Watec/Mintron Deep-Sky-Manual



Da es immer wieder Anfragen gibt wie man mit der Watec/Mintron im Deep-Sky gute Resultate erzielen kann, habe ich versucht anhand einiger Screenshots mein eigenes Vorgehen zu dokumentieren. Es gibt sicher noch zahlreiche Verbesserungsmöglichkeiten. Längst nicht alle Softwareoptionen sind durchgespielt. Wer alternative Vorgehensweisen kennt und weiß wie man bessere Resultate erzielen kann, wird um Tipps gebeten. email.gif


1. Aufnahme

Es gibt zahlreiche Hard- und Softwarelösungen um die Watec/Mintronbilder aufzunehmen. Darauf soll hier nicht eingegangen werden. Einige Infos kann man einem Artikel von Björn Hamann aus der Interstellarum entnehmen. Er ist hier verlinkt. Ein zusammen mit Martin Elsässer in SuW veröffentlichter Bericht gibt ebenfalls ein paar Hinweise. Er ist hier zu finden.


Bei der Aufnahmesoftware sollte darauf geachtet werden, dass Helligkeit und Kontrast möglichst hoch eingestellt werden. Allerdings darf das Hintergrundrauschen nicht mehr als einen zarten Grauschleier verursachen. Bei der Kamera stellt man den Parameter ´ Sense Up´ auf 128, ´ALC/ELC´ auf ALC und innerhalb von ´ALC´ den ´Shutter´ auf off sowie den ´Level´ auf Maximum. ´AGC´ stellt man am besten auf Manu und innerhalb von ´Manu´ den Schieberegler an den rechten Anschlag. Alle anderen Parameter sind irrelevant. Zum Scharfstellen am Stern kann man den Zoom nutzen. Auch bei der Objekt-Aufnahme sollte man den maximalen Zoom verwenden, sofern dies vom Format her möglich ist.



1.1. Dateien

Pro Objekt mache ich bei der Mintron etwa 1000 bis 2000 Objektaufnahmen. Dazu kommen noch etwa 500 Darks mit abgedeckten Teleskop. Die Watec erreicht pro Einzelbild die 4-fache Belichtungszeit der Mintron deshalb reichen bei ihr 1/4 der genannten Anzahl. Objektaufnahmen und Darks werden als BMPs in separaten Verzeichnissen abgespeichert.

Grundsätzlich gilt: Je mehr Aufnahmen desto besser, denn mit jedem zusätzlichen Bild verbessert sich bei der Mittelung das Signal zu Rauschverhältnis.



2. Mittelung

Für die Verarbeitung mit ´Giotto´ sollten die Bilder als ´BMPs´ durch numeriert im gleichen Verzeichnis stehen. Die Addition erfolgt im Giotto unter dem Menuepunkt ´Bearbeiten->Addiere Bilder automatisch´
Es öffnet sich ein Fenster mit mehreren Buttons und Ankreuzkästchen. Sämtliche Ankreuzkästchen sind zu markieren. Als nächstes ist der Button ´Rohbildquelle´ zu drücken. Bei dem sich öffnenden Fenster sind folgende Einstellungen vorzunehmen.

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 Die Mintron liefert ein Interlaced-Signal. Die Watec dagegen liefert Vollbilder wie eine Digicam


Dann den Button ´Übernehmen´ drücken.
Als nächstes den Button ´Vorbehandlung´ drücken. Im folgenden Fenster sind ´Vorverstärkung´ und ´Rauschfiltern´ anzukreuzen dann ist der Button ´Verst. Setup´ zu drücken und ´Logarithmisch´ anzukreuzen. Abschließend `Übernehmen´ drücken. (Zum wichtigen Thema Dunkelstrom gibt es unten weitere Ausführungen!)

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Durch den Button ´Rauschfilter´ öffnet sich ein neues Fenster bei den folgende Einstellungen vorzunehmen sind. Am Ende ´Gut´ anklicken und bei der Vorbehandlung der Rohbilder `Übernehmen´ drücken

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Mit dem Button ´Superresolution´ öffnet sich ein neues Fenster bei den folgende Einstellungen vorzunehmen sind. Am Ende ´Übernehmen´ drücken.

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Dann den Button ´Zentriermethode´ drücken und folgende Einstellungen vornehmen.

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Nun den Button ´Sortiereinstellung´ drücken. In dem sich öffnenden Fenster folgende Einstellungen vornehmen:

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Nach dem `Übernehmen´ den Button ´Ergebnissetup´ drücken, ´Mitteln´ ankreuzen und `Übernehmen´.

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Die Statuszeile müßte jetzt ´Fertig zum überlagern´ anzeigen.
Als nächstes den Button ´Weiter´ drücken.
Es öffnet sich ein Bildschirm auf dem der Button ´Auswahl´ zu drücken ist. Beim nächsten Fenster kann die erste Aufnahme der Objektbildserie selektiert werden.

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Nach dem ´Öffnen´ des ersten Bildes ist mit der Maus auf eine markante Stelle im Bild zu klicken. Der angezeigte rote Kasten markiert das spätere Suchmuster. Er kann vergrößert werden.
Am Schluss den Button ´Weiter´ drücken.

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Nun öffnet sich ein Fenster mit dem man das erste Bild der Serie auswählen kann. Mit dem click auf den Button ´Öffnen´ fängt Giotto an zu arbeiten.

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Je nach Rechner und Bildanzahl kann die Addition einige Minuten bis einige Stunden dauern.
Nach der Addition sollte das Ergebnis-Bild als erstes im *.fts Format gespeichert werden.

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3. Verarbeitung

Die Verarbeitung besteht im wesentlichen aus einer Gamma-Korrektur. Dies geschieht im Menuepunkt ´ Bearbeiten->Kontrast einstellen´ mit den folgenden Parametern:

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An den Schiebereglern für Toplevel und Untergrund muß man etwas herumspielen um optimale Resultate zu erzielen. Wichtig ist das beim Equalizing das Intervall auf ´Alles´ gestellt wird. Da bei Deep-Sky-Aufnahmen die Helligkeitswerte nur knapp über dem Rauschen liegen, lohnt es sich meistens die Prozedur ´Bearbeiten->Kontrast einstellen´ mehrfach zu wiederholen!

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Das fertige Bild kann in einem beliebigen Format gespeichert werden.



4. Giotto für Fortgeschrittene

4.1 Darkframe erstellen

Für erste Tests reicht es ohne Darframe zu arbeiten. Für qualitativ hochwertige Bilder muss immer ein Darkframe angelegt werden! Es wird aus Rohbildern gemittelt die mit einem abgedeckten Teleskop gewonnen wurden. Die Einstellungen sind einfach. Im Menuepunkt ´Bearbeiten->Addiere Bilder automatisch´ ist einfach der Button ´Unverbindliche Empfehlungen´ zu drücken. Auf dem sich öffnenden Fenster ist der Button ´Darkframe´ zu klicken.

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Dann den Button ´Rohbildquelle´ zu drücken. Bei dem sich öffnenden Fenster sind folgende Einstellungen vorzunehmen und der Button `Übernehmen´ zu drücken,

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Nach dem klicken des ´Weiter´ Buttons öffnet sich ein Fenster mit dem das erste Bild der darkfarme-Serie geladen wird. Danach fängt das Programm an zu arbeiten. Das fertige Dark ist unter dem Namen ´Dark.fts´ mit dem Menuepunkt ´Datei->Bild speichern´ zu sichern. Sämtliche Bilder sollten mit der Endung ´fts´ gespeichert werden! ! Nur beim FITS-Format bleibt die komplette Bildinformation erhalten!!



4.2. Darkframe einbinden

Bei der Addition der Objektbilder geschieht die Einbindung des Darkframes unter dem Button ´Vorbehandlung`. Dort ist zusätzlich zu den bislang vorgenommen Einstellungen bei ´Dunkelstrom´ ein Häkchen zu setzen und der Button ´Dunkelstrom´ zu klicken. Es öffnet sich ein Fenster, bei dem das zuvor erstellte Darkframe geladen werden muss. Alle anderen Verarbeitungsschritte sind wie bereits gelernt durchzuführen.
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5. Zusätzliche Tricks

5.1. Tiff mit 16-Bit schreiben

Das gemittelte Summenbild muss nicht unbedingt mit Giotto weiterverarbeitet werden. Alternativ kann man auch andere Grafikprogramme verwenden, sofern sie 16-Bit-Tiff verarbeiten können. Dies gilt z.B. für Photoshop und Picture Windows jedoch nicht für Paint-Shop-Pro.
Für optimale Ergebnisse muss bei Giotto im Menue Datei->Grafikformate unter ´Tiff´ unbedingt die 16-Bit-Option markiert sein!

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In Photoshop ist als erstes die Gradationskurve anzupassen:

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Wenn zudem Helligkeit und Kontrast optimiert wurden, sollte das 16-Bit-Bild in ein 8-Bit-Bild umgewandelt werden, damit das Resultat in einem web-fähigen Format wie GIF oder JPG gespeichert werden kann.

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5.2. Heiße Mintronkante in Photoshop bearbeiten

Die Mintron hat durch den Ausleseverstärker eine aufgehellte Kante. Die Watec kennt dieses Problem nicht. Um die helle Mintronkante zu beseitigen gibt es mehrere Möglichkeiten. Ein Verfahren ist unter http://www.astrode.de/minho2.htm beschrieben.
Eine einfache Möglichkeit bietet Photoshop. Man markiert den hellen Bereich und wählt die Funktion ´Weiche Auswahlkante´. Dann wird über Menue->Bild->Einstellen->Helligkeit/Kontrast die Helligkeit vorsichtig nach unten korrigiert. Der Vorgang ist ggf. mehrfach zu wiederholen, so dass die Übergänge fließend bleiben.

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5.3. Rauschen mit Neat-Image beseitigen

In der Video-Deep-Sky-Astronomie ist eine starke Bildverarbeitung unumgänglich. Dies führt oft zu einem starken Rauschen und grieseligen Hintergrund. Ein geniales Freeware-Programm mit dem sich dieses Problem bekämpfen läßt ist Neat-Image. Es kann als Demo unter http://www.neatimage.com/download.html
geladen werden. Auf der gleichen Page ist auch eine Dokumentation erhältlich. Die Demo-Version kann lediglich im *.JPG-Format speichern. Da die Mintron/Watec-Aufnahmen jedoch nicht sehr groß sind, können alternativ die Bilder auch per Screen-Shot verlustfrei exportiert werden.





FAQ für Mintron

Q: Welche Watec/Mintron-Kamera hast Du verwendet und wo bekommt man sie?
A: Die MTV-12V1-EX erhältlich bei: http://www.lechner-cctv.de/astro.htm

Q: Ich habe Probleme bei Aufnahme und Speicherung mit ´Giotto´, kannst Du mir helfen?
A: Leider nein. Bei der Aufnahme gibt es zahllose Hard-&Softwarevarianten. Deshalb wurde das Thema hier bewußt ausgeklammert. Zur Aufnahme verwende ich ´Giotto´ nicht und kann daher auch keine Auskunft geben. Hilfe gibt es u.a. auf den NAA-Mail-Listen ( http://www.naa.net/mailinglisten.htm ) bei http://www.quickastro.de/ oder unter: www.astronomie.de

Q: Wo erhält man ´Giotto´?
A: http://www.giotto-software.de

Q: Du schreibst: > ´ALC/ELC´ auf ALC und innerhalb von ´ALC´ den ´Shutter´ auf off
wie komm ich nach "innerhalb"?
A: sobald auf der rechten Seite das ´ALC´ blinkt, nocheinmal die mittlere Taste drücken.

Q: Du schreibst: > den ´Level´ auf Maximum. ´AGC´ stellt man am besten auf Manu und innerhalb von ´Manu´ den Schieberegler an den rechten Anschlag.
Ich hab keine Bedienungsanleitung, und die Kamera liegt in der Sternwarte - was bewirken diese Einstellungen?
A: Eine Anleitung gibt es im Internet unter: http://www.lechner-cctv.de/pdf/v-serie.pdf
Die Kamera versucht bei Unterbelichtung auf 2 verschiedenen Wegen die Empfindlichkeit zu steigern. Einmal über die Verlängerung der Belichtungszeit und einmal über die Vergrößerung der Verstärkung. Mit AGC auf Manu schaltet man die automatische ´Vergrößerung der Verstärkung´ ab, die Kamera benötigt ein paar Schritte weniger um die maximale Empfindlichkeit zu erreichen (So zumindest in der Theorie).

Q: Ich hab bis jetzt immer alles im bmp Format gespeichert. Hab ich da auch Verluste? Ich dachte, bmp arbeitet verlustfrei!
A: BMP hat nur 8 Bit pro Farb-Kanal. Da wir nur Schwarzweiß arbeiten, bleiben lediglich 256 Graustufen übrig. Wenn möglich immer FTS nehmen! (Bei den Rohbildern ist BMP ausreichend, da die Kamera nur 8 Bit liefert.)

Q: Darks mache ich, indem ich den Deckel aufs Objektiv lege, doch wie mache ich "Himmelsdarks"?
A: Ein Himmelsdark ist das ´Rauschen der Kamera´ + dem ´Rauschen des Himmelshintergrunds´. Insbesondere bei starker Lichtverschmutzung erreicht man durch ein Himmelsdark ein besseres Signal-zu-Rauschverhältnis.
Zur Herstellung wird per Fokusierknopf unscharf gestellt und eine leere Himmelsregion fotografiert. Am besten läßt man die Nachführung rückwärts laufen, damit vereinzelte Feldsterne keine größeren Störungen verursachen können. Wenn man dabei das gleiche Himmelsareal wie beim Objektbild überstreicht, wird die gleiche Lichtverschmutzung kumuliert.

Q: An meinem Refraktor / Fotoobjektiv bekomme ich mit der Watec/Mintron kein scharfes Bild. Visuell ist jedoch alles OK.
A: Die Watec/Mintron ist extrem Infrarotempfindlich, darum ist bei Linsenteleskopen immer ein IR-Sperrfilter zu verwenden um Lichthöfe zu vermeiden.

Q: Müßten sich nicht bessere Ergebnisse erzielen lassen, wenn man statt des Mischdark das reine Himmelsdark als Darkframe hinterlegt?
A: Theoretisch ja, doch leider liegt das Objektsignal oft so knapp über dem Himmelsdark das es zu Auslöschungen kommen kann. Darum ist es besser, wenn man zumindest ein ´leichtes´ Mischdark verwendet oder das Himmelsdark etwas herunterregelt.

Q: Du schreibst: >"Objektbild auch mitteln"
Müssen die Objektbilder nicht addiert werden?
A: Mitteln und addieren werden oft synonym verwendet. Tatsächlich ist der Wirkung gleich solange eine ausreichende Bittiefe vorhanden ist.
- Letztlich ist immer nur das Signal zu Rauschverhältnis entscheidend.
Addieren kann jedoch zu einem Puffer-Überlauf führen, darum ist Mitteln besser.

Q: Darf ich dann eine Verknüpfung von meiner Watec/Mintron Seite auf Deine HP legen, speziell auf diese Watec/Mintron Seite?
A: Ja, gern. - Ziel ist es, möglichst vielen Leuten zu helfen. Das kann jedoch nur funktionieren wenn sie die Page auch finden.

Q: Der Framegrabber ist mir zu teuer, die Addition der Bilder zu kompliziert und das Herrausrechnen des Gradienten zu läßtig. Gibt es eine Alternative?
A: Vielleicht ja. Mit der SAC8 wird mittlerweile eine gekühlte CCD angeboten, die über den USB-Port funktioniert. http://www.scopequipment.com/sac.htm Sie besitzt den etwas kleineren 1/3 Zoll-Watec/Mintronchip mit 640x480 Bildpunkten. Praktische Erfahrungen mit der Kamera habe ich bislang allerdings nicht.
Gute Ergebnisse liefert auch die neue WATEC-Kamera die ebenfalls bei Lechner angeboten wird. Sie hat alle Vorteile der Mintron ohne ihre Nachteile zu besitzen, hat also keine heiße Kante, liefert Non-interlaced Vollbilder und kann 4 mal so lange belichten.

Q: Bei der Aufnahme kann ich verschieden Grafikformate einstellen. Was soll ich nehmen?
A: Die Watec/Mintron liefert Pal. Einige Programme reduzieren das Bildfeld leider auf 640x480 Pixel. Man sollte stets nach einer Möglichkeit suchen die 768x578 Bildpunkte voll zu nutzen. Das ist immerhin 44,5% mehr Chipfläche. Größere Auflösung ist allerdings unsinnig denn mehr als 768x578 Pixel liefert die Watec/Mintron nicht. Am besten probierst man die verschiedenen Bildformate mal am Mond aus. Da kann man die Wirkung am besten testen.

Q: Es gibt seltsame Artefakte nach dem Darkframeabzug. Woran kann das liegen?
A: Wenn es mit dem Darkabzug nicht so sauber klappt es liegt meist an:
- einer Bewegung der Kamera und damit einer Veränderung der Luftströhmung. Darum Kamera bei Darks immer im Auszug lassen und Teleskop abdecken!
- unzureichenden Flats. Flats lassen sich einfach erstellen indem man sich ein sternfreies Gebiet sucht und die Kamera während der Aufnahme unscharf stellt. Bei der Addition der Flats müssen die Darks abgezogen werden! Durch Flats wird auch der Gradient durch deinen f/3,3-Reducer beseitigt
- Die Aufnahme wurde zu früh gestartet als die Kamera noch nicht warm war. Darum vor Beginn der Aufnahme die Watec erst mal 10 min warmlaufen lassen!.

Q:
A:

Konzept zum Watec/Mintron-Vortrag bei der Deep-Sky-Tagung 2003
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