2018年12月9日 星期日

FlatAidePro 使用指南


Updated 2020/04/24
FlatAidePro
最新版本 V1.2.03.1
  (下載:web 官網 、Blog 深夜道樂,800萬
畫素內免費使用,無限制版本需付費)
介面簡潔易用且實用的天文影像校正處理軟體。(*)

(舊版本備份 V1.1.12.1 






v1.2.03.1 使用說明(個人心得與使用例)

請點擊以下連結跳至各章節
1.灰階合成RGB (色版混合器)- channels
2.批次影像計算 -batch calculator

3.レベル 調整(1)/ Tone Mapping (Tone Compression) 階調映射壓縮 
4.過飽和復元 (以短時間曝光影像來復原原畫像中的過飽和部分)- Recovering blown highlights by exposure fusion
5.消除紫邊 (青ハロ軽減) -remove purple fringing
6.TONE curve 及 HSV correct node (色彩調整器)
7.星點整圓, 追蹤誤差修正(流れ補正)-startails correction (guide error correction)
8.星點銳化縮小(スターシャープ)- star sharpening

9.星檢出除外領域/星象檢出/局部星點校正 - stars detection 
10.平場校正 (フラット補正)- flatfield correction
11.不均勻光暈/色漸層校正 (カブリ補正)- fogging/Light pollution/Color gradient correction

12.彩色相機之原始CFA灰階影像解拜耳轉成彩色影像 (ベイヤー展開) - deBayering, demosaicing
13.バッチキャリブレーション (批次影像校正) Batch calibration 
14.移除星點以及製作純星點影像/ 14-1遮罩(星點分離)- remove stars
15.比較明Stack
16.裁切 crop
17.レベル 調整(2)/ 自動白平衡 - Auto WB  

18.SAO Color Mapping 色彩映射/ナローバンド (Narrow Band) SAO ->AOO 変換
19.星景柔焦鏡效果(ソフトフィルター効果)- Soft filter effect
19-1.星檢出除外領域設定+星景柔焦 
20.編集:元画像、作業画像、最終画像視窗間的拷貝與簡單運算
20-1. Parallels Desktop(Coherence mode) :UNDO(平行桌面融合模式)
21.等倍星象チャット画象作成,中央、周邊分割畫面作成
22.檔案格式問題/ Tiff的位元組順序 - Byte order type/FITS 的color data

23.執行 Starnet++ 移除星點

1.灰階合成RGB (色版混合器)
Hubble色版 (將三種窄頻濾鏡拍攝的黑白影像分別以以下方式對應色版 SII -> R, Ha -> G, OIII -> B,俗稱 SHO 或 SAO)
(註:可參考發射星雲的 OIII資料庫,一般來說,具越強的OIII發射線者,即資料庫中天體越明顯明亮者,越容易並適合拍攝SAO或AOO窄頻)




當混合兩個以上檔案至同一色版時,如此例當紅色色版指定100%來自M42-R 檔,同時又設60%來自 M42-Ha 檔,
則紅色色版組成的blending的比率分別為 :
M42-R 佔 100/ (100+60) =100/160 =62.5%
M42-Ha 佔 60/ (100+60) =60/160 =37.5%
(即與分別設為62, 38意思是一樣的)



 bi-color combine with R,G,B channels of OSC Duo-narrowband image


2.批次計算器

注意保存的檔案夾最好設為與原檔不同的位置,不然會覆蓋原檔。此例將M42_Ha_bin1_reg檔案乘以二並儲存,亮度變為原檔的兩倍。


3.レベル 調整(Level) - Tone Mapping (Tone Compression) 階調壓縮
這個功能可以將高動態的譬如32bit FITS 的輝度(明度)階調映射、壓縮至低動態16 bit TIF的65535的最大值範圍內(高動態處理 HDR->LDR的過程之一),以避免在儲存成16bit時過飽和的部分皆會變成一致死白失去對比。(因此如果要儲存成16bit ,在載入32bit檔案時可先做此動作,將所有的畫素完整映射至16bit範圍內,然後再進一步做影像處理,因影像仍是32bit,在處理過程可隨時檢查是否又超出。)

此例我們直接開啟DSS自動儲存的 FITS autosave檔,然後執行level調整。
首先我們勾選「ハイライト警告」 - highlight 明度過飽和(以16bit的65535為上限時)的部分,影像中會顯示紅色。我們可以用滑鼠圈住過飽和的部分(綠色框)並檢視右上角的Level圖,會發現果然有很多畫素超出65535。


接著我們可以有兩種方式將所有畫素重新映射至65535範圍內,第一種是執行“最大レンジ”(自動調整至最大範圍)即可。第二種是自行調整,執行「高輝度壓縮」,並任意選擇以下兩種壓縮方式,或第三種混合方式,並微調整強度。

第一種壓縮方式 digital演算法為岡野邦彦氏發明,已廣泛被用在處理天體影像。

第二種為對數演算映射法,在高亮部壓縮分配到的階調較廣。請選擇自己喜愛的方式。

當然你也可以不使用現成的壓縮法而自己拉動Level圖調整。

註:當載入FITS檔時,勾選不做FITS的自動補正,載入時比較能夠看出不同曝光值時的差異。



4.過飽合復元

過飽和復元亦是HDR處理的一種程序,本功能使用方式是另以一短時間的曝光影像來做曝光融合(exposure fusion)以復原畫像過飽和的部分。當高輝度壓縮無法恢復高亮部的細節時(高亮部只從死白變成一片灰色),便可使用這種方式。此處的過飽和復原功能主要是復原星點的過飽和狀況,讓星點的階調與顏色更為豐富,不過如果原畫像與作業畫像搭配的好的話,對於星雲的過飽合部分的復原多少也有作用。(較複雜的HDR譬如三種以上不同的曝光影像的HDR階調混合、映射,市面有HDR軟體可以做豐富的控制,或者可以用疊圖軟體譬如DSS內的HDR方式疊合,或可用Photoshop的圖層方式自行混合,總之有許多工具可利用,請參考影像處理。)


此張是曝光60秒的影像,可看到部分星點與M42中央已經呈現過飽和現象。(原畫像與作業畫像建議先校正色調至一致)

將10秒曝光的影像載入為作業影像,執行飽和復元。

執行完復原後最終畫像中的M42中央及星點仍顯示過曝是正常的,因為兩種不同曝光影像混合後的動態範圍比原來高許多,必須再對最終影像執行Level的高輝度壓縮,執行後即可看出細節差異。

執行階調壓縮將所有畫素壓縮至65535範圍內。對於高亮度的階調範圍相當大的影像建議使用混合壓縮方式,這樣才能兼顧高亮部而中間調又不會被壓縮的過窄失去對比。。




5.消除紫邊 - 青ハロ軽減

必須先進行星點偵測(星像檢出)後才能執行去紫邊的動作。



6.TONE curve 及 HSV correct node


(HSV色彩空間,H=色相 ,S=飽和度, V=明度)


色相調整:
於「入力」的下拉欄位選擇「色相」,然後在座標零值橫軸中點選你要調整的色相(新增一個調整點),譬如此例選擇綠色,然後上下拉動調整點以改變其色相(調整曲線來調整影響範圍,曲線範圍都是會一起改變的色相範圍),或直接填入數值。


在HSV 曲線中,除了色相 vs 色相的調整外,也可以使用色相(入力) VS 彩度(出力)(調整某色相的飽和度)、色相 VS 明度(調整某色相的明度)等等方式調整。


當入力選擇色相,出力選擇彩度時,便是調整所選色相的飽和度。

7.星點整圓 (追蹤誤差修正)- 流れ補正
星點整圓(修正拖線)會影響到畫質故不建議幅度太大,拍攝時就要盡量的追蹤準確,若拖線較大請將星雲與星點分離分別處理(詳後)。
(“片流れ補正”作者解釋此功能尚在測試中,未經充分的驗證)

必要時可加參考點,分區校正




8.星點銳化(縮小)- スターシャープ
(請注意使用銳化工具應適度,過度會造成星點周圍出現黑圈,搭配星雲星點分離處理尤佳,除了直接銳化,使用混合圖層調整星點層的亮度也有縮小的效果。)





如果你要改善星點暈開的情況但不是紫邊而是其他顏色譬如紅色色差,那麼用消紫邊的工具沒什麼作用,可以試著用這個銳化的工具,譬如以下這個例子,取消RGB連動,只銳化紅色。造成畫面星點周圍的紅圈,絕大部份的原因是濾鏡的IR leak,如果使用的濾鏡沒有將紅外光濾乾淨,滲入的結果就會產生星周紅色的色暈,幾分鐘的短時間的曝光不一定能察覺,但隨著累積曝光時間越長而越明顯。(從根源的解決方式就是選擇沒有紅外線滲漏的濾鏡或加裝ir cut)



9.星檢出除外領域/
星象檢出/局部星點校正 - stars detection 
只要與星點有關的校正處理(追蹤拖線、銳化縮小、柔焦等),都可在星點偵測的階段充分利用「星檢出除外領域設定」
的功能,只選擇影像中你要校正的區域來檢知星點,只有檢出的星點才會被校正,這是一個非常便利且實用的功能。
在此例中我們只要修正左上角的星點(拖線修正、銳化),所以在偵測星點時先設定排除領域。


校正前(左)與校正後(右)。



10.平場校正 (フラット補正)

此功能主要用來校正平場,校正明度上的漸暈,Pro版的平場校正/製作Shading 影像 (シェーディング画像) 已經不需要先移除星點了,相當方便,運算起來也相當快速。

我們載入一張未經平場處理的原始圖,執行平場校正功能(フラット補正),把shading畫像生成視窗中左邊的編輯方格中屬於天體的部分用黑筆塗掉(按滑鼠右鍵可取消塗抹,勾選「輝度強調表示」可以看得較清楚這些突出的明度變化),右邊則會即時顯示製作出來的平場檔縮圖。調整好模糊程度(或維持預設值,即黑色小倒三角指示之處),可按下フラット補正實行直接做平場校正,或選擇僅先製作shading影像(將會出現在「作業畫像」視窗 。如果你有拍平場檔案,也可以直接將平場檔拉到「作業畫像」視窗),然後執行平場校正。





我發現應用在Solar H-alpha上也很實用。
可調整平場/shading檔的模糊 (ぼかし)強度來調整平場效果。

校正鏡頭周邊減光/Solar H-alpha請使用「除算」,校正不均勻光暈則使用「減算」。




用在星景銀河上時,把銀河與地景的部分都以筆刷遮罩塗掉以製造平場/背景檔。


對於這類偏向的光害光暈,校正時選擇除算或減算效果會稍微不同,請試試選擇自己喜愛的。

*依照光害的形態不同,星景的校正用此平場校正或稍後的カブリ補正,平場檔/背景製作方式效果會不同,請自行嘗試適合的,有時需搭配使用,譬如先校色漸層然後再校光暈。


11.不均勻光暈與色偏漸層校正 (カブリ補正)

此功能特別適合做不均勻光害/漸層色偏的背景檔並予以減去。是以減法做校正。
(可全自動測量或手動指定偵測點)

十字為參考點,可自行增減,盡量不要讓偵測點落在星雲上,在十字上按滑鼠右鍵(雙指點touch pad)可刪除。カブリ影像會即時反應偵測點的變化,且非常的敏感,所以可以多多嘗試在不同的位置上增加或減少偵測點,找出最佳的校正效果。





12.彩色相機之CFA灰階影像解拜耳陣列轉成彩色影像 (ベイヤー展開) - deBayering


載入原始CFA灰階影像後,選擇解拜耳的影像要輸出至哪一個視窗,並且設定你的相機CFA影像所使用的拜耳陣列。

按下OK即可將原始 CFA(color filter array)影像轉成彩色影像。
(註:在批次校正功能中同樣可以進行解拜耳)



13.バッチキャリブレーション (批次影像校正) Batch calibration 

FlatAidePro的批次校正特殊的地方在於除了一般的影像校正以外又可同時校正不均勻的光暈(光害或月光等來自特定方向的光源)。如果你有多張影像需要疊圖與校正平場、光害,那麼建議在疊圖之前先進行批次校正,若未校正就先疊圖,疊完後不均勻光暈在影像中的呈現會變得更為複雜,雖然這時只需要校正疊好的影像但校正困難度可能更高。

批次校正的檔案欄位從上至下分別為 bias(相機偏壓offset檔),  dark(長曝熱訊號檔),  flat(平場檔),  shading(不均勻光暈/光害背景檔), Light(欲校正之影像檔)
shading 校正用的光害背景檔也可以用拍的,也就是用同樣設備曝光條件在同樣方向但找時間拍視野中不含任何天體的一個檔(俗稱void file),或者挑light 檔中一個檔案來製作 shading file。


對經常在光害環境中拍攝的朋友來說,這個功能會非常實用。
這裡使用一個複雜的拍攝場合的例子(見上圖)。

Pentax K5(full spectrum), FA43@2.8, IR-cut & CLS filter, astrotracer 60s

有低仰角來自城市的偏向光害光暈,有特殊指向的光束光害,以及大入射角的光線進入IR-cut, 與 CLS濾鏡的鍍膜造成周圍的漸層色偏,時間順序較早的可能還有來自未完全西沈的月光等。


在載入使用者提供用來製作shading檔的光害檔時,軟體會先將它以平場檔校正過。
在最後的校正過程中,flat 與 shading都會用在校正影像檔,所以兩者缺一不可。
這裡以light 檔之中的IMG9675.tif 來製作shading file,同時校正平場以及光害,(不校正熱訊號與偏壓),效果很不錯。


在選擇的檔案上按右鍵可進行刪除或平均等動作。(V1.1.07 增加作Master檔功能)


製作好shading畫像,並設定好校正後要儲存的目的地(出力先)便可開始執行「補正實行」。(如果曝光時第一張與最後一張的時間跨距長,可分成幾批製作shading檔與校正,因為光害相對於視野的角度與程度可能會有變化。)


(上排=校正前影像,下排=校正後影像)




V1.1.06 可在批次校正中同時解拜耳。另可選擇在儲存校正後檔案時是否允許覆蓋檔案,或讓軟體自行添加辨識名。

勾選「上書きを許可 」即允許儲存時覆蓋已有檔案- Allow overwrite



14.移除星點以及製作純星點影像(星點分離)

必須先移除星點(製作僅留下天體的無星點 starless 圖)然後才能製作純星點影像。
FlatAidePro偵測與移除星點的過程與FlatAide類似。
先執行星像檢出(星點偵測)


執行消去星點

當移除星點後可以用修復筆刷來修復一些較明顯的移除痕跡。(或以鉛筆標記要消除處-會呈粉紅色,然後再次執行去星點)


星のみ画像生成
製作純星點影像


14-1.星マスク画像生成 (製作星點遮罩)stars mask

亦可以製作星點遮罩,星點遮罩也是一個很重要的工具,它可以讓你在photoshop這類可使用遮罩的影像編輯軟體中去作複雜的圖層混合,調整影像的細節,分別調整天體/背景與星點而不會互相影響到。




此例將星點移除製作出星雲圖檔與星點遮罩,分別處理後再於 Photoshop中以圖層混合

在去星點的微調部份,可以粉紅筆刷圈選加強部份再次執行這部份的去星點,或者用自動修飾筆刷(鉛筆旁有顆星的符號)直接手動修飾。




此例經過FAP的平場背景校正製作星點遮罩,然後於photoshop中調整曲線對比飽和度等但維持星點於低輝度。



15.比較明Stack

(請注意此疊合功能使用的記憶體相當大,若記憶體不足會無法完成工作。如果你是以Bootcamp裝雙系統,欲使用此功能建議請直接以Windows碟開機會比在虛擬機器下的windows中使用速度快上很多且8G的記憶體才足夠使用。)
就是比較之下取較亮者的疊合法,即是類似Photoshop的「變亮」混合、Registar的「MAX」疊合法。
比較明疊合除了用在星軌上,也可運用於流星、螢火蟲、車軌、煙火等疊合。



奇偶法比較明合成

奇偶法比較明合成是一種分別將排序上的奇數張偶數張分開疊合再混合的一種星軌疊合方式,在單張與單張間接縫位置對比比較和緩,連接看起來較滑順。


奇偶法比較明


另可作變化起始點至終了點的亮度的疊合法(先拉動軌跡輝度線來設定,然後按下實行才開始疊圖),如下圖所示。

(初期化=reset)




16.裁切
圈好範圍後按滑鼠右鍵執行「切り抜き実行 」。請注意,裁切 、 翻轉等功能皆會同時作用在原畫像、作業畫像以及最終畫像。



17.レベル (Level)調整

自動白平衡 -
框住影像中你覺得應該是黑色/中性灰的宇宙背景的任意之處(呈現出綠色框),然後按下「自動レベル即可




18.SAO Color Mapping 色彩映射

你可以利用色彩映射的功能將SAO色版的影像轉換成AOO(HOO)的風格或其他色彩。

ナローバンド (Narrow Band) SAO ->AOO 変換
此功能只是自動把在前述的color mapping 中將AOOプレート(plate)設為100%(AOO 影像亦可以色版混合器將 Ha, OIII, OIII 檔案分別對應到 R,G,B 直接得到)。


19.星景柔焦鏡效果(ソフトフィルター効果)

使用的方式為,首先偵測星點,但把不想要柔焦的部分譬如前景以筆刷塗掉,接著執行柔焦鏡功能,調整柔焦的程度(大小)。調整輝星(亮星)優先的程度可增強/減弱亮星擴散的強度。

柔焦處理前與處理後的效果(同時經過光暈光害校正)。

(註:可考慮在拍攝時在鏡頭前加上星景適用的柔焦鏡,可不需再後製便可得到亮星擴大而凸顯星座的效果。)



星檢出除外領域

在偵測星點的時候可以直接先設定除外的部分,以筆刷塗抹來設定。偵測星點時便不會偵測這部分,可以運用在使用柔焦功能之前。先排除再偵測會比偵測完再排除速度要快上許多。



20.編集:元画像、作業画像、最終画像視窗間的拷貝與簡單運算


選擇要將當前視窗的影像拷貝至哪個視窗


當影像校正處理後輸出至最終畫像視窗,若還要繼續將此影像做其他的校正需移至原畫像或當作作業畫像時,便可使用編輯中的拷貝功能,如果只是要簡單將檔案拷貝至目標視窗,只須選擇「通常」,當前視窗影像將會取代目標視窗的影像。也可選擇其他運算功能,或blending的比率,而比較明與比較暗相當於photoshop中的變亮與變暗混合模式。另外,比較特殊的兩個分別是:

コピー先から減算
新的目標視窗影像(New Destination Image) = 目標視窗影像(Destination Image )- 當前視窗影像 (Current Image)

コピー元から減算
新的目標視窗影像 (New Destination Image) = 當前視窗影像 (Current Image) - 目標視窗影像(Destination Image)

20-1. 編輯:Undo (回復)
在MacOs 平行桌面融合模式中可選擇最上方狀態列的[編輯]執行Undo





21.等倍星象チャット画象作成


填入每邊的取樣數(分割數),此例填入3 即是中央與周邊共取樣 3x3 做成9格,另設定每格取樣大小バネル panel size ,此例為256,境界幅是格線寬;最後可加上文字敘述。



22.檔案格式問題
目前軟體支援FITS與Tiff兩種格式檔案


TIF

FlatAidePro 讀取的 Tiff檔的 byte order 位元組順序須為 IBM PC (Intel 格式)。
若您使用的是Mac,有時會有檔案格式不符問題,譬如使用Aperture 匯出的tiff檔是Macintosh 格式,當FlatAidePro 開啟這類檔案時會出現以下錯誤訊息。



請使用Photoshop 或其他影像編輯軟體另存新的Tiff檔並將位元組順序改為 「IBM 個人電腦」。



FITS


當載入FITS檔時出現錯誤訊息「索引在陣列的界限之外」。
經過Registar 註冊或combine過儲存的FITS檔,若在FlatAidePro開啟時出現上面錯誤訊息無法載入,請重新以Registar另存新檔,color data儲存的格式請改為 “Plane” 即可以FlatAidePro開啟了。



23. 從FAP執行Starnet++去星點

首先從下拉選單中執行Starnet++去星點,會出現設定視窗,使用者需設定你的Starnet檔案夾所在路徑。
在最新版的FAP V1.2.03.1 中可以指定在執行後一併生成純星點影像儲存到你的檔案夾中。
(在FAP穩定版本V 1.1.12.1 尚未有從starnet去星點影像直接生成星點影像的選項,不過FAP本身就有去星點與製作純星點影像的功能。此外,利用去星點影像你也可以自己使用影像運算軟體去生成這個星點檔案。)




註:若要在mac執行 Starnet++ 須注意只支援 macOs 10.12以降的版本。因為 Starnet++使用的 Tensorflow 函式庫目前只能在 macOs 10.12 Sierra(含)以後的系統正常執行。


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