Przeloty Starlinków a stackowanie zdjęć

[LibMar]

Mam pytanie do osób zajmujących się astrofotografią. Od dawna poruszany jest problem Starlinków i psuciem przez nich obrazu na klatkach. Jak wiemy, mając dużą liczbę klatek, to nawet pojedyncza kreska jasnego satelity będzie do wyciągnięcia po stackowaniu metodą uśredniania. A satelitów na być dużo więcej, co stanowi większy problem, szczególnie przy ekspozycjach rzędu kilku minut lub więcej. Może w przypadku narrowband nie będzie większego problemu (sygnał obiektów gwiezdnopodobnych jest mocno osłabiony), gorzej jak focimy w LRGB/BVRI.

 

Od dawna chodzi mi po głowie pomysł, aby program do stackowania wykrywał kreski w kadrze i odrzucał piksele do stackowania odległe np. o pięć pikseli (gdzie satelita nie wpłynął już na naświetlenie piksela). Załóżmy, że mamy 100 klatek 60s z tylko 1 klatką w której przeleciało coś. Zakładamy, że każda klatka pokazuje ten sam obszar nieba, nie ma dryfu. I teraz myślałem nad tym, że wszędzie wykorzystywana jest informacja 100 pikseli (np. uśrednienie stu, jeśli rzeczywiście idziemy metodą average) poza wąskim paskiem, gdzie jest ich 99 (odrzut od satelity). Albo 5 klatek z satelitami: większość nadal wykorzystuje 100 pikseli, 99 przy kreskach, przy przecinających się 98, bardzo rzadko 97 (3 kreski w tym samym punkcie). Czy taka metoda stackowania może mieć powodzenie w przypadku większej ilości klatek (kilkadziesiąt i więcej)? Czy podczas obróbki można byłoby czegoś się spodziewać negatywnego, przeszkadzającego?

 

Domyślam się, że problemem może być zmienna jasność tła. Ale sami powiedzcie i ewentualnie wyjaśnijcie kwestię. Dodam, że nie mam doświadczenia z innymi metodami stackowania niż średnia lub mediana (czym jest np. "Kappa-Sigma Clipping", nie mam pojęcia). Może i to rozwiązuje wystarczająco problem i nie powinienem tak wnikać. Od ponad roku siedzi w mojej głowie i w sumie nigdy nie mogłem tego rozwikłać  Powiedziałbym, że w fotometrii to rozwiązałoby problem, podobnie odrzucając gwiazdy referencyjne z kreskami (przez dany obiekt na pewno przeleci najwyżej kilka(naście) razy na noc), ale tam nie stackuje się całego materiału. To, że raz wykorzysta 12 gwiazd referencyjnych zamiast 13, nie zrobi różnicy. Ale w astrofotografii już stackujemy wszystko.

[szuu]

spójrzmy na problem od takiej strony:

normą są algorytmy stackowania które odrzucają część danych, np. te za bardzo różniące się od średniej.

odrzucanie pikseli położonych blisko wykrytych śladów satelitów to tylko inne, lepsze kryterium odrzucania a nie zasadnicza zmiana zasady działania, która by coś bardzo psuła.

 

ja w każdym razie tak właśnie robiłem stackując dane z matrycy mającej uszkodzone obszary nieusuwalne flatem - dziury w kolejnych klatkach trafiały w różne miejsca obiektu i nie przeszkodziło to w uzyskaniu obrazu wynikowego na którym nie ma śladu tych dziur.

(w ramach ciekawostki proces stackowania zapisywał też liczbę klatek z których powstał każdy z pikseli obrazu wynikowego) 

[Kubiłan]

Rano widziałem na reddicie, myślę że to jest wystarczająca odpowiedź.

Popatrz na problem tak, przelot starlinka przez kadr trwa ok. 15- 30 s. Ekspozycja wynosi dajmy 30 s. Czyli każda klatka będzie unikatowa pod względem położenia starlinka. Stąd możesz przyjąć, co robią programy do stackowania: zamiast uśrednienia znajdź wspólne elementy pojawiające się w każdej klatce: to jest Twój wynik stacka. Stwórz maskę wykrywając zakłócenia: starlinki, paprochy, falowanie atmosfery itd...

 

 

 

[Gość wessel]

Uśrednianie odrzuca jak wykazał kolega wyżej- a ponadto PixInsight od dwóch lat ma procedurę "Large structure removal" działającą na zasadzie opisanej powyżej przez Libmara ( Od dawna chodzi mi po głowie pomysł, aby program do stackowania wykrywał kreski w kadrze i odrzucał piksele do stackowania odległe np. o pięć pikseli (gdzie satelita nie wpłynął już na naświetlenie piksela).

Problem niewątpliwie jest, ale póki co daje się wyeliminować te śmieci.

Edytowane 11 Maja 2021 przez wessel

[monter]

A tu proszę bardzo 30x 200s z wczoraj. APP tworzy sobie Rejection Map i wywala te wszystkie latające śmieci. 

 

Edytowane 11 Maja 2021 przez monter

[MateuszW]

Np w DSS jest algorytm kappa-sigma, który z tego co wiem występuje w innych programach pod innymi nazwami. Polega on na tym, że odrzuca najbardziej "odstające" piksele, powyżej zadanego progu. Tu opis:

Cytat

Kappa-Sigma Clipping
This method is used to reject deviant pixels iteratively.
Two parameters are used: the number of iterations and the standard deviation multiplier used (Kappa).
For each iteration, the mean and standard deviation (Sigma) of the pixels in the stack are computed.
Each pixel which value is farthest from the mean than more than Kappa * Sigma is rejected.
The mean of the remaining pixels in the stack is computed for each pixel.

Działa bardzo skutecznie i bez problemu usuwa standardowe ślady, a nawet jakieś gałęzie w kadrze, gdy focę nisko  Wydaje mi się, że ze starlinkami też nie będzie problemów. Problem będzie natomiast w astrokrajobrazach i timelapsach, gdzie bazujemy na pojedynczych ekspozycjach.

[Behlur_Olderys]

Godzinę temu, MateuszW napisał:

Np w DSS jest algorytm kappa-sigma, który z tego co wiem występuje w innych programach pod innymi nazwami. Polega on na tym, że odrzuca najbardziej "odstające" piksele, powyżej zadanego progu. Tu opis:

Działa bardzo skutecznie i bez problemu usuwa standardowe ślady, a nawet jakieś gałęzie w kadrze, gdy focę nisko  Wydaje mi się, że ze starlinkami też nie będzie problemów. Problem będzie natomiast w astrokrajobrazach i timelapsach, gdzie bazujemy na pojedynczych ekspozycjach.

 

Ostatnio (na zlocie) przeleciało mi przez kadr jakieś 40 Starlinków. Stackuję w DSS Kappa-Sigma, ale przy 16 klatkach (30s) na których jest po kilka skośnych pasów to algorytm nie potrafił mi tego wywalić przy 100 klatkach w próbnym stacku.

Musiałem niestety usunąć je z finalnego stacka. Całe szczęście miałem koniec końców ok. 600 zdjęć więc niewiele straciłem na tych Starlinkach

 

 

 

[Herbert West]

Około 90% śladów Pix usuwa bez problemów przy stackowaniu 30+ subów.

Ale ostatnio stakowałem 109 subów po 120s i kilka fragmentów jednego śladu się przedostało! Problem zniknął po usunięciu suba.

Na rejection maps nie zauważyłem nic szczególnie niepokojącego, ale pociąg Starlinków jeszcze mi nie wjechał w kard nigdy.

[MateuszW]

41 minut temu, Behlur_Olderys napisał:

Ostatnio (na zlocie) przeleciało mi przez kadr jakieś 40 Starlinków. Stackuję w DSS Kappa-Sigma, ale przy 16 klatkach (30s) na których jest po kilka skośnych pasów to algorytm nie potrafił mi tego wywalić przy 100 klatkach w próbnym stacku.

Musiałem niestety usunąć je z finalnego stacka. Całe szczęście miałem koniec końców ok. 600 zdjęć więc niewiele straciłem na tych Starlinkach

A próbowałeś bawić się parametrami? On może usunąć dane miejsce maksymalnie z tylu klatek, ile wybierzesz iteracji. No i też może być potrzebna zmiana sigmy, czyli progu detekcji złego piksela.

[szuu]

usuwanie według kryterium bliskości linii miałoby tę zaletę, że nawet piksel na samym brzegu linii, taki który jest prawie dobry i rozjaśniony tylko odrobinkę byłby zawsze niezawodnie usunięty jako niewiarygodny.

a algorytmy które patrzą tylko na ten jeden piksel a nie globalnie już nie odróżnią takiego piksela od chwilowego szumu.

[Kubiłan]

Tak tylko wkleję wyciąg z opisu zdjęcia  z reddita zamieszczony przez autora: 

Windsorized Sigma Clipping rejection algorithm used for 10 image stack

Linear Fit Clipping rejection algorithm used for 50 image stack

 

Autor ma rację, algorytmy uśredniania i usuwania szumów ze zdjęć są tak stare, jak cyfrowe przetwarzanie sygnałów. Do zastosowań astro-foto zaprzęgnięto je dopiero jakieś 10 lat temu, ale wcześniej był używane w grafice komputerowej od lat co najmniej 80. Jak ktoś ma ochotę to zawsze może pójść w rozwiązania indywidualne i napisać filtr oparty o funkcje falkowe w domenie częstotliwości.

[apolkowski]

Przykład z wczoraj. Cztery klatki L galaktyki M101. Na jednej widać dwa ślady satelitów. Obwiniałem StarLinki, a okazało się, że to Norad. Pix "wyczyścił" te ślady mając jedynie 4 klatki.

Poniżej animacja ze Stellarium momentu "łapania" pokreślonej klatki.