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Versatz der Bildfeldmitte und Integrationsnähte

Vorverarbeitung & Stacking2020.09

Wenn du über mehrere Nächte Daten ansammelst oder Daten integrierst, die mit mehreren Ausrüstungssätzen aufgenommen wurden, stimmen die Bildfeldmitten der einzelnen Sätze oft nicht überein — mal, weil der Bildfeld-Rotationswinkel der Ausrüstung unterschiedlich ist, mal, weil die Ausrichtung aus irgendeinem Grund versetzt ist. Das hinterlässt nach der Integration deutliche Nähte. Die gute Nachricht: In den meisten Fällen musst du dafür nicht neu fotografieren — solange du bei Registrierung und Integration die richtigen Parameter verwendest, lässt sich die Naht fast vollständig beseitigen. Verschwende keinen einzigen mühsam gewonnenen Pixel.

Auch bei 45 Grad Bildfeldrotation nahtlos

Schon beim allerersten Versuch, Fotos aus zwei verschiedenen Ausrüstungssätzen zu integrieren, bin ich auf dieses Problem gestoßen: Obwohl es dasselbe Ziel war und die Brennweiten der Teleskope ähnlich waren, unterschieden sich die Bildfelder der beiden Kameras zufällig um genau 45 Grad, sodass die vier Ecken nicht zur Deckung kamen und ein direktes Stacken eine deutliche Überlagerungsgrenze erzeugte.

Bei 45 Grad Bildfeldunterschied erzeugt direktes Stacken eine Grenze; nach sachgemäßer Bearbeitung ist keine Spur mehr zu sehen

Nach sachgemäßer Registrierung und Integration ist keinerlei Grenzspur mehr zu erkennen. Zu beachten ist: All das gilt unter einer Voraussetzung — die Flat-Kalibrierung muss gelingen. Der Bildfeldversatz selbst hat kaum Auswirkungen; solange du nicht sehr stark vergrößerst, ist er im Grunde kaum zu sehen, vor allem bei einer Monochrom-Kamera. Bei zwei Datensätzen wie diesen mit 45 Grad Bildfeldrotationsunterschied musst du sorgfältig auf 300 % vergrößern, um nach der Integration überhaupt einen Unterschied im Signal-Rausch-Verhältnis an den vier Ecken zu sehen.

Zwei Datensätze mit 45 Grad Bildfeldrotationsunterschied sind nach der Integration nahezu spurlos

Mit Rejection die „nicht überlappenden“ schwarzen Bereiche auffressen

Sehen wir uns noch ein Beispiel für einen Mittenversatz an. Bei der Bearbeitung von M51 hatte ich zwei Bildsätze, A und B; bei Satz B lag die Bildmitte nicht auf M51 selbst, weil der OAG auf einen hellen Stern ausgerichtet war. Nachdem ich Satz B auf den „auf M51 zentrierten“ Satz A registriert hatte, erscheinen in den Bildern von Satz B die Bereiche, die den entsprechenden Bereich von A nicht abdecken, vollständig schwarz.

Nach der Registrierung der beiden M51-Bildsätze erscheint der bei Satz B fehlende Teil schwarz; nach der Integrations-Rejection verschwindet die Naht

Der Schlüssel liegt darin, bei der abschließenden Integration von A und B eine geeignete Rejection-Methode zu wählen und all jene schwarzen Bereiche vollständig zu rejecten, sodass die Naht vollständig unsichtbar wird — selbst bei 400–500 % Vergrößerung. Nicht wenige denken „dann fotografiere ich eben neu“, aber das ist in Wahrheit Datenverschwendung: Satz B hat allein im L-Kanal 15 Frames zu je 20 Minuten, und um auf dieselbe Position wie Satz A neu zu fotografieren, müsste man allein für den L-Kanal weitere mindestens 5 Stunden aufwenden. Solange M51 noch im Bildbereich liegt, lässt sich das durch geschickte Nutzung der Vorverarbeitung lösen — warum also von vorne anfangen?

Übersieh die Nähte in den Farbkanälen nicht

Beim Umgang mit dem Bildfeldversatz gibt es noch eine leicht zu übersehende Falle: Die Naht zeigt sich in verschiedenen Kanälen unterschiedlich.

Im Luminanzkanal ist die Naht nicht zu sehen, doch der Blaukanal mit niedrigem SNR lässt im finalen LRGB-Bild dennoch eine Grenze erscheinen

Wieder zwei Bildsätze, deren Bildfelder nicht überlappen: Der Luminanzkanal (L) zeigt nach der Integration keinen Unterschied, weil die Anzahl der Frames auf beiden Seiten der Grenze ungefähr gleich ist (linkes Bild); doch der Blaukanal unter den Farbkanälen hat, weil sich die Frame-Anzahl auf beiden Seiten der Grenze stark unterscheidet, ein deutlich anderes Signal-Rausch-Verhältnis, sodass eine Grenze auftritt (mittleres Bild). Als Ergebnis lässt der Blaukanal mit dem schlechteren Signal-Rausch-Verhältnis nach dem LRGB-Zusammenführen im finalen Bild die Grenze dennoch erkennen (rechtes Bild).

Die Schlussfolgerung ist also eindeutig: Die Farbkanäle sind genauso wichtig wie der Luminanzkanal, und beide beeinflussen die Qualität des finalen Bildes. Ist eine der beiden Seiten nicht gut bearbeitet, zieht das im Grunde das fertige Ergebnis herunter. Statt an Behauptungen wie „ein 5-Minuten-L hat 4 Stunden RGB gerettet“ festzuhalten, solltest du lieber ehrlich die jeweiligen Probleme jedes Kanals sauber lösen — all das lässt sich nämlich durch Software-Experimente überprüfen, statt sich auf plausibel klingende Anekdoten zu verlassen.