пределах новых габаритов, для них остаются доступными все те же операции по выравниванию и сложению.




Постобработка





Мы рекомендуем применять операции постобработки после сложения и только для сумм, но не исходных(!) или откалиброванных(!) изображений.

Не делайте постобработку на цветных RAW изображениях до калибровки и дебайеризации! Это только увеличит шумы и сделает калибровку невозможной, и уничтожит или испортит цвет!

Для изображений можно применять шумоподавление (меню "Reduce noise"), увеличение резкости (меню "Sharpen") и улучшение (меню "Enchance"). Следует иметь ввиду, что шумоподавление, в целом, снижает разрешение снимка.

Дебайеризированные изображения можно разложить на R,G,B каналы (меню "Split color to channels"). В результате получаются 3 монохромных изображения с цветовыми каналами.

Создаваемым при постобработке файлам изображений также прописываются вычисленные при выравнивании офсеты.

Альтернативой шумоподавлению является применение медианного фильтра.

При этом сначала выравниваем изображения, актуализируем офсеты, затем делаем сумму ч/б изображений или выбранного R,G,B канала по медиане и прогоняем файлы выбранного канала по созданной медианной сумме операцией "Apply median to selected images".

Медианный фильтр хорошо подходит для обработки монохромных снимков, но может значительно обесцветить цветные изображения.

Если делалась раскладка цветного дебайеризированного изображения на цветовые каналы, можно сделать обратное сведение обработанных R,G,B каналов в новое цветное изображение.

Сведенное цветное RGB изображение уже не имеет матрицы Байера.




Создание композициии L_RGB_Ha_Oiii из монохромных снимков





1. Готовим суммы каналов R,G,B, суммы узкополосников Ha, Oiii и сумму L канала

2. Выравниваем все файлы между собой. Мастером выбираем любой из них, наиюолее подходящий к остальным по минимальным смещениям.

3. Делаем RGB combine из отдельных каналов R,G,B.

Делается через Combine RGB from channels. Результатом будет RGB_combine.

Баланс цветов регулируется через гистограмму отдельных каналов при вЫключенном флаге Overlay.

Гистограмма суммы регулируется при включенном флаге Overlay.

4. Делаем наложение Ha и Oiii. Результатом будет Биколор Ha_Oiii. Делается также через Combine RGB from channels RGB combine.

Ha выбираем в качестве R канала, Oiii в качестве G и B каналов.

5. Делаем наложение RGB_combine и Ha_Oiii. Результатом будет RGB_Ha_Oiii. Это обычная композиция, с сохранением через MakeScreenshot.

RGB_combine выбираем мастером. Режим наложения выбираем Treshold или Lighten.

6. Делаем наложение RG B_Ha_Oiii и L. Мастером выбираем RGB_Ha_Oiii, режим наложения выбираем LinearDodge.

Выставляем для мастера прозрачность на уровне 85%, регулируя распухание звезд.




Коррекция фона и звезд



В данном примере делается ужатие распухших звезд, коррекция формы звезд (смаз, кома), выделение цвета и очистка фона.

Слабый сигнал - звезды, туманности, галактики, пыль остается без изменений.

Коррекция делается только по детектированным звездам.










1. Определяем звезды на сумме. Лучше выставить "Stars limit" в панели "Processing settings" на большее значение. Тогда в маску попадет большее количество найденных звезд.

2. Создаем маску звезд - черные звезды на прозрачном фоне. В панели "Color settings" в списке "Star map color" выбираем опцию "Black stars on transparent background".
Затем в контекстном меню на файле суммы выбираем опцию "Generate star map".

3. К маске применяем размытие - Blur. Радиус размытия задается в контекстном меню в окне изображения опцией "Set blur radius". В результате получаем размытые по Гауссу звезды на маске.

4. Выбираем созданную маску мастер файлом. Сумму выбираем в качестве второго файла



Прозрачная карта звезд в PNG может работать нестабильно. Если карта звезд в PNG не видна (чистый экран), конвертируем маску в tiff.

5. Делаем композицию маски с суммой с наложением "DstAtop". В результате получаем круглые, цветные, уменьшенные звезды на черном фоне.

6. Делаем скриншот полученной композиции через контекстное меню "Make screenshot". Выполнять опцию на файле с суммой(!)

7. Переименуем полученный файл в "RoundColorStars".



На этом 1-й этап готов.



8. Выбираем созданный файл "RoundColorStars" мастером. Сумму выбираем в качестве второго файла и делаем композицию "PegtopLight".

9. Сделаем скриншот полученной композиции и результате получим чистый фон без шумов, исправленные по форме круглые, цветные звезды и оставшийся без изменений слабый сигнал с туманностями и галактиками.




Сложение комет/астероидов





В версии 1.144 добавлено выравнивание (и сложение) комет/астероидов.

Как этим пользоваться? Вручную определяете новую звезду по координатам кометы (тыкаете в комету мышкой и назначаете ее звездой) или берете существующую (из авт. определяемых) звезду на каждом обрабатываемом изображении.

Отмечаете эту звезду как "UFO" точку и применяете к снимку операцию «Выравнивание по одной точке» с мастером.

Снимки совместятся по комете/астероиду.




>





Важно! Линейное смещение по x,y вычисляется между заданными UFO точками. Угол поворота в данной операции не вычисляется.

Соответственно, прежде чем выравнивать снимки по комете, выравниваете серию по звездам. При этом при сложении получаете сумму по звездам. Заодно убираете вращение поля.

Комета на звездной сумме будет размазана.











Затем выравниваем (уже выровненную по звездам) серию по комете и cкладывем ее как обычно. На выходе получаем сумму по комете. Звезды при этом на кометной сумме поедут, комета соберется в точку.

Важно 2! Сбросьте все reference points на всех изображениях, прежде чем выравнивать снимки по комете.

Если сумма по звездам не нужна или вращение поля не важно, можно собирать сумму по комете непосредственно из исходников.

Как вы будете их комбинировать, это ваше личное дело.










Сейчас модно делать анимашки движения комет или астероидов. Для этого на выровненной по звездам серии снимков воспользуйтесь операцией "Create AVI from image sequence".

Она создаст видео движения кометы по неподвижному звездному полю. Gif анимацию программа не делает.










В версии 1.145 добавлена сортировка изображений комет/астероидов в порядке их последовательного перемещения.

При обработке этот порядок может потеряться и его восстановление может оказаться проблематичным.

Упорядоченнная нумерованная последовательность необходима для создания GIF и видео.

Это делает движение кометы однонаправленным без прыганья взад вперед.










Операция вычисляет смещения, переименовывает файлы и позволяет на основе пронумерованных без провалов в нумерации файлов создавать в PGMania (используется ffmpeg) AVI видео ролик (также и в 16-битном формате) или GIF-анимацию из выровненных и отсортированных изображений (внешней программой)

Пример AVI(16 бит) https://disk.yandex.ru/i/HjziTfw4nNGI8g

Видео в 16 бит понимают не все плееры. Этот https://windowsplayer.ru/ понимает нормально




Сложение комет/астероидов с статичными звездами





Общий замысел.

1 этап. Сначала делаем сумму по звездам с убранной из нее кометой. Тут все стандартно.

2 этап. Делаем сумму по комете с убранными звездами. Из исходных снимков вычитается сумма по звездам. На выходе остается комета без звезд.

Потом очищенная от звезд серия с кометой выравнивается по комете и дальше все делается примерно так же, как описано выше, в этапе 1.

Ну и, напоследок, сумма по звездам складывается с суммой по комете и, собственно, на этом все. "Шедевр" готов.



Теперь по пунктам.



Этап 1. Создание суммы по звездам



1. Задаем мастер кадр примерно в середине сессии.

2. Выравниваем серию по звездам относительно мастера.

В результате у всех снимков серии должны быть вычислены виртуальные оффсеты.

3. Делаем дебайеризацию выровненных снимков. Берем снимки с виртуальными офсетами из шага 2, без префикса align_. На дебайеризированных снимках офсеты, вычисленные на шаге 2. будут сохранены. Они передаются по наследству.

4. Делаем разделение дебайеризированных снимков из шага 3 на RGB каналы. Офсеты в RGB каналах будут сохранены. Они тоже передаются по наследству. В результате получим три серии монохромных снимков с вычисленными офсетами.

5. Для каждой серии R, G, B делаем монохромную калибровку. В результате получим три откалиброванные серии снимков без шумов, горячих пикселей, спутников и пр. мусора. Если мы снимали комету, на откалиброванных снимках кометы не будет, останутся только звезды. Но вполне возможно, что после калибровки на канальных снимках могут остаться артефакты в виде полосок или отдельных выбросов. В разных каналах они будут разными. Это следствие флуктуации сигнала, он не постоянен в течение сессии. Артефакты мы уберем чуть позже, на шаге 8.

6. Складываем поканальные монохромные R,G,B суммы. В резуль тате получим три монохромные поканальные суммы со звездами и без кометы.

7. Делаем композицию монохромных R,G,B каналов в цветной снимок. Это будет предварительная цветная сумма со звездами.

8. Если после поканальной калибровки остались артефакты, делаем сумму всех трех каналов R,G,B с наложением Darken. Этим мы создаем монохромную маску, задающую яркостный канал для всех трех каналов и минимизирующий размеры звезд и убирающий паразитные выбросы в отдельных каналах. Далее делаем этот файл мастером, а RGB композицию из шага 7 выбираем в качестве второго файла и делаем наложение SoftDodge, включаем Overlay и сохраняем скриншот. В результате мы получим чистый RGB снимок без артефактов, выбросов и неровностей звезд в каналах. Звезды будут выровнены по форме и поджаты.









Важно! Никаких подрезок снимков до полного окончания всего процесса делать нельзя!



Этап 2. Создание суммы по комете



9. В п.8 первого этапа мы получили очищенную сумму по звездам. Она будет содержать следы выравнивания по краям снимка (ползающая рамка). На нее не обращаем внимания. Важно не обрезать ее, оставляем снимок с суммой по звездам как есть. Кладем эту сумму в папку с нашими выровненными и дебайеризированными исходниками, полученными в п.3 первого этапа. Эти снимки содержат вычисленные, но виртуальные офсеты. Т.е. физически снимки еще не смещались и не поворачивались при выравнивании. Это важно(!)

Применяем к этой серии операцию актуализации офсетов (в контекстном меню). В результате этой операции снимки физически совместятся с мастером. Важно делать это на уже дебайеризированной серии (.tiff), поскольку если сделать наоборот, т.е. применить сначала смещения, а потом дебайеризировать, получим гарантированные проблемы с цветом. Матрица Байера сломается. В итоге красное станет зеленым и т.д. И выбор другого паттерна не поможет. В результате операции актуализации офсетов получаем физически совмещенные с мастером цветные tiff с префиксом align_ с актуализированными офсетами, не отличающиеся от исходных снимков и с правильным(!) цветом. Мусор, гор. пиксели, треки спутников останутся без изменений.

10. Делаем очищенную сумму по звездам (из п.8) мастером и применяем к описанной в п.9 серии наложение MinusSrc. Операция "Composition with master" на вкладке "Align, composite, calibrate". Прогоняем в этой операции все снимки из п.9. В результате будут созданы снимки с удаленными звездами, на которых останется одна комета. Комета останется на своем месте на каждом снимке. Т.е. она ползет в пустоте. Мы отделили зерна от плевел. Едем дальше.

11. Отмечаем на всех снимках серии из п.10 комету через ручное определение (или выбор из уже найденных звезд) и задание точки как UFO point. Выделение кометы делается через контекстное меню на изображении "Add UFO point to coordinates". Комета будет отмечена красным маркером UFO(1).










12. Задаем мастер снимок в этой же серии. Можно выбрать тот же снимок, что и в п.1 этапа 1. Можно любой другой. От выбора мастера будет зависеть, где окажется комета на итоговой сумме.

13. Выравниваем серию из п.10 по комете. Операция "Align images to master by one point(UFO)". В результате получим вычисленные офсеты и одновременно физически выровненные по комете снимки с префиксом align_.

14. После выравнивания по комете снимки с составным префиксом align_MinusSrc нам не понадобятся. Нам будут нужны снимки из п.10 с перфиксом MinusSrc_ с вычисленными, но виртуальными офсетами по комете. Но в серии из п.10 нет офсетов. И как нам быть?

Тут может помочь небольшой технический трюк.


В результате экспорта офсетов мы получим серию с перфиксом MinusSrc_ из п. 13 с вычисленными, но виртуальными офсетами по комете.

15. Делаем разделение дебайеризированных снимков из п.14 на RGB каналы. Офсеты в RGB каналах будут сохранены. Они передаются по наследству. В результате получим три серии монохромных снимков R_MinusSrc_, G_MinusSrc_ и B_MinusSrc_с вычисленными виртуальными офсетами.

16. Для каждой серии R, G, B делаем монохромную калибровку. В результате получим три откалиброванные монохромные серии снимков с префиксом clb_. На откалиброванных снимках будут удалены остатки звезд и пр. мусор. В результате калибровки снимки физически совместятся по комете с мастером, выбранным в п.10.

17. Для каждой серии R, G, B из п.16 делаем поканальные суммы кометы. Технология сложения зависит от кол-ва снимков в серии. Лучше, если их будет достаточно много.


В итоге мы получим монохромную сумму одного из RGB каналов с кометой. Повторяем это для всех каналов. В результате получим три качественные суммы с кометой для всех трех RGB каналов, полностью очищенные от звезд.

18. Делаем композицию монохромных R,G,B каналов в цветной снимок. Это будет итоговая цветная сумма с кометой с удаленными звездами.










19. И последний этап. Выбираем нашу сумму звезд из п.8, делаем ее мастером, вторым файлом выбираем сумму по комете из п.13 и делаем наложение. Вариантов наложения много, удобно делать через LinearDodge с регулировкой прозрачности слоев. Можно подтянуть уровни гистограммы, чтобы оптимизировать SNR и динамический диапазон результата. Делаем скриншот, далее делаем обрезку, задав область изображения в контекстном меню, вырезаем ее через создание файла из заданной области и на созданном обрезанном файле делаем окончательную доводку (при желании). Вот собственно и все.









Итоговый результат









Устранение смаза и потянутости звезд




Нередко возникает ситуация, когда звезды на снимке оказываются смазанными или потянутыми.
Причиной могут быть броски в ведении монтировки или неправильно установленная полярка, вследствие чего возникает вращение поля.
Таких кадров в серии может быть несколько, а бывает, что и вся серия оказывается испорчена.
Стоит ли их выбрасывать в корзину решать вам. PGMania предлагает механизм, позволяющий скорректировать смазы и потянутости на снимке.










В этой операции надо выбрать любой смазанный файл. Выбирайте снимки у которых есть смаз в определенном направлении - например звезды вытянуты.

Операция корректировки это может исправить. Но фон при этом может пострадать.

Если в последующем предполагается калибровка изображений, это не страшно. На откалиброванных снимках фон будет мало отличаться от естественного, а при сложении и вовсе выравняется.

Выберите операцию коррекции "Сorrect elongated stars". При этом создается шаблон операции. В шаблоне указано имя выходного файла.

Обратите внимание, что скорректированный файл создается в формате .tiff. В фильтре типов файлов выберите все (*), чтобы увидеть его и избежать лишних движений.

Если ваши исходные снимки цветные, например цветной .fits, включите флажок дебайеризации. Тогда скорректированный файл будет уже дебайеризированным.

Если не включить дебайеризацию, в последующем могут возникнуть проблемы с цветом при калибровке.

В данной операции выбранный файл задается программой как мастер файл и создается его копия с префиксом "corr_".

Созданный файл с префиксом "corr_" программой задается в списке текущим и подлежащим смещению относительно мастер файла. Смещения выполняются вручную.

В списке режимов наложения программой выбирается опция DarkenIntencity. Она позволяет сделать перекрытие светлых участков на снимке, за счет чего на компоциции звезды выравниваются.

Кнопками панели перемещения сместите текущий снимок относительно мастера до получения круглых звезд и подтвердите смещение, нажав кнопку "Apply".

Программа создаст новый файл с префиксом "corr_" в формате .tiff с композицией мастера и совмещенного с ним смазанного файла. Промежуточный файл при этом удалится.

На итоговом снимке зведы будут исправлены. Данная операция не поддерживается для серии снимков и выполняется для каждого снимка по отдельности.




Использование специальных и вспомогательных файлов





В этом разделе речь идет о применении дополнительных возможностей в обработке изображений с помощью специально подготовленных файлов.

 Это файлы типа:



Все эти файлы являются суммами по медиане и подготавливаются также в программе PGMania.

Сложение по медиане выполняется выбором операции "Stack selected images" на вкладке "Stack, post process".

Далее в панели "Stacking settings" следует выбрать "Stacking method" Evaluate, а "Evaluate mode" Median.

Далее выбираем файлы для сложения, задаем шаблон операции и нажимаем "Start".

В процессе операции сложения в режиме Evaluate отрабатывают внутренние механизмы и на экране ничего не происходит.

Следует дождаться завершения операции, о чем будет выдано сообщение в окне лога.

Далее полученную сумму можно переименовать, выбрав пункт меню в контекстном меню списка файлов.











В общем случае вычитание дарка из лайта в какой-то степени очищает снимок от горячих пикселей и теплового шума.

Но, при этом, привносит в лайт новые шумы. В PGMania dark summ файлы используются для предварительной очистки лайтов и, в большей степени, для очистки лайтов от "amplifier glow", т.е. свечения матрицы от окружающей ее электронной обвязки.

Flat summ файл используется в традиционном ключе - для компенсации виньетирования и/или для устранения загрязнения светового тракта оптической системы.

Использование dark и flat файлов подразумевается в паре, т.е. в операции "Substract dark and flat from selected images" они должны быть заданы оба и лежать в той же папке, что и лайты.

В качестве flat можно использовать пустое изображение со 100% прозрачностью. В этом случае он не окажет влияния на лайты.

Median summ используется при сложении итоговой суммы, конкретно для устранения на лайтах разовых выбросов - треки от спутников, космические лучи, горячие пиксели.

Использование вспомогательных файлов не является обязательным и не влияет на операции выравнивания и калибровки изображений в PGMania.

Они используются только для очистки лайтов.









Получение изображений с IP-камеры через FTP-сервер



Чтобы использовать эту услугу в полнофункциональном режиме, вам необходимо зарегистрировать свою копию PGMania® и приобрести лицензию для PGMania®, чтобы работать без ограничений.

Мы анонсировали два разных типа работы с изображениями FTP-сервера и IP-камеры:



1. Сначала вы должны зарегистрировать свой FTP-сервер и IP-камеру (у вас уже должны быть учетные данные для этого) и ваша IP-камера уже должна отправлять изображения на этот FTP-сервер.








Если регистрация FTP-сервера и IP-камеры завершена и проверка подключения прошла успешно, вы можете получать изображения с камеры на локальный ПК с помощью PGMania®.

Эта служба работает в автоматическом режиме, но запускается вручную, когда вы выбираете операцию «Get IP сam images from FTP server».








Вам будет предложено указать диапазон дат для выбора изображений на FTP-сервере. Все изображения для этого диапазона дат будут загружены в локальные папки на вашем компьютере.

Вы можете указать опцию автоматической очистки FTP-сервера от уже загруженных изображений. Вы должны указать путь к изображениям на локальном ПК.

Убедитесь, что у вас есть права на доступ к файлам по выбранному пути. Изображения, уже существующие в папке, будут пропущены при загрузке.

Эта услуга также доступна в демонстрационном режиме PGMania®, пока ее пробный период не истек.



2. Интернет-сервис передачи изображений с вашего FTP-сервера в наш веб интерфейс.








Вы можете зарегистрировать передачу изображений с вашей IP-камеры в наш веб-интерфейс на Prozarium.ru Это дополнительная платная услуга и вы платите за нее отдельно.

Вы получите возможность просматривать изображения с IP-камеры через Интернет и загружать их в полноформатном размере.
Этот сервис работает автоматически, и вы получите все изображения за период (по умолчанию 24 часа) с вашего FTP-сервера с ротацией снимков в выбранном альбоме сайта.



Внимание! Веб-сайт управляется через CMS. Интерфейс сайта только на русском языке.
Вы сможете загружать полноразмерные изображения с сайта на локальный PC, только если вы зарегистрированы на веб-сайте.
После регистрации на сайте вы получите полный доступ к вашему альбому IP-камеры и другому контенту. Вы можете сделать этот альбом публичным или приватным, как вам нравится.
Эта веб служба работает отдельно от PGMania®, но сначала вы должны зарегистрировать свой FTP-сервер и IP-камеру, как описано в пункте 1
И протестировать службу, чтобы убедиться, что она хорошо работает с вашим FTP-сервером и IP-камерой.
Следующим шагом вы должны зарегистрироваться для использования нашего веб-сервиса и оплатить его.
Регистрация в веб сервисе тоже делается в PGMania®. Если вы уже приобрели лицензию на использование нашего веб-сервиса для передачи изображений с IP-камеры, мы активируем ее в ближайшее время.
Если нет, вы должны заплатить за использование этой услуги вперед. Сервис будет активирован для вас после того, как мы получим ваш платеж.
Это платеж ежемесячный, но вы можете оплатить любой период времени вперед.

Цена за передачу изображений с одной IP-камеры зависит от размера изображений и количества изображений, получаемых с вашего ftp-сервера.

Для типичных изображений, таких как 1920x1080, с интервалом последовательности изображений не менее 3 мину, начинается с 5 долларов в месяц.

Если вы уже заплатили за лицензию, и срок ее действия истек, мы отключим эту услугу, пока не получим от вас новый платеж.

Посмотрите пример, как работает веб-сервис на нашей тестовой IP-камере http://prozarium.ru/Photos.aspx?AlbumID=268

Посмотрите пример, как может выглядеть FTP-адрес и путь к изображениям с вашей IP-камеры ftp://31.31.196.89/Webcam1/20190306/images/P19030602301610.jpg







Если путь к изображениям с вашей IP-камеры отличается от этого шаблона, вам следует попросить нас добавить шаблон вашей камеры в наш сервис, отправив электронное письмо на адрес pgmania@yandex.ru, прежде чем платить за него.




Important notes





You may have a troubles while reading some image formats via PGMania. PGMania uses ImageMagick engine to show and to process images.

IM may use some external libraries, such as Dcraw, etc., to operate some specific types of images.

For example DSLR Raw images like Canon .CR2, Nikon .Nef and so on.

IM uses delegates.xml file to find a known nonresident programs for operate with this types of files.

This file contains links to external programs and libraries which are used by ImageMagick.

Ckeck the presence of delegates.xml in PGMania folder and edit it for your own purposes.

If you have not this file, download "delegates.xml" and put it in the PGMania folder.

The programs described in delegates.xml must be placed in the PGMania folder or in the PGMania/Lib folder.


See more
http://www.imagemagick.org/Usage/files/#delegates
http://www.imagemagick.org/download/delegates/



На сегодня это все. Пожелания и благодарности приветствуются.




Программа постоянно развивается. В каждой новой версии добавляется новый актуальный для астро-фотографов функционал и оперативно устраняются замеченные баги.

Лучший способ поддержать автора и программу - купить ее и использовать легально. Зарегистрируйте свою копию программы.

Также, вы можете поддержать проект, сделав пожервование через PayPal или др. сервисы




Ссылки для покупки PGMania и поддержки проекта есть на сайте Prozarium (см. вверху) и в самой программе.



Всяческих успехов в астрофото!

Используйте ПО, созданное профессионалами, для профессионалов!