Wavelets, Praxisversuch und Ausblick

  • Einleitung:
    Wavelets und deren Anwendung in der wissenschaftlichen Bildbearbeitung - vor allem durch Amateure - sind ein relativ neues Wissensgebiet.
    Die ersten praktischen Einsätze kamen durch die Astrofotografie zustande. Mein Vorhaben ist, zu ermitteln, ob diese Methoden in der Mikrofotografie nutzbringend sind.

    Praktisches Anwendungsbeispiel:
    Wir wollen ein Mikrofoto, von unserem Kollegen Lupo zur Verfügung gestellt, mit Hilfe der Astrosoftware PixInsight in einzelne Bildfrequenzen (Scales, Layers) zerlegen,
    um herauszufinden, wie solche Wavelets aussehen.


    Bild 1: ExtractWaveletLayer Script

    Dieses Script ist ein Teil von PixInsight und spaltet ein Bild in die voreingestellten 5 Ebenen (Layers), sowie den Rest (Residual)
    Jedes Wavelet-Bild wird als eigenständiges Bild generiert ohne das Ausgangsbild zu ändern.

    Nachdem wir auf O.K drücken, erscheinen auf dem Monitor die layers 0 bis 5 und der residual.



    Bild 2: layer-00
    Layer_00 : Scale 1 umfasst die allerfeinsten Strukturen mit 1 Pixel.


    Bild 3: layer-01
    Layer_01: Scale 2 umfasst die feinen Strukturen mit 2 bis 3 Pixel


    Bild 4: layer-02
    Layer_02: Scale 3 umfasst die Strukturen mit 4 bis 7 Pixel.


    Bild 5: layer-03
    Layer_03: Scale 4 umfasst die Strukturen mit 8 bis 15 Pixel.


    Bild 6: layer-04
    Layer_04: Scale 5 umfasst die Strukturen mit 16 bis 31 Pixel.


    Bild 7: residual
    Residual umfasst den Rest ab 32 Pixel, also die langwelligen Bildstrukturen.

    Zwischenergebnis:
    Wir haben nun gesehen, dass sich ein Bild analog von Tönen aus unterschiedlichen Bildfrequenzen zusammensetzt.
    Und - für uns wichtig - ein Bild lässt sich in einzelne Frequenz-Bilder (Scales) zerlegen.
    Die Summe der Einzelbilder ergibt wieder das Gesamtbild.

    Beispiel einer kleinen Anwendung:
    Die layers 01 bis 03 wurden zu einem Zwischenbild addiert.
    Das Ergebnis ähnelt einer "Tuschskizze" und könnte in einem weiteren Bildbearbeitungsschritt als Maske eingesetzt werden.



    Maske Summe layer 01-03

    Zusammenfassung und Ausblick:
    Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass das Bildrauschen (Noise) in den ersten zwei Layers mit rund 80% Anteil auftritt.
    Das heißt, ein gezieltes Bearbeiten der feinen Strukturen ist besonders vorteilhaft.
    Dazu ist die Isolierung der Scales - wie oben gezeigt - unabdingbar. Ebenso der Schutz realer feinster Strukturen vor Rauschminderungseffekten wie Bildglättung.
    Dies geschieht mit Masken - doch dies ist eine andere Geschichte (bzw. Forumsbeitrag).

    Hinweis:
    Mein Bemühen ist, die Bildbearbeitungsversuche an Hand von praktischen Mikrofotos durchzuführen.
    Wundert Euch bitte nicht, wenn ich gelegentlich Bildautoren ersuche, mir ein besonders geeignetes Mikrobild zur Verfügung zu stellen.

    _____________________________________________________________________________________
    Literatur:
    The Handbook of Astronimcal Image Processing, Richard Berry, James Burnell, http://www.willbell.com

    9 Mal editiert, zuletzt von gruber (16. Februar 2016 um 15:55)

  • Hallo Herr Gruber,

    schon wäre es wenn man die Bilder sehen könnte, aber dazu fehlt mir die Berechtigung.


    Danke, jetzt sind die Bilder zu sehen. Scheint ein interessantes Verfahren zu sein.

    Einmal editiert, zuletzt von Safari (16. Februar 2016 um 16:57)

  • Entschuldigung! Natürlich habe ich die Beispielbilder gemacht, damit alle diese sehen können. Ich bin jedoch noch relativ neu und ungeübt in der Erstellung von Forumsbeiträgen.

    Wo kann ich wie eine Berechtigung erteilen ?

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Franz, Bernd

    Ja, die Bilder waren ja schon da, offensichtlich sind sie aus dem Dateianhang gelöscht worden (statt drinnen gelassen)

    Einfach die Bilder nochmal hochladen, neu im text verankern udn dann die Bilder belassen, wo sie sind.

    lg
    Franz 3fga

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    Die Welt wäre so schön wenn Frauen so einfach gestrickt wie die Maxwellschen Gleichungen wären --
    Mann könnte dann Störfelder berechnen und Wellen, Phasen und Ströme ....
    und die Harmonischen ganz leicht checken..

    http://interphako.at

    • Offizieller Beitrag

    Hallo Franz

    Es passt alles !

    lg
    Franz

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    Die Welt wäre so schön wenn Frauen so einfach gestrickt wie die Maxwellschen Gleichungen wären --
    Mann könnte dann Störfelder berechnen und Wellen, Phasen und Ströme ....
    und die Harmonischen ganz leicht checken..

    http://interphako.at

  • Hallo Herr Gruber,

    im Internet findet man ja fast alles, auch Seiten über PixInsight, gibt es auch einen empfehlenswerten Download für Windows. Ich habe zwar noch einen Rechner mit FreeBSD rumstehen, aber den einzuschalten habe ich keine besondere Lust.

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