Dithern oder Darks

In der Astrofotografie hat man es oft mit hausgemachten Störungen zu tun, die erst bei der Langzeitbelichtung und der anschließenden Bildbearbeitung zu Tage kommen. So kommt es bei der Addition von Einzelbildern zu unschönen Punkten oder Strichen, welche von permanenten Fehlern des Chips stammen. Die Punkte sind bei Farbkameras meist blau oder rot, deshalb nennt man Sie Cold- bzw. Hotpixel.

Um diese Störpixel wieder weg zu bekommen, kann man Dunkelbilder machen, welche auf Grund fehlender Bildinformationen nur die Störpixel enthalten. Diese werden dann bei der Addition von den normalen Bildern (Lights) abgezogen und radieren so die störenden Pixelfehler wieder weg, allerdings werden alle Störpixel dabei durch schwarze Pixel ersetzt, was wiederum auffällig sein kann, wenn der Hot- oder Coldpixel nicht vor schwarzen Hintergrund, sondern vor einem Stern oder anderen Objekten liegt. Außerdem müssen die Dunkelbilder (Darks) für jede Belichtungszeit/ ASA/ Chiptemperatur/ Kamera Kombination erstellt werden und sollten möglichst genau so viel Gesamtbelichtungszeit ergeben wie die Lights. Ansonsten erhöht sich das Rauschen wieder, da die Darks ja auch rauschen. Das Rauschen des Kamerachips wird zwar durch die Addition der Bilder verringert, aber durch die Verwendung von Darks benötigt man weitere Lights, um das gleiche Verhältnis zwischen Rauschen und Bildinformation zu erreichen, da in den Darks ja keine Bildinformation, außer Störungen und Rauschen, vorhanden ist.

Dies kostet alles sehr viel Zeit und Gelegenheit und am Ende sucht man noch länger nach den Störquellen als ohne Darks. Deshalb habe ich mich schon vor Jahren für das Dithern entschieden. Dabei wird die Montierung nach jedem Bild ein paar Pixel bewegt und so wandert das Astronomische Objekt auf den Bildern umher und die cold-/hotpixel sind stets an anderen Stellen in Bezug zu den astronomischen Objekten. Die defekten Pixel wandern ja nicht, sondern sind immer an der gleichen Bildposition. Wenn nun die Bilder addiert werden, verschiebt und dreht das Stacking Programm die einzelnen Bilder so, dass die Sterne genau überlagert werden. Mit der Stacking Methode „Kappa-Sigma“ werden dabei alle Störpixel, die nur auf einem Bild zu sehen sind, automatisch retuschiert. Das gilt auch für Flugzeugspuren, Satelliten und Weltraumschrott. Lediglich die Bildanzahl bestimmt, wie gut es funktioniert. Um ein brauchbares Ergebnis zu erzielen, sollten es schon 5-10 Einzelbilder sein.

Master Bias einer EOS1000D aufgehellt

Master Bias einer EOS1000D aufgehellt

Master Dark bei 20Grad 800ASA EOS1000D

Master Dark bei 20Grad 800ASA EOS1000D

Nach einigen Testreihen konnte ich nun auch bestätigen, was ich schon vermutete: wer dithert, kann meistens auch auf Bias und Flats verzichten. Denn bei Bias werden Störpixel eingefangen, die von dem Verstärker der Kamera kommen und diese wandern auch nicht umher, sondern sind stets an gleicher Stelle. Natürlich werden diese Störungen des Verstärkers durch das Dithern beim Addieren verrechnet. Extremes Verstärker-Glühen in einer Ecke des Bildes, wie es bei DSRL-Kameras vorkommt, könnte allerdings die Verrechnungsmethode von „Kappa-Sigma“ bei der Addition überfordern. Das Problem hatte ich allerdings bis heute noch nie. Sollten Sie also eine deutliche Aufhellung in einer Ecke des fertig addierten Bildes bemerken, so kann hier sicher die Verwendung von Bias helfen. Bei allen kleineren Bildfehlern wird das Dithern sicher das Erstellen von Bias ersetzen.

Ähnlich verhält es sich auch mit den Flats. Ein Flat beinhaltet ja nur statische Bildfehler wie Staub oder Abschattungen, welche sich im Verhältnis zum Bildrand nicht bewegen. Diese wurden bei meinen Bildern zu 100% verrechnet und ich verzichte deshalb nun auch auf das aufwendige Erzeugen von Flats. Allerdings möchte ich nicht ausschließen, dass es bei anderen Ausrüstungen oder starken Verschmutzungen nahe der Chipebene durchaus nötig sein kann, ein Masterflat zu erstellen und von jedem Light zu dividieren. Darüber hinaus sollte man auch wissen, dass ein Masterflat dabei helfen kann, sehr schwache Strukturen deutlicher hervor zu heben, da durch die Division des Masterflats die Helligkeit der Lights genauer kalibriert wird. Dies kann insbesondere bei kurz belichteten Bildern oder hoher Luftfeuchtigkeit helfen, noch ein paar Details aus den Bildern zu locken.

Flats sind auch dann empfehlenswert, wenn Aufhellungen im Bildfeld auftreten (z.B. durch Fokalreduzierer / Flattener oder ähnliches). Sie sind jedoch deutlich schwerer zu erstellen, als ein Dark. Hier muss also jeder abwägen, ob er sie einsetzt, oder lieber verzichtet.

Fazit:

Wer mit der Bildverschiebungsmethode Dithern arbeitet, kann meistens auf Darks, Bias und Flats verzichten. Nur bei extremen Abschottungen, Verschmutzungen in Chipebene oder Verstärkerglühen sollte man Flats und Bias verwenden, um das Beste aus seinen Bildern heraus zu holen.

Ich hoffe, hiermit etwas Licht in diese Thematik zu bringen und dem einen oder anderen zu noch besseren Astrofotos zu verhelfen.

Euer

Astrobebo