12. Kuvankäsittely. 1. CCD havainnot. 2. CCD kuvien jälkikäsittely 3. FITS. 4. Kuvankatseluohjelmistoja. 5. Kuvankäsittelyohjelmistoja. 6.

Transkriptio

1 12. Kuvankäsittely 1. CCD havainnot 2. CCD kuvien jälkikäsittely 3. FITS 4. Kuvankatseluohjelmistoja 5. Kuvankäsittelyohjelmistoja 6. Demo

2 12.1 CCD havainnot 1. Jäähdytys 2. Darkit (jos tarpeen) 3. Biakset 4. Iltaflatit 5. Fokusoidaan 6. Havaitaan 7. Aamuflatit (jos tarpeen) 8. Suljetaan teleskooppi ja mennään nukkumaan

3 12.2 CCD kuvien jälkikäsittely! CCD kuvien laatua voidaan huomattavasti parantaa jälkikäsittelyllä! Yleisimpiä ovat bias, dark ja flat-field - korjaukset " myös esim. CCDn interferenssikuviota, kuvakentän vääristymiä, sekä hyvin käyttäytyvää taustavalogradienttia voidaan mallintaa ja korjata pois kuvasta

4 12.2 Bias! CCD siruun etukäteen luettu jännite, jolla estetään heikon signaalin leikkaantuminen A/D muuntimessa! Bias -tasoa on hyvä mitata muutamaan otteeseen yön aikana (vähintään illalla ja aamulla) jos käytössä ei ole overscan aluettaa tai jos ei ole täysin luottavainen, ettei se muutu! Kuvia kannattaa ottaa useita, jotta saadaan hyvää statistiikkaa kuvista

5 12.2 Dark! Pimeän virran poistamiseksi on otettava kuvia suljin kiinni samalla detektorin lämpötilalla ja valotusajalla kuin varsinainen datakin on otettu (kohinan määrä on ajan ja lämpötilan funktio epälineaarisesti)! Uudenaikaisissa tieteellisissä kameroissa käytännössä voi usein jättää tekemättä! Darkit sisältävät myös bias tason

6 12.2 Flat field! Eri pikseleillä on erilainen herkkyys! Myös detektorin ikkunassa tai suodattimella oleva pöly yms. aiheuttaa kaikenlaisia varjostuskuvioita! Herkkyyserot ja varjostukset voidaan mitata ja poistaa havaitsemalla tasaisesti valaistua taustaa (ilta-/aamuhämärä tai erityinen flat field valaistus kuvussa) hyvällä S/N tasolla! Flat field on aallonpituusriippuvainen! Flat field sisältää sekä biaksen, että darkin

7 12.2 Datan redusoiminen 1. Datasta, darkista ja flatista vähennetään keskiarvoistettu bias (ns. masterbias) 2. Datasta ja flatista vähennetään keskiarvoistettu dark (masterdark) (oikealla valotusajalla sekä lämpötilalla) 3. Flatit keskiarvoistetaan ja skaalataan (normeerataan) yhteen (masterflat) 4. Data jaetaan masterflatilla 5. Poistetaan interferenssikuviot, kosmiset säteet, hajavalo yms. niin hyvin kuin voidaan

8 12.2 Datan redusoiminen! Masterbias=!bias/nbias! Masterdark=!( dark-masterbias)/ndark! Masterflat=!( flat-masterdarkmasterbias)/nflat/avgflat! Korjattu data=(data-masterbiasmasterdark)/masterflat

9 12.3 FITS! Flexible Image Transport System! Tähtitieteessä ja avaruustutkimuksessa käytetty standardi datan siirtämiseen (NASA ja IAU hyväksynyt)! Voi sisältää kuvia (moniulotteisia taulukoita 1D, 2D, 3D,...), tekstitaulukoita, sekä molempia sekaisin " Koko voi olla muutamasta kilobitistä jopa gigoihin! Sisältää aina header -yksikön, jossa selitetään avainsanoin, mitä tiedosto pitää sisällään (käydään läpi demossa)! Uusi lisäys World Coordinate System (WCS), joka liittää pikselit johonkin koordinaatistoon (RA & Dec tms.)

10 12.4 Kuvankatseluohjelmistoja! SAOImage DS9! Harvardissa kehitetty katseluohjelma FITS kuville

11 12.4 Kuvankatseluohjelmistoja! FV! ools/fv/! Interaktiivinen FITS tiedostoeditori! Voi käyttää myös katseluun! Osa NASAn HEASARC FTOOLS ohjelmistopakettia

12 12.4 Kuvankatseluohjelmistoja! GAIA (Graphical Astronomy and Image Analysis tool)! ESOn projekti (kehitettiin VLT:a varten)

13 12.5 Kuvankäsittelyohjelmistoja! IRAF (Image Reduction and Analysis Facility)! Komentorivipohjainen! Standardi, tosin painotus amerikkalaisilla mittalaitteilla! Ohjelmointikieli CL, josta tuli muutama vuosi sitten uusi versio ECL! Kehityssuunta on menossa kuitenkin Pythoniin päin, PyRAF! Kuvien katseluun tarvitaan joko DS9 tai FV, osaa itse tuottaa plotteja! Kari Nilssonin verkkosivuilla hyvä perusohje:

14 12.5 Kuvankäsittelyohjelmistoja! ESO-MIDAS European Southern Observatory Munich Image Data Analysis System! Komentorivipohjainen! Euroopan Eteläisen Observatorion kuvankäsittelystandardi! Ohjelmointikieli, joka tuottaa oman grafiikkansa! Paljon paketteja juuri ESO datan käsittelytarpeisiin! Tähtitieteen laitoksella kehitetty Python liittymäpinta PyMIDAS tuo mahdollisuuden käyttää sekä IRAFia, että MIDASta samaan aikaan

15 12.5 Kuvankäsittelyohjelmistoja! Myös esim. IDL:n paljon rutiineja FITSien käsittelyyn Erikoissovelluksiin (asteroidietsintä yms.) olemassa paljonkin softaa, mutta usein käyttäjän omiin tarpeisiin, ilman tuotetukea

16 12.5 Kuvankäsittelyohjelmistoja! Näitä ja paljon muuta: Kaupalliset " lähinnä Windows ympäristöön ja harrastelijoille " mustia laatikoita ei aina selvää, mitä tekevät " nimensä mukaisesti eivät ole ilmaisia " joihinkin sovelluksiin voivat kyllä hyvinkin käydä, ei kannata suoralta kädeltä hylätä " Esimerkkejä: ates.htm, Googlella paljon lisää...

17 12.5 Demo! Toivottavasti toimii... :)