Tutorial de procesado de imágenes planetarias

[Leonardo]

Hola chicos!! Hace tiempo que venía prometiendo este tutorial asi que aquí está:

En este tutorial voy a explicar el procesado de imágenes lunares y planetarias para aprovechar el máximo de nuestras fotos.

Como lo dije en varias ocasiones, el procesado de una imagen suele tardar mas tiempo que adquirirla. También, la transición de una buena foto a no tan buena depende exclusivamente del procesado, que a grandes rasgos se compone de:

**Selección de mejores cuadros

**Apilado

**Mejorar la definición

**Ajustes del color y retoques cosméticos

**Y si la imagen lo permite, una deconvolución para maximizar los detalles.

Como vamos a tratar con imágenes planetarias, vamos a trabajar principalmente con el software Registax quién se va a encargar de apilar, esto es, superponer una imagen encima de la otra con el resultado de aumentar la calidad y bajar el ruido. Este software aparte hace una selección de los mejores cuadros de manera que podemos aprovechar al máximo nuestra foto.

Como se mencionó en varias partes, lo mejor es filmar un video, ya sea con webcam o cámara digital, y luego procesarlo. También se pueden tomar fotos individuales pero la opción del video es mucho mejor. Para mas detalles sobre los métodos referirse aquí.

Voy a utilizar un video de Júpiter.

Primero abrimos el Registax:

Le damos click al botón "Select", y elegimos nuestro video:

Es común que el programa nos tire este error: "Failed AVI decompression". Esto significa que el programa no puede leer el formato en el que está nuestro video. Esto es común en cámaras digitales:

¿Qué debemos hacer ante este error? Convertir el video. Para ello nos bajamos el programa VirtualDub, que se descarga aquí. Abrimos el programa y nos vamos a File --> Open video file. Abrimos nuestro video:

Una vez abierto el video, nos vamos a Audio y seleccionamos No audio:

Ahora nos vamos a File --> Save as AVI y guardamos nuestro video en AVI descomprimido, que es el formato que Registax lee:

Ahora tenemos el video que está listo para ser cargado en Registax, pero suele ser común que el programa "se vuelva loco" y apile cualquier cosa Ésto suele ocurrir en el caso de que el planeta se mueva mucho en la filmación. Muchas veces se suele eliminar el video ya que no se puede hacer nada con él. Por suerte, existe un programa llamado PPMCentre, que detecta al planeta y lo deja en el centro de la imagen, minimizando grandemente las chances de mal apilados por parte de Registax. Este software se descarga acá. El programa solo sirve para imágenes planetarias, no de la Luna

Si bien este pequeño software es muy útil, no lee videos por lo que debemos pasar nuestro video a fotos en BMP, es decir que hay que pasar cada fotograma del video a BMP. Para esta función, debemos descargar e instalar el software K3CCDTools que incluye una función de exportar videos a BMP. Éste soft se descarga de ésta página Tenemos dos versiones, la 3 que es paga, y la 1 que no lo es, pero requiere de una activación (legal). Cuando abrimos la versión 1, nos va a decir que el software expiró y que ingresemos una clave. La clave la encontramos aquí. La versión 3 no requiere de claves pero expira a los 35 días si no es comprado el soft.

Abrimos el K3CCD y vamos a la sección Sequence Processing:

Nos vamos a File --> Open Video y seleccionamos nuestro video:

Ahora podemos ver cada fotograma. Aquí podemos seleccionar manualmente los mejores cuadros si asi se desea:

Seleccionamos todos los cuadros dando click secundario y elegimos Select frames --> All. Por supuesto que podemos elejir los cuadros que queramos. Es importante saber que Registax puede abrir hasta unos 430 archivos BMP por cada apilada, mas no abre la versión 4. Seleccionamos:

Nos vamos a File --> Export Selected to Bitmaps y elegimos hacia dónde guardamos nuestros fotogramas BMP. Que sea preferentemente una carpeta vacía:

Ahora sí podemos cargar nuestras fotos BMP al programa de centrado. Lo abrimos y damos click a "Add folders". Aquí seleccionamos la carpeta donde se encuentran los BMPs:

Ahora configuramos el software. Nos vamos a la pestaña ppmcentre y ponemos la configuración que existe allí. Siendo válido este parámetro si nuestros BMPs tienen un tamaño de 640x480. Se va a recortar un área de 400x400 para centrar el planeta:

Volvemos a la pestaña Folders y le damos click al botón Process

Se va a abrir una ventana negra y nos va a mostrar el proceso. Una vez que termine, cerramos el programa y nos vamos al directorio donde estaban las fotos BMP. Ahora veremos un nuevo directorio llamado "Output", que es donde están las fotos centradas:

Finalmente ya podemos cargar nuestro video AVI o imágenes BMP centradas en Registax. Si hace esta pregunta: Image seems to be in colour, process in colour? le damos a Yes, ya que el software detectó que la imagen está en color y no en blanco y negro:

Si vamos a cargar las fotos BMP, debemos irnos a Select, y en la nueva ventana seleccionamos como tipo de archivo a BMP:

Ahora nos vamos al directorio donde estaban los BMPs centrados y seleccionamos hasta 430 fotos, y le damos click a Abrir:

Ahora nombro las principales funciones que debemos saber:

Quality estimator y lowest quality: Quality estimator es el método en el que Registax va a determinar la calidad de cada cuadro. Gradient o Classic suelen funcionar bien. Lowest quality se refiere al porcentaje de cuadros que vamos a dejar pasar, según su calidad. Si lo dejamos a un 80%, va a dejar pasar solo el mejor 20% del total. Si estamos en un caso donde contamos con pocos frames para apilar, recomiendo dejarlo en 35%. Si tenemos una buena cantidad de frames, un valor entre 70% u 80% funciona bien.

Alignmentboxsize: Aquí seleccionamos el tamaño del cuadro que vamos a usar para alinear la foto. Posee un tamaño desde 32x32 píxeles hasta 512x512 píxeles. El programa lo que hace es utilizar la información dentro de este cuadro, para el apilado. Yo en mi caso para planetas, trato de meterlo dentro del cuadro. Para la Luna, uso un tamaño de 128x128 y deposito el cuadro sobre un área contrastada (por ejemplo una montaña y su sombra). Básicamente "encajamos al planeta dentro de la caja blanca, o ponemos la caja blanca dentro de un área contrastada en la Luna". Obviamente que si el planeta es chico, seleccionamos un área de 32x32 o 64x64.

Seleccionamos "Colour" y "LRGB", tratándose de un video en color. Si es en blanco y negro, deseleccionamos estas dos casillas:

Para esta foto de Júpiter, elijo un cuadro de 256x256 que lo coloco (con un click) en el centro del planeta. Ahora click al botón Align y le programa va a comenzar un alineado básico:

Una vez que terminó de alinear los cuadros, veremos unas "rayas" verdes y azules, y luego veremos una linea roja, que hacia la derecha va cayendo. Ésta línea roja determina la calidad de los frames, a medida que baja, esos cuadros poseen menos calidad. Podemos inclusive mover el slider y seleccionar a partir de qué cuadros vamos a apilar. Una vez que terminamos, de damos click al botón Limit para ir a la fase de optimización:

Habrán notado que pasamos a la sección Optimize, que es donde se va a hacer el alineamiento fino de la foto. Tenemos estas opciones que son las principales:

Create a reference frame: Aquí se apila una pequeña cantidad de frames (entre 30 y 50), para que el programa lo tome como una foto de referencia para apilar las demás. Es importante porque si por defecto el programa toma un cuadro de referencia medio malo, luego vamos a tener un apilado borroso o con definición baja.

En la pestaña Resample/Drizzle tenemos la opción de magnificar la imagen previo al apilado. Ofrece mayor calidad que si estiraríamos la foto en un proceso posterior. Generalmente un valor 2X es suficiente.

Vamos a crear un cuadro de referencia para seguir con el apilado. Le damos click al botón Create. Ésto va a apilar 50 cuadros y tendremos nuestra imagen de referencia:

Luego veremos esta imagen, en donde vamos la vamos a mejorar con Wavelets (luego explico mejor qué hacen). No nos pasemos con los wavelets, usemos un valor modesto para el cuadro de referencia. Luego, en wavelets usamos el valor de la segunda imagen y le damos click a los botones Do All y luego a Continue.

Ahora volveremos al cuadro Optimizer. Podemos usar un resample 2X (si la imagen lo permite y tiene una resolución suficiente). Ahora le damos click a Optimize & Stack. Si nos hace una pregunta, le damos a Yes. Ahora empezará el proceso de alineado / apilado y luego pasaremos a la sección final de wavelets:

Ahora llegamos a una nueva sección, la del procesado final. Aquí tenemos el elemento principal que son los Wavelets. Los wavelets son operaciones matemáticas potentes que se le aplican a la imagen. La intensión de los wavelets de Registax es hacer resaltar las zonas del objeto apilado, es mucho mas potente que el simple Unsharp Mask de Photoshop. Posee 6 sliders, y cada uno actúa con un efecto diferente. El primero va a resaltar detalles pequeños, digamos de un pixel. El segundo va a resaltar detalles un poco mas grandes, el tercero detalles mas grandes, etc.

Hay que tener cuidado, porque en el primer y segundo wavelet, que levantan zonas de pocos píxeles, son propensos a levantar ruido también, ya que el ruido aleatorio se encuentra en la zona de 1 - 2 pixeles de tamaño. Si una imagen tiene buena señal y ruido bajo (generalmente a través de apilar muchos fotogramas), se puede dar uso de los wavelets 1 y 2. En mi caso, yo subo apenas el segundo, subo mas el tercero, un poco mas el cuarto, un poco menos en el quinto y menos aún en el sexto. Los últimos wavelets son para realzar detalles "gordos" como los cinturones principales de Júpiter.

Voy a mostrar el resultado del apilado, y luego voy mostrando qué hace cada wavelet si lo subo al 50%. Y la última imagen muestra el seteo que usé para esta foto:

Una vez que subimos los wavelets a un punto deseado, le damos click a Do All y finalmente click a Save Image, guardamos la foto en formato TIFF si vamos a seguir trabajandola, o en JPG si ya no pensamos retocarla mas. También hay opciones para ajustar el canal rojo o azul en caso de que estén desalineados:

Terminamos el procesado!! Para la Luna suele estar bien, pero para los planetas, éstos generalmente requieren de un procesado extra para que sus colores resalten, y para ajustar alguna que otra cosa y / o defecto. Aquí está la foto que hemos apilado con wavelets, comparada con un fotograma sin apilar. La diferencia está a la vista:

Pero como verán, se vuelve evidente que este Júpiter apilado difiere del Júpiter que solemos ver. A primera vista, podemos decir que le falta ese color natural, que le falta mas luz, que tiene un borde azul bastante notorio y que no está orientada correctamente. ¿Qué se hace? Se corrige con Photoshop. Siempre que proceso una foto, me siento, la miro de lejos y me la imagino cómo sería si estuviese bien. Juzgo qué le falta, y con las herramientas de Photoshop trato de arrimarme al resultado que tengo en mente.

Todos sabemos que un Júpiter tiene nubes marrones oscuras, claras, zonas blancas, etc, entonces trato en lo posible de arrimarme a ese resultado.

Cargamos la imagen que obtuvimos recién de Registax:

A los colores se los ve medio pálidos, asi que con el comando Saturación, vamos a darle un poco mas de vida. Apretamos la tecla Ctrl+U, o nos vamos a Imagen --> Ajustes --> Tono / Saturación. Aquí, subo un poco la saturación y cambio un poquito el tinte de la foto:

Podrán ver que se subió un poco mas el color en las nubes, pero sigue ese halo azul molesto. Vamos a eliminarlo con Niveles. Tecleamos Ctrl+L o nos vamos a Imagen --> Ajustes --> Niveles. Aquí seleccionamos el canal Azul, y corremos a la derecha el nivel oscuro, tal como muestra la foto:

Podrán ver que el halo azul se redujo bastante. Pero a la foto le falta todavía. Noto que le falta "vida". Vamos a ajustar sus colores con el Balance de Color. Apretamos la tecla Ctrl+B o nos vamos a Imagen --> Ajustes --> Equilibrio de color. Según lo que yo ví, ajusté los tonos oscuros, medios y altos de los canales RGB así:

Bueno, ahora la cosa quedó mucho mejor. Al planeta le falta una orientación apropiada. Vamos a duplicar la capa. Abrimos la ventanita de capas yendo a Ventana --> Capas. A la capa llamada "Background" le damos click secundario --> Duplicar capa. Ahora tendríamos una segunda capa que podemos modificar a gusto:

Vamos a usar el comando Transformación, para rotar al planeta y dejarlo correctamente ubicado. Para ello nos vamos a Edición --> Transformar --> Rotar y rotamos la imagen hasta que quede bien centrada. Cuando terminamos de rotar al planeta, le damos la tecla Enter para terminar:

Ahora ya está casi todo.... Notarán que la parte superior del planeta está con un tinte rojizo. Voy a tratar de normalizar este efecto. Para ello, abro el comando Reemplazar color, que está en Imagen --> Ajustes -> Reemplazar color. Éste comando afecta a una gama de colores que yo elija con el gotero. Me posiciono sobre las zonas que creo que están mal, y les bajo la saturación:

Ahora creo que le hace falta un poco mas de saturación al planeta:

Voy a bajarle un poco mas el halo rojizo de arriba:

Ahora voy a acoplar la imagen duplicada que habíamos hecho antes. A la capa en la que estamos trabajando, la vamos a acoplar:

Ahora creo necesario subirle un poco el brillo al planeta. Para ello uso Niveles (Ctrl+L) y corro a la izquierda el nivel claro. Un poco nada mas:

...y aquí está el resultado:

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Introducción a la deconvolución Lucy-Richardson:

Posiblemente muchos hayan escuchado este nombre, pero no saben de qué se trata. La deconvolución Lucy-Richardson (LR) son cálculos matemáticos muy potentes que se aplican a la imagen y requieren de una CPU medianamente potente para que sean algo rápidos, son mas potentes que los wavelets de Registax y tienen el fin de realzar detalles en la imagen. Uno puede elegir realzar ciertos detalles, al igual que wavelets, detalles finos o gruesos. He notado que particularmente para la Luna, este algoritmo es muy eficiente.

Lamentablemente, o al menos hasta donde sé, no hay software gratuito que tenga una función útil para planetaria. Se que para fotos de espacio profundo el soft Iris tiene deconvolución, pero al igual que el programa en general, la interfaz es muy poco amigable y el comando es un poco limitado. Otro soft que usa el amigo Fernando Mazzone es el PixelMath, pero desconozco cómo se usa.

El software comercial MaximDL, por suerte tiene un buen comando de deconvolución por lo que voy a mostrar su efecto sobre unas imágenes lunares que saqué:

Nos vamos a Filter --> Deconvolution, y se va a abrir la ventana. En la pestaña Noise Model, le damos click al botón "Auto-extract". Pasamos a la pestaña PSF Model. Aquí usamos el método Gaussian, y el valor PSF Radius indica, resumiéndolo, qué detalles vamos a levantar. Desde el valor 0.6 hasta 1.0, vamos a levantar detalles finos. Para la Luna yo uso un valor de 0.9. Si la Luna tiene muchos aumentos, uso un valor de 1.2 o 1.4. Pasamos a la pestaña Deconvolve, y en Deconvolution Method uso al método Lucy--Richardson. En "Number of Itinerations" uso entre 15 o 20. Este valor significa cuántas veces se va a ejecutar el comando LR sobre la imagen. Se recomienda mas de 10 veces.

Adjunto unos ejemplos tomados con distintos valores del PSF Radius que van desde la foto original, 0,6 - 0,7 - 0,8 - 0,9 - 1.0. Fué tomada con el refractor 70/300 y la webcam Orite:

...y aquí hay algunas fotos tomadas con el Orion 100/600 en foco primario con la webcam ToUcam Pro y un barlow acromático 2X, donde posteriormente al apilado, se usó el comando LR que mejoró mucho la definición:

Y aquí concluye este tutorial. Ojalá le sea de utilidad a muchos.

Un abrazo.

Editado 22 de Agosto del 2008 por Invitado

[Baxter]

mas que excelente leo!!, muy prolijo y muy bien explicado como todos tus trabajos!

gracias

[Meteoro]

Leo !!!! que buen laburo !!!! lo voy a seguir paso a paso, veo que yo en el procesado me comía un par de pasos importantísimos. Muy bueno, excelente ! Gracias Poison !!!

[gianse54]

Leo, te pasaste, hace rato que me hacia falta una cosa asi.

Pero hay una parte que no entendi, es desde donde vos decis - Hola chicos!! Hace tiempo que venía prometiendo este tutorial - (Agente 86 Dixit)

Te felicito y agradezco por el desarrollo y por tu tiempo.

[isramirez]

De lujo Leo!!!

Seguro que es un recurso que hacia mucha falta en EP y que gracias a tu esfuerzo ahora es una realidad... con toda seguridad ayudara a muchos a mejorar sus imagenes planetarias y lunares...

Mil felicidades por tan magnifico trabajo...

[jcosellame]

Buenisimo!

Excelente laburo Leo.

Muchas gracias, nos será muy útil

Saludos

Juan Cruz

[Fenriz]

Sos un grande. Tu trabajo me va a ser de mucha utilidad. Gracias por el esfuerzo y por las ganas de ayudar a gente que quizas no la tiene tan clara. Te mando un abrazo y estas son las personas que hacen grande a EP.

[Manuel]

Leo, felicitaciones y mil gracias por semejante laburo, nos va a ser muy útil a los que estamos en pañales con la astrofotografía y el procesado como en mi caso.

Impecable tutorial!

Un abrazo

[mordillo2005]

Monumental Leo, Monumental !!!!!!!!!!

P.D: Habra alguna forma de pasarlo como para que sea un archivo PDF o algo así para poder guardarlo?????

[javieralves]

la verdad buenisimo, ahora si , estos programitas jamas los entendi (generalmente cualquier programa ) que laburito te mandaste

[Alejandro]

increible.

nada mas para agregar......jejeje

gracias por tu aporte leo

suerte

[Mariano Ribas]

GRACIAS!

Esto nos viene MUY bien a todos, tengamos mayor o menor experiencia en astrofotografía planetaria.

Leo, sinceramente, cosas como esta hacen de EP una página de primera en astronomía amateur. Los contenidos, la calidad y su gente.

Un abrazo!

PD: grande Poison! Y grandes todos los "hijos" y parientes de Kiss (mi banda de toda la vida).

[javier ar.]

Muchas Gracias Leo!

Ese tutorial es oro en polvo para muchos de nosotros!

saludos!

[Solrac]

Excelente tutorial Leo!! impecable!

Felicitaciones!!

[Borges]

Leo sos un orgullo para el foro y para la comunidad de aficionados y es un privilegio ser tu amigo

[FER DE MORON]

Capo intergaláctico magnitud -30 !!! este tutorial me salvo de pegarme en la cabeza, con esto pongo fin al aprendizaje teorico (me lei casi todo el foro) ahora comienza la parte práctica hoy es el principio de recien comienzo.

gracias LEO

uN ABRAZO

[danielschkzamian]

nunca NUNCA me voy a cansar de desirte que sos un GENIO! G-E-N-I-O-!-!-! sin vos esta pagina no sería lo mismo!

MUCHOS AGRADECEMOS el dia que entraste a esta pagina!!!! fué un cambio impresionante cuando empesaste como administrador! tutoria tras tutorial TREMENDAMENTE FACILES DE ENTENDER Y TREMENDAMENTE COMPLETOS!!!! TE FELICITO POR TENER TANTOS CONOCIMIENTOS DEL TEMA! GENIO!

[Leonardo]

Jeje muchas gracias chicos!!

De Argentina al mundo entero, y ojalá que le sirva a muchos que recién se inician.

Gracias a todos por sus comentarios!!

[CHACHO]

GENIO LEO--GRACIAS POR TU TRABAJO--YA MISMO LO BAJO PARA LEERLO TOTALMENTE CON TRANQUILIDAD.

SALUDOS.

[sebyta]

Hola leo espero que leas esto.

No puedo descomprimir el programa de centrado.

tengo un problema en el archivo.

como lo instalo no me deja.

Saludos

[Sincrotimix]

¡Extraordinario trabajo, Leonardo! Y si alguien llegara a convertirlo a PDF haría de mi regocijo una experiencia cuasi mística.

[tangueros]

esta estupendo como todos tus tutoriales

[garnet star]

Gracias por tomarte tiempo en subir esta información. Estoy empezando con la astrofotografía planetaria y me ha resuelto algunas dudillas.

[observatorio gg]

Leo hiciste un trabajo impecable!!!!

Felicitaciones!!!!!!!!!!!!! y muchas gracias... me viene como anillo al dedo!

Estoy dando mis primeros pasos en astrofotografía..

Gracias de nuevo

[jiastros2]

Si o si video no puede ser imagen??