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Eine kleine Übung in Bildverarbeitung von Videodaten

1994 hat Björn Voß am 25cm-Refraktor der FSH mit einer Video Überwachungskamera eine kurze Sequenz vom Jupiter (1 Minute und 10 Sekunden) aufgenommen. Dabei stellte sich heraus, daß sich ziemlich viel Staub auf dem CCD-Chip befand. Außerdem war das Seeing nicht optimal und das Bild blieb aufgrund von äußeren Erschütterungen nicht an derselben Stelle des CCD.



Erster Versuch

Aus dem Video habe ich mit einer Framegrapperkarte (Matrox Rainbow Runner) 267 Bilder (etwa 10 Sekunden) digitalisiert (Bildgröße: 352 x 288). Typische Einzelbider sind folgende:


jupiter_00.jpg

Bild 1


jupiter_10.jpg

Bild 2


jupiter_50.jpg

Bild 3


jupiter_200.jpg

Bild 4


jup_79.jpg

Das Bild tanzte hin und her und die Bilder waren unterschiedlich scharf. Per Auge habe ich die 61 schärfsten Bilder bestimmt und mit Hilfe einer Autokorrelationsroutine übereinander geschoben und addiert.


jupiter_staub.jpg

Das Ergebnis der Summation zeigt, daß das Bild deutlich besser geworden ist; der Staub ist aber nicht vollständig verschwunden.


jupiter.jpg

Ein kleines Programm, bei dem nur die Teile des Bildes, indem sich der Staub befindet, mit einem Medianfilter bearbeitet werden, konnte das aufsummierte Bild deutlich verbessern. Das Ergebnis ist hier zu sehen.


jupiter_us.jpg

Durch unscharfe Maskierung erhält man eine starke Kontrastverbesserung, wobei noch kleine Reste des Staubes zu sehen bleiben.


Dieses ist nur eine erste Übung gewesen. Mit besserem Datenmaterial und nach Reinigung der Glasscheibe vor dem CCD kann man eine deutliche Steigerung des Ergebnisses erzielen.



Zweiter Versuch

Als nächstes habe ich das ganze Video von 2700 Bidern digitalisiert und per Auge die 10% besten herausgesucht. Außerdem habe ich das Verfahren zur Unterdrückung des Staubes noch etwas optimiert. Das Endergebnis ist (nach Vergrößerung um einen Faktor 2):


jupiter_summeg2.jpg

Auch hier bekommt man durch unscharfe Maskierung noch eine Kontrastverbesserung:


jupiter_summeg2_us.jpg

Alternativ liefert eine Bildrekonsturktion mit der Maxium-Entropie-Methode:


jupiter_maxent.jpg

Seit diesen ersten Versuchen hat sich einiges getan: Wesentlich bessere Videoaufnahmen der Planeten findet man auf der Homepage des GvA-Mitglieds Christoph Petermann.



© Text von Stefan Jordan, 1994




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