.: Astrofotografía :.

[Carlos S.]

Desde aquí gracias a la Agrupación Astronómica de Sabadell por darnos la oportunidad de mostrar nuestro proyecto al público. Este es un resumen de la conferencia que tuvo lugar el pasado miércoles día 8 y en la que asistieron 50 personas:



INTRODUCCIÓN

Pleiades-Astrophoto está formado por un equipo internacional de aficionados expertos en astronomía, matemáticas y desarrollo de software. Nuestra misión es proporcionar dentro de una amplia gama de procesamiento de imágenes, las herramientas más avanzadas y rigurosas, diseñando y proporcionando nuevos paradigmas y metodologías innovadoras.

Nuestro principal proyecto de desarrollo es PixInsight, una plataforma modular de software especializada en astrofotografía. El cuerpo principal de la aplicación proporciona una infraestructura de alto rendimiento, donde se incluyen interfaces gráficas y en línea de comandos. Todos los procesos, formatos de archivo y sus interfaces asociadas son implementadas, sin excepción, como módulos externos.

Los módulos de PixInsight están construidos alrededor de la PCL (PixInsight Class Library). La PCL es una plataforma de desarrollo la cual incluye un completo juego de algoritmos para el procesamiento de imágenes, proporcionando una comunicación entre los propios módulos y la aplicación principal. La PCL incluye un completo set de implementaciones avanzadas lista para usar, desde sencillas transformaciones geométricas hasta complejos algoritmos de análisis multi-escala. La PCL está públicamente disponible de forma totalmente gratuita.

La PCL y PixInsight en su conjunto, forman una plataforma sólida donde desarrollar herramientas portátiles de procesamiento de imágenes. Su flexibilidad y diseño extienden su uso a una amplia gama de trabajos en astronomía, incluyendo la astrofotografía, fotometría y astrometría. La aplicación principal estará disponible bajo los sistemas operativos de Microsoft Windows, Linux y Mac OS X. Los módulos de PixInsight basados en la PCL serán beneficiados pues directamente con estas plataformas.


CARACTER�STICAS DE LA VERSIÓN STANDARD

- Soporte transparente de hasta cinco formatos de datos
- Sistema flexible de construcción y uso de máscaras para procesar imágenes selectivamente
- Interfaz gráfica de usuario donde obtener un control total manejando independientemente imágenes y procesos
- Interfaz en línea de comandos coexistiendo con la interfaz gráfica de usuario
- Interfaz con múltiples pre-visualizaciones
- Completo juego de procesos incluidos por defecto
- Soporte de formato de archivos FITS avanzado


Soporte transparente de hasta cinco formatos de datos

El motor de procesamiento de la versión Standard soporta hasta cinco formatos de datos distintos para el almacenamiento interno y manipulación de valores de píxel: 8, 16 y 32-bit enteros y 32 y 64-bit en punto flotante. Con algunas excepciones, las cuales deben manejarse con formatos de datos en punto flotante, todos los procesos en PixInsight Standard pueden aplicarse en cualquiera de estos cinco formatos distintos, sin excepción. Con imágenes de 64-bit en punto flotante se pueden realizar transformaciones extremadamente precisas y complejas con un rango dinámico de 10 elevado a la 15 valores.

Sistema flexible de construcción y uso de máscaras para procesar imágenes selectivamente

Cualquier imagen en PixInsight puede funcionar como una máscara, así de simple. Las máscaras son una característica esencial en cualquier tarea de procesamiento de imágenes. Cuando se activa una máscara para cualquier imagen, los píxeles negros de la máscara protegen completamente los píxeles de la imagen principal, mientras que los píxeles blancos de la máscara permiten procesar enteramente los píxeles de la imagen principal. Un píxel gris de la máscara pues proporcionará una mezcla de píxeles originales y procesados sobre los valores de píxel de la imagen principal.

Así, una imagen puede funcionar como máscara para un número ilimitado de imágenes, con la única condición de que la máscara y el resto de imágenes enmascaradas tengan las mismas dimensiones. La interfaz de usuario permite manejar automáticamente la relación entre máscaras. Si se modifica la máscara, (sin que la máscara pierda las relaciones respecto a la imagen principal), todas las imágenes enmascaradas se actualizan de forma automática.

Interfaz gráfica de usuario para obtener un control total manejando independientemente imágenes y procesos

La interfaz gráfica de usuario permite manejar independientemente imágenes y procesos. Esto proporciona un control total de todos los elementos que forman parte de un proyecto de trabajo de procesado. Absolutamente nada se pierde en PixInsight: cada aspecto del trabajo de procesado puede ser recuperado en cualquier punto para modificarse o reutilizarse. Por ejemplo: el usuario puede extraer un conjunto arbitrario de procesos que pueden ser aplicados a una imagen en particular y a continuación editar, organizar o almacenar como archivos en el disco de memoria. Los procesos en PixInsight pueden ser reutilizados pues en múltiples proyectos. Se pueden documentar los procesos con información textual definidos por el usuario y compartir con otros usuarios ofreciendo información detallada acerca de los propósitos y estrategias de procesado.

Los iconos de proceso son una característica muy importante de la interfaz de PixInsight. Un icono de proceso encapsula una instancia de proceso y permite que el usuario maneje todas sus características a través de una interfaz intuitiva y flexible. La implementación de estos iconos de proceso en PixInsight LE (versión free) ha sido ampliamente aclamada como una contribución innovadora a las interfaces de usuario en las aplicaciones de procesamiento de imágenes. PixInsight Standard introduce más funciones y elementos a la plataforma de trabajo: iconos de imagen y contenedor de vistas. El hecho de poder aislar procesos e imágenes juega un importante rol en la plataforma de PixInsight.

Interfaz en línea de comandos: Una potente interface en línea de comandos coexiste con la interfaz gráfica de usuario

La consola de proceso incluida en PixInsight Standard incluye una potente interface en línea de comandos, la cual puede ser utilizada junto a la interfaz gráfica. Cuando se aprende a utilizar esta interfaz en línea de comandos, el usuario puede realizar un gran número de operaciones avanzadas y complejas, especialmente cuando un conjunto de imágenes y archivos han de ser procesados rápida y fácilmente. Por ejemplo, el usuario puede abrir todas las imágenes JPEG del directorio actual simplemente introduciendo este comando: open .jpg Así de simple. ¿Y rotar 90º en sentido contra-reloj un conjunto de imágenes? Pues sería: FastRotation ?r90 M33. Estos son algunos simples ejemplos de las capacidades de la interfaz de PixInsight en línea de comandos.

Interfaz de múltiples previsualizaciones

Una pre-visualización en PixInsight es una sub-imagen temporal que puede ser definida libremente sobre cualquier imagen. Se puede utilizar pues una pre-visualización para probar un número de procesos sin afectar ni modificar la imagen principal. Las pre-visualizaciones son exactas y precisas, cada proceso que se aplica a una pre-visualización funciona con los píxeles actuales, al igual que si se aplica a la imagen principal. Desde las pre-visualizaciones se pueden pues obtener histogramas, estadísticas y cualquier tipo de lecturas numéricas. Las pre-visualizaciones son herramientas de procesamiento modulares. En todos los casos, una pre-visualización se comporta exactamente como lo hace una imagen cualquiera. El usuario puede duplicar una pre-visualización como otra distinta o como imagen independiente, o visualizar y extraer un historial de proceso de pre-visualizaciones para almacenar en un contenedor de procesos, los cuales pueden ser editados, manejados y guardados como iconos de proceso, etc... Finalmente, las pre-visualizaciones son versátiles. Un historial de proceso de pre-visualización puede ser reutilizado para aplicarse sin limitaciones en otras pre-visualizaciones. El usuario puede definir un número ilimitado de pre-visualizaciones en cualquier imagen, donde pueden extraerse para diferentes estrategias de procesado y comparar rigurosamente los resultados.

Completo juego de procesos incluidos por defecto

La versión Standard de PixInsight incluye un completo juego de implementaciones eficientes y rigurosas las cuales pueden cumplir con todas las necesidades de la astrofotografía avanzada, tanto en CCD, digital o analógica. Por defecto podemos encontrar, entre otros, los siguientes procesos:

- Un juego completo de transformaciones geométricas: redimensionado, binning, recorte y expansión, rotaciones arbitrarias, rotaciones rápidas y escalado/recorte/rotación dinámica. Se incluyen además algoritmos de interpolación de píxel: spline bicúbico, bicúbico polinómico, bilinear y bicúbico b-spline.
- Transformaciones de alta precisión en histogramas y curvas, con pre-visualizaciones en tiempo real, pre-visualización también en tiempo real de las funciones de salida de histogramas, lecturas numéricas en tiempo real, curvas de luminancia, tono y saturación y funciones de aumento de la representación de histogramas y curvas hasta zoom 100/1.
- Herramientas avanzadas de reducción de ruido. Versiones mejoradas del conocido SGBNR y procesos de reducción de ruido multi-escala.
- Procesamiento avanzado multi-escala. Transformación por À Trous wavelets que incluye funciones de escalamiento definibles por el usuario, reducción de ruido adaptativa por capas y función de ?deringing? con la posibilidad de manejar escalas dimensionales extremadamente grandes, únicamente limitado por la capacidad de memoria RAM.
- Algoritmo de deconvolución regularizado Richardson-Lucy y Van Cittert con función PSF (Point Spread Function) totalmente definible por el usuario, parámetros de regularización de wavelets y función de ?deringing? eficiente. Control interactivo opcional paso a paso de procesos de deconvolución con total pre-visualización y evaluación de los resultados.
- Corrección de viñeteo y gradientes interactivo y automático con implementaciones, algoritmos y procesos mejorados de DBE (Extracción dinámica de fondo) y ABE (Extractor automático del fondo).
- Procesos interactivos de registro de imágenes.
- Proceso sofisticado de Píxel Math definible por el usuario, múltiples expresiones matemáticas y un completo juego de operadores.
- Transformaciones morfológicas con filtros de Erosion, dilatación, mediana y filtro seleccionable, con la posibilidad de definir los elementos estructurales.
- Filtros de convolución Gaussianos, definidos por el usuario con diseño y utilidades de manejo del filtro kernel.
- Transformaciones exponenciales (SMI, PIP) y DDP (Digital Development)
- Proceso de transferencia de pantalla (STF)
- Procesos de composición por capas.
- Proceso de tampón de clonar para correcciones cosméticas de la imagen.

Soporte de formato de archivo FITS avanzado

Almacena perfiles ICC, parámetros dentro del espacio de trabajo RGB, metadatos XML, imágenes miniatura y mucho más.

Nuestra implementación del formato FITS está perfectamente adaptado al estándar definido por la IAU FITS Working Group (IAU-FWG). Todos los formatos de archivo en 8, 16 y 32-bit son compatibles al igual que los formatos de 32 y 64-bit en punto flotante. Nosotros somos unos de los pioneros en el soporte de muchas de las características más importantes que integran el formato FITS de forma natural en aplicaciones de tratamiento de imagen. Las características que soportan este formato FITS son:

- Perfiles ICC.
- Datos en el espacio de trabajo RGB.
- Datos de resolución.
- Imágenes miniatura para referencia rápida.
- Metadatos IPTC y XML.


EXPERIMENTO DE ALTO RANGO DIN�MICO EN 64-BIT

Experimento realizado por Vicent Peris, miembro de nuestro equipo de desarrollo y betatest de PixInsight. La imagen muestra una lámpara halógena de 20 watios y el objetivo de un refractor Takahashi FS 102. Para ello se tomó una secuencia de exposiciones de 1, 1/4, 1/15, 1/60, 1/400, 1/1600 y 1/6400 segundos, con una cámara réflex digital Canon 20D a 200 ISO y lente de 28mm diafragmada a f/13.

Arriba a la izquierda aparece una imagen a 64-bit con el resultado de integrar linealmente todo el conjunto de exposiciones de un segundo hasta 1/6400. Para ello después se estiraron los datos mediante una transformación no lineal, aplicando un valor de 0.00001 a los medios tonos del histograma.

Arriba a la derecha se aplica una transformación por wavelets para extraer las estructuras de pequeña escala.

Y finalmente las estructuras de pequeña escala son realzadas y reinsertadas para formar una imagen combinada, la cual representa todas las estructuras de la imagen a través del rango dinámico original.

Detalle de dos recortes de la imagen combinada y procesada a 64-bit. Nótese la visibilidad de detalles de la lámpara, y a la vez, la visibilidad del texto impreso en la celda del objetivo FS102.

Para combinar todo el conjunto de exposiciones sin pérdida de datos se requiere un mínimo de 25.000.000 de niveles o valores. El formato de 32-bit en punto flotante proporciona no más de 10.000.000 de valores. Este ejemplo requiere pues un formato de 64-bit en punto flotante o bien 32-bit en enteros. Ambos formatos son soportados transparentemente por PixInsight.

Este experimento demuestra que PixInsight puede manejar rangos dinámicos extremadamente amplios. Esto es particularmente útil cuando se desea representar todo el detalle en escenas que presentan regiones muy iluminadas, y a la vez, detalles extremadamente débiles e inmersos en las sombras, como por ejemplo la famosa Nebulosa de Orión o M42.


EJEMPLO DE CORRECCIÓN DE VIÑETEO Y GRADIENTES

DynamicBackgroundExtraction y PixelMath en PixInsight Standard

Visualización del aspecto de la interfaz de DBE y algunas muestras sobre regiones pertenecientes al fondo del cielo, colocadas manualmente por el usuario a lo largo de la imagen.

En casos complicados como el de este ejemplo, las cajas o muestras deben ser cuidadosamente colocadas. Un sofisticado algoritmo de rechazo elimina la contribución de las estrellas y su influencia al modelo de fondo que se va a generar.

El modelo de fondo generado por DBE es sustraído de la imagen original. La interface de PixelMath acepta expresiones matemáticas en notación algebraica.

Imagen corregida, resultado de sustraer el modelo de fondo generado en DBE. Estos modelos de fondo sintéticos corrigen las diferencias de iluminación y proporcionan una buena corrección cromática. Si el usuario define un número razonable de muestras, los modelos de DBE neutralizan el fondo del cielo automáticamente.


EJEMPLO: PROCESANDO UNA IMAGEN DE JÚPITER DE ALTA RESOLUCIÓN

AtrousWaveletTransform en PixInsight Standard

- ChannelCombination.
- ChannelMatch.
- Análisis Multi-escala previsualización de capas de wavelets
- Proceso multi-escala sobre la luminancia
- Procesado multi-escala de la crominancia junto a reducción de ruido
- LRGBCombination
- Realce de estructuras de pequeña escala con protección.


EJEMPLO: IMAGEN EN COLOR DE M101 (ATROUSWAVELETTRANSFORM & LRGBCOMBINATION)


PIXINSIGHT LE

PixInsight nace con la versión limitada (LE), una versión gratuita de la versión Standard completa. En realidad, esta versión es solo la punta del iceberg de lo que representa la versión standard. Esta versión ofrece algunas funcionalidades como visualización introductoria a la edición completa. Por lo tanto, PixInsight LE incluye exactamente el mismo motor y la misma potencia de procesamiento de 32-bit, interfaz de usuario y algunas de las herramientas fundamentales de alta precisión implementadas en la versión Standard.

Siguiendo la tradición de Pleiades-Astrophoto que se inició con SGBNR (estas siglas significan: Reducción de ruido por desenfoque gaussiano selectivo), la versión LE incluye actualmente una importante mejora del antiguo algoritmo de SGBNR. Implementaciones optimizadas de filtros morfológicos mediana, mínimo/máximo y la adición del algoritmo SCNR (Reducción de ruido por sustracción cromática), completan un completo set de herramientas de reducción de ruido, las cuales cumplen virtualmente con todas las necesidades que se presentan en cualquier trabajo astrofotográfico.

Comenzando por la versión 1.0.1, PixInsight LE incluye el proceso completo de Transformación por Wavelets que se puede encontrar en la edición standard de la aplicación. Esta es una herramienta extremadamente potente y versátil, la cual permite realizar cualquier tarea de restauración de imagen, realce de detalles y reducción de ruido de pequeña escala.

Incluimos también Pixel Math, un proceso flexible que permite operaciones píxel a píxel entre imágenes. Por supuesto Píxel Math puede manejar un número ilimitado de imágenes donde aplicar multitud de operaciones aritméticas.

Valores añadidos a esta versión gratuita son las herramientas de manipulación de histogramas y ajuste de curvas, al igual que un completo set de transformaciones geométricas de la versión Standard.

Así mismo, se incluye Dynamic Background Extraction (DBE) una herramienta innovadora diseñada para corregir los problemas no uniformes de la iluminación y del color, tales como los asociados al viñeteo.



Un saludo para todos en nombre de todo el equipo de desarrollo de Pleiades-Astrophoto.

[Caliu]

Muy bonito e interesante, me enorgullezco de que la charla haya sido un exitazo porque me siento participe de este exito, la verdad es que jamas pensé que yo me sintiera identificado con un programa informatico , creo que este programa es algo más que un programa, ahora mismo no sabria decir porqué pero tiene algo especial que hace que quien aprende a utilizarlo no pueda prescindir de él...¿será porque es muy bueno?...es bueno...muuuuuuuuuy bueno (Carlos Sobera :lol ), mi pregunta es: ¿como narices se hace para utilizar dos monitores a la vez?
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https://www.astrobin.com/users/ferran_bosch/------
SHARPSTAR 61 EDH III, STAR ADVENTURER GTI2 PRO, MAK SW 127
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[nandorroloco]

Hey... si la repetís... avisad... y si puede ser... que no sea el miercoles. Vaya, solo hago que pedir.

Me quedé con las ganas
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LXD75 N-6EC, WO ZS80IIED, ETX70AT,
SPC900, Canon 350d (mod), Canon 400d, adaptador M42-EOS
Cosinon 50mm, Takumar 100mm, y Sigma 200mm todos m42 (de rosca)
Cosina 100-400 AF

[Carlos Milovic]

Felicitaciones Carlos por la charla (aunque me parece un poco conocida jajajajajaja) Parece que fue todo un exitaso Asi me gusta.


Caliu, para usar dos monitores debes tener una tarjeta de video que lo soporte... creo que Matrox es una buena marca para ese tipo de tarjetas. Otra alternativa es usar un portátil, usando al mismo tiempo la pantalla LCD y algún monitor externo. En la configuracion de la pantalla, debes activar ambas pantallas, y seleccionar la opcion de extender el escritorio. Asi ocuparas ambas pantallas de forma autonoma, en vez de duplicar las vistas. Finalmente, calibra el monitor externo (que generalmente es mejor que el portátil) y usalo para tener ahi las imagenes.
Como recomendacion, utiliza el monitor externo como secundario, es decir, a la derecha del portátil, para que la consola no te moleste cuando se abra para mostrar los avances. Otra opcion es dejar el monitor externo a la izquierda, y mover la consola al otro lado, por supuesto


Salu2

Carlos Milovic F.