YAFFT, yet another flatfield tool

  • Hallo,

    nach einer längeren Pause möchte ich mich heute mal wieder mit einem Beitrag melden.Ich möchte ein von mir geschriebenes Programm zur Flatfieldkorrektur vorstellen. Ich habe das Programm „yafft“ genannt, eine Abkürzung für „yet another flatfield tool“.

    Ein Problem in der Mikrofotografie ist die Eliminierung von Vignettierungen, Sensorflecken und Verunreinigungen im Strahlengang aus einem Mikrofoto. Um diese Fehler zu korrigieren kann man zusätzlich zum eigentlichen Bild, auch „light“ genannt, ein Bild ohne Probe unter sonst gleichen Bedingungen aufnehmen. Dieses Bild, auch „flat“genannt, wird dann mit dem light verrechnet.

    Mir bekannte Tools, die eine solche Flatfield Korrektur anbieten, sind beispielsweise „Picolay“ und Rawtherapee“. Als nachteilig bei beiden Programmen habe ich die folgenden Punkte empfunden:

    • Es kann immer nur ein Flatfield Bild verwendet werden. In der Astrofotografie dagegen ist es beispielsweise üblich mehrere Flatfield Bilder zu einem Masterflat zu mitteln.
    • Es kann immer nur einzelnes Bild (ab jetzt „light“ genannt) korrigiert werden. Will man über die reine Flatfieldkorrektur hinaus noch eine Rauschreduzierung erreichen, ist es aber üblich viele einzelne lights zu mitteln.
    • Zur Rauschreduzierung der lights ist es weiterhin üblich sogenannte dark frames, und zur Rauschreduzierung der flats sogenannte bias frames oder dark-flat frames zu verwenden. Sowohl dark frames als auch dark-flats werden mit gleichem ISO Wert und gleicher Belichtungszeit wie die darks bzw, die dark-flats aufgenommen. Bias frames werden mit der kürzest möglichen Belichtungszeit bei gleichem ISO Wert aufgenommen. Für alle gilt, dass der Sensor möglichst gut abgedunkelt sein muss. Insbesondere bei längeren Belichtungszeiten macht sich Anwendung von darks, bias, flatdarks positiv bemerkbar. Bei meinen eigenen Aufnahmen mit einer sehr amateurhaften Fluoreszenzeinrichtung kann ich nur mit Belichtungszeiten im Bereich von 1 s bis zu 10 s arbeiten. Durch die Anwendung der darks und bias frames konnte das Rauschen im Ergebnis reduziert werden.

      In Picolay ist keine der genannten Methoden möglich, Rawtherapee kann nur ein einzelnes dark frame anwenden, nicht aber mehrere dark frames mitteln.

    Dies alles mit den darks, flats und bias frames ist auf den ersten Blick sehr verwirrend, daher hier der Link zu einer ausführlichen Erläuterung: https://astrobasics.de/grundlagen/bia…arks-darkflats/

    Das folgende Beispiel zeigt anhand eines Querschnitts durch die Lobe einer Lobaria pulmonaria wie das Programm arbeitet.

       

    Unkorrigiertes light Flatfield Bild Mit yafft korrigiertes Bild


    Das Programm (Windows .exe) kann von hier geladen werden:


    https://www.dr-ralf-wagner.de/Forum/yafft.exe

    Der Quellcode sowie eine ausführliche Beschreibung (in Englisch) zum konkreten Programmablauf findet sich hier:

    GitHub - RalfWagner1956/yafft-flatfield-correction
    Contribute to RalfWagner1956/yafft-flatfield-correction development by creating an account on GitHub.
    github.com

    Es sind im Programm sicherlich noch Fehler, die ich beim Testen nicht gefunden habe, vorhanden. Über Rückmeldungen hierzu würde ich mich freuen.

    Ich hoffe, dass der eine oder andere Kollege das Programm als nützlich empfindet!


    VG Ralf

  • Guten Abend Ralf,

    schön von Dir zu lesen und wie ich sehe bist du unter die Programmierer gegangen :) . Vor knapp zwei Jahren habe ich die Windowswelt verlassen und kann deshalb Dein Programm nicht ausprobieren. Anhand deiner Bilder würde mir noch eine automatisierte Grauwertspreizung einfallen, um den Kontrast zu erhöhen. Ggf. kann man die Intensität auch über einen Fader einstellbar machen.

    Viele Grüße

    Erik

  • Halo Erik,

    das Programm läuft auch unter Linux. Du musst

    a) einen Python Interpreter (ich nehme PyCharm) installieren

    b) den Quellcode von hier laden

    dann das Modul yafft_dateitypen.py starten.

    Wie man aus dem Quellcode ein ausführbares Programm unter Linux erstellt weiß ich leider nicht, habe nur rudimentäre Linuxkenntnisse.

    Grauwertspreizung und Intensitätserhöhung überlasse ich den profi Bildbearbeitungen wie Gimp oder Photoshop. Das Resultat von yafft muss eh noch wieter bearbeitet werden.

    Viele Grüße in den hohen Norden!

  • Was noch in der flatfield correction Software Aufzählung fehlt sind imageJ (Fiji) und ICY. Open source image processing Software mit einer Riesen Community aus der akademischen und industriellen Welt. Siehe auch

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    und

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    .

    VG
    Klemens

  • Hallo Klemens,

    danke für deinen Hinweis auf weitere Programme zur Flatfieldkorrektur. Beide habe ich bisher noch nicht gekannt.

    ImageJ habe ich mir jetzt einmal angesehen und folgendes gefunden:

    • Es kann immer nur ein Dark Bild verwendet werden. Dieses wird sowohl zur Korrektur des Light Bildes als auch zur Korrektur des Flat Bildes verwendet. Dies macht nur dann Sinn, wenn Light und Flat unter gleichen Aufnahmebedingungen gemacht wurden. Oft ist es aber so, dass gerade das Flat Bild mit anderen Belichtungszeiten bzw. ISO Werten aufgenommen werden muss, um ein vernüftiges Flat zu erhalten. YAFFT bietet diese Möglichkeit der separaten Korrektur für Lights und Flats durch die Verwendung von Darks zur Korrektur der Lights und die Verwendung von Darkflats bzw, Bias Bildern zur Korrektur der Flats.
    • Dark Bilder können nur einzeln verwendet werden. Die Mittelung mehrerer Darks ist ist nicht möglich.
    • Es kann immer nur einzelnes Light Bild korrigiert werden. Will man über die reine Flatfieldkorrektur hinaus noch eine Rauschreduzierung erreichen, ist es aber üblich viele einzelne Lights zu mitteln.

    Das Programm ICY konnte ich nicht finden. Kannst du bitte einen Link dazu posten?

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