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