Praxis und Technik der Videoastronomie

Einleitung

Die Beobachtung von astronomischen Objekten mit Video besteht immer aus drei Teilen:
 

	Aufbau der Geräte und Abbringen der Kamera ans Fernrohr
	Aufnahme des Astrovideos
	Auswertung des Astrovideos

Obwohl Videoastronomie ganz einfach aussieht - man braucht nur eine Videokamera, ein Fernrohr und einen multimediafähigen Computer - muß man die einzelnen Schritte praktisch im Griff haben, wenn man aus mäßigem Consumervideo Bilder höchster Qualität als Endresultat machen will. Die einzelnen Klippen sind:
 

	Bei Planeten hohe Vergrößerung, daher wird auch Seeing und Wackeln der Mechanik verstärkt Lösung: Weil man ganz viele Bilder aufnimmt, kann man sich zum Weiterverarbeiten die besseren raussuchen
	Oft wird mobil gearbeitet, es gibt also weit und breit keine Steckdose Lösung: Man arbeitet mit dem normalen Camcorderakku und nimmt auf Band auf, das man erst zuhause digitalisiert.
	Es ist schwierig, eine Kamera ans Fernrohr zu bekommen, insbesondere Camcorder mit Festobjektiv Lösung: Nicht besonders elegant, aber es geht: man hält die Kamera einfach hinter ein Okular. Besser aber ist, man bastelt sich eine Tragevorrichtung für die Kamera.
	Ein Video auf Band ist die eine Sache, es in den Rechner zu bekommen, die andere Lösung: Die moderne Multimediatechnik stellt reichlich preiswerte Lösungen mit Videoeingängen zur Verfügung.
	Die Bildqualität von Videos ist dürftig, Einzelbilder sind stark verrauscht und bei Analogvideo auch kontrastarm Lösung: Die Masse machts: Durch Überlagern von vielen Bildern (hunderte) nimmt das Rauschen so stark ab, daß auch sehr starke Bildverarbeitungsschritte durchgeführt werden dürfen. Bilder sind ja reichlichst da.

Diese Webseite stellt die einzelnen Schritte der Videoaufnahme und Auswertung im Detail vor.

Aufbau der Hardware

Wichtig: Brillenträger sollten beim Scharfstellen die Brille auflassen, damit das Okular tatsächlich ein paralleles Strahlenbündel liefert. Besondere Probleme haben hier Weitsichtige, da sie leicht über "Unendlich" hinaus fokussieren, während Kurzsichtige eher zu nah fokussieren, was die Kamera ausgleichen kann.

Wenn man die Kamera von Hand einfach hinter das Okular hält, dann wackelt je nach Gesamtvergrößerung das Bild aufgrund der natürlichen Körperbewegungen hin und her. Interessanterweise betrifft das weniger das Objekt (Planet, Sonnenfleck etc.), sondern mehr den Rand des Okulars, so daß es zu Vignettierungen kommt. Das Auswerteprogramm GIOTTO kann Vignettierte Bilder aber aussortieren, indem man beim Überlagern die Verzerrungsprüfung einschaltet (Ab Verhältnis 80/20).

Die eigentliche Vergrößerung ändert sich aber nicht, weder durch Wackeln in Querrichtung noch durch die Abstandsänderung. Das wirkt sich nur auf die Häuffigkeit der Vignettierungen aus.

Hinweis: Wesentlich besser ist es, eine einfach Halterung an das Fernrohr zu basteln und die Kamera mit einer Stativschraube fest und wackelfrei hinter das Okular zu montieren.
 

Den Vergrößerungsfaktor muß man dabei experimentell bestimmen, zum Beispiel durch Ausmessen eines Planetenscheibchens (man kennt ja den Durchmesser am Aufnahmetag ...) Hier ist insbesondere das Zoom der Kamera ein unbekannter Faktor. Je nach Bauart gibt es hier mehr oder weniger grobe Hinweise auf die Brennweite. Eine exakte Berechnung ist kaum möglich.

Hinweis: Einfachere Kameras bieten zwar einen enormen Zoombereich, aber die Korrektur dieser Zooms ist eher mittelmäßig. Das Okular sollte also den Hauptteil der Vergrößerung vornehmen.

Wichtig: Wenn man aus der freien Hand durch ein Okular aufnimmt, muß man ein Okular mit konstantem Bildwinkel währen, das sind insbesondere die einfacheren Okulare mit wenig Linsen wie z.B. Plössl. Okulare mit vielen Linsen wie die modernen Weitwinkeltypen haben aber aufgrund der Korrektion der anderen Bildfehler eine sich über den Einblick ändernde Vergrößerung, so daß sich die schwankenden Bilder nur unsauber überlagern lassen.
 

Diese Art von Kameras bekommt man recht einfach an Fernrohr: Für C-Mount und die XL-1 gibt es fertige Adapter auf ein Kamerabajonett, das wiederum mit einem T-Ring andockt, den man für die normale Astrofotografie bekommt. Das ist hinreichend fest und wackelfrei. Kameramodule zu montieren ist schwieriger, hier empfiehlt sich der Bau einer Steckhülse, in die das Modul gleich mit eingebaut wird. Praktisch ist hier, den Fokus so zu wählen, daß er mit der Fokusebene eines oft gebrauchten Okulars übereinstimmt.

Webcams kann man so auseinanderbauen, daß sie kein Objektiv mehr haben. Das läßt sich wie bei den Kameramodulen herausschrauben.

Bis auf die Ausnahme des XL-1 haben die objektivlosen Kameras auch keinen Sucher oder Monitor, wo man das Bild betrachten könnte. Wenn man so eine Kamera benutzt, dann muß man für einen exterenen Monitor sorgen. Das kann beim Arbeiten auf dem freien Feld schon probleme machen. Bei Webcams kann hier das Display eines Laptop helfen.

Hinweis: Eine sehr simple Lösung ist, eine leere Filmdose für Kleinbild als Hülse zu zweckentfremden. Sie passt ungefähr in einen 1,25 Zoll-Auszug, hat allerdings wegen ihrer konischen Form keinen definierten Anschlag, was die Fokussierung etwas mühsam macht. Aber es ist eine unschlagbar billige Lösung.
 

Interessanterweise funktioniert Videoastronomie auch an von Hand in beiden Achsen nachgeführten Dobsons. Empfehlenswert ist hier der Gebrauch eines Weitwinkelokulars, damit ein objekt einige Zeit im Blickfeld bleibt. das Okular muß allerdings sehr gut auch auf die Quervergrößerung korrigiert sein, da sonst das Objekt beim Vorrüberziehen die Größe ändert.

Hinweis: Empfehlenswert ist, zumindest nach Augenmaß einigermaßen gut auf den Pol auszurichten und diese Ausrichtung mit der Scheinermethode noch zu verbessern. Absolute Perfektion ist aber nicht notwendig.
 

	Canon XL-1 am EF-Adapter und Fotoausrüstung für Canon EF Kameras, Spiegelkasten
	Kameramodul im selbstgebauten Gehäuse / Industriekamera, Aufnahme mit Videowalkman oder freigeschaltetem D8-Camcorder
	Webcams am Laptop
	Camcorder mit Festobjektiv mit Traggestell am Fernrohr montiert
	Camcorder mit Festobjektiv freihändig hinter ein verzerrungsarmes Weitwinkelokular gehalten (nur was für ruhige Hände)
	Camcorder freihändig an ein sehr großes Weitwinkelokular an einem Dobson gehalten (erfordert Training)

Ortsfest, also wenn es Netzstrom gibt und der Transport von großen Geräten kein Problem macht, kann man auch mit diesen Gerätenkombinationen arbeiten:
 

	Kameramodul / Industriekamera direkt an einem Framegrabber in einem PC mit großer Festplatte (Direktdigitalisierung)
	Webcam am Normal-PC (extrem preiswert)
	Aufnahme auf normalem Videorecorder / Kontrolle auf Fernseher. (zum Ausprobieren)
	Wiedergabe auf dem Fernseher, vom Bildschirm abzeichen

Aufnahme von Astrovideos

Vorteil der Bandaufzeichnung ist die Mobilität (bei akku- bzw. batteriegetrieben Geräten), die Länge der aufzeichnung, da Bänder eine extrem hohe Datenkapazität haben und die Lückenlosigkeit der Aufzeichnung, denn alle Bandsysteme sind schnell genug, alle einkommenden Bilder auch festzuhalten. Ein besonderer Vorteil ist die Archivierung und die zeitliche Trennung von Aufnahme und Auswertung.

Nachteil der Bandaufzeichnung ist der Informationsverlust durch die Beschneidung des Signals, die aber prinzipbedingt notwendig ist und das durch die Bandaufzeichnung zugeführte Rauschen. Bei Farbaufnahmen kommt noch eine Farbverfälschung hinzu. Diese Verluste werden mit der Reihe VHS, S-VHS (Hi8), Digital (D8 bzw. DV) geringer und sind bei digitalen Formaten schon sehr klein.
 

Webcams sind insofern mit der Direktdigitalisierung vergleichbar, als daß sie auch ihren Bilderstrom direkt an einen Computer liefern. Nur sie haben sehr geringe Auflösung (Preisgründe) und liefern ihre Bilder häufig in einem verlustbehafteten gepackten Format (M-JPEG, JPEG, MPEG1 etc), so daß der Qualitätsvorteil der Direktdigitalisierung verloren geht. Hier ist der Vorteil der unschlagbar geringe Preis von Webcams, die wenn an einem Laptop betrieben sogar mobil eingesetzt werden können.
 

Kritisch werden die Aufnahmezeiten bei der Direktdigitalisierung: Hier kommt es entweder auf die Festplattenkapatzität an, wenn man bereit ist, nur alle paar Bilder eins aufzuzeichnen oder die Speichergröße des Computers, wenn man jedes Bild nutzen will. Ein Bild in Frabe und normaler PAL-Auflösung hat etwa 1,4 MByte Größe. 1000 Bilder wären da schon 1,4 GByte.

Wichtig: Videosequenzen liefern zwar in kurzer Zeit eine Menge Bilder, aber etliche Sekunden dauerts trotzdem, bis richtig große Mengen an Bildern zustande gekommen sind, die man für die Auswertung der Bilder braucht. Also sollte man sich doch für mehr als einen Augenblick mit der sinnlosen Hinundher-Zoomerei und Rumschalterei an der Kamera zurückhalten und nur ganz ruhig eben eine ganze Minute oder sogar zwei draufhalten und die Kamera einfach nur laufen lassen. Videos mit ständig wechselnder Farbtemperatur, Vergrößerung, schärfe und Belichtung sind nicht auswertbar, weil es einfach an genügend vergleichbaren Bilder fehlt.
 

Auswertung von Astrovideos

	GIF	256 Farben oder Graustufen, komprimiert, Farbe verlustbehaftet, Schwarzweiß verlustfrei	Wichtiges Grafikformat für das Internet, aber für astronomische Zwecke nur zum Abspeichern des Endresultats geeignet. Die Beschränkung auf 256 Farben oder Graustufen mach GIF als Rohdatenformat ungeeignet.
	JPEG	8 Bit pro Farbe, mehr oder weniger komprimiert, entsprechend verlustbehaftet	Wichtigstes Grafikformat für das Internet überhaupt. Wegen der Kompressionsartefakte aber als Rohbildformat weniger geeignet, dagegen ideal, um Endresultate zu veröffentlichen.
	BMP	8 Bit pro Frabe, nicht komprimiert, verlustfrei	Simples Grafikformat, das sich dann ideal als Rohbildformat eignet, wenn 8 Bit pro Farbe ausreichen, wie bei der Videoastronomie. Wegen der fehlenden Kompression braucht BMP viel Speicherplatz. Deshalb ist BMP für Archivierungs- und Internetzwecke ungeeignet.
	TIFF	8 Bit pro Farbe, selten 16, komprimiert oder unkomprimiert, verlustfrei	Recht kompliziertes Grafikformat, im Publishingbereich sehr verbreitet, verursacht ab und zu Inkompatibilitäten, deshalb und wegen des hohen Speicherplatzbedarfs für Astrozwecke wenig geeignet.
	PCX	8 Bit pro Farbe, unkomprimiert	Format für ein Grafikprogramm von Z-Soft, an sich bedeutungslos. Das Auswerteprogramm JUPOS zur Jupiterbeobachtung kann nur PCX lesen, daher eine ganz spezielle Bedeutung. Ansonsten wie BMP.
	FITS	extrem flexibles Bildformat, enthält auch Dokumentation, verlustfrei, keine Dynamikgrenze	Flexibelstes Format überhaupt, setzt der Dynamik und der Organisation des Bildes keine Grenzen, speziell entworfen für Astronomiezwecke. Sollte allgemein bevorzugt werden. Allerdings ist FITS sehr speicherintensiv, da i.d.R. nicht komprimiert. Hinweis: Ideal für Archivierung des Endresultats
	AVI	Formatrahmen für Videos, enthält Bildserien mit unterschiedlicher Kompression, mehr oder weniger verlustbehaftet	AVI meint eigentlich nur einen Rahmen für Serien aus komprimierten Bilderserien, die zusammen ein Video ergeben (zusammen mit dem Ton, für uns irrelevant) zur kompression werden sehr viele verschiedene Formate eingesetzt, für die das Betriebssystem des Computers einen Codec (Decodierer) zur Verfügung stellen muß. AVI ist bedeutend, da viele Multimediageräte wie Webcams, Framegrabber, FireWire-Karten und Digitizer Videos zunächst als AVI ablegen. Hinweis: Eignet sich sehr als Rohbildformat bei sehr großen Bildanzahlen
	Sonderformate	Diverse verlustfreie Formate von verschiedenen CCD-Kameraherstellern	Die diversen Sonderformate werden von den diversen CCD-Kameraherstellern frei nach Lust und Laune definiert. Alle sind im Rahmen der jeweiligen CCD-Kamera verlustfrei und enthalten mehr oder weniger Dokumentation, sie sind aber nicht flexibel wie z.B. FITS. Sie sollten nicht benutzt werden. FITS ist besser, zudem unterstützt GIOTTO keines dieser Spezialformate.

Neben dem bei der Abspeicherung von Einzelbildern benutzen Bildformat ist auch das Aufnahmeverfahren wichtig. Es gibt tatsächlich sichtbare Unterschiede, auch im Endergebnis zwischen analogen und digitalen Astrovideos.
 

Jupiter vom 3. 12. 2000, Analoge Aufnahme in 768 x 576 Pixeln Die nicht ganz ausreichende Dynamik des Digitizers zeigt sich in Form von Stufen am Rand (Zwiebeleffekt). Dafür ist der Planet unverzerrt.	Jupiter vom 3. 12. 2000, Digitale Aufnahme direkt im DV-Format Die Dynamik des Kamera AD-Wandlers  ist ausreichend, aber mit 720 x 576 Pixeln ist das Bild mit 16:15 verzerrt. Es muß noch nachträglich entzerrt werden.

Analoge Videosignale liegen als Spannungsschwingung vor, die sich zwischen +0,3 Volt (schwarz) und 1,0 Volt (weiß) bewegen. In diese Spannungskurve sind noch die Synchronsignale gemischt, die negative Spannungen aufweisen. Beim einfachen FBAS-Signal sind dabei Farb- und Helligkeitssignal mit einander vermischt und werden auf demselben Draht übertragen, beim S-Video-Signal werden Farb- und Helligkeitsinformation getrennt übertragen, was die Bildschärfe deutlich verbessert. Die Bildschärfe wird dabei von den höchsten Frequenzen bestimmt, die noch mitübertragen werden. Analoge Videosignale werden erst im Computer abgetastet und damit in ein digitales Bild verwandelt, daß dann abgespeichert wird. Dazu wird die Pixelposition aus den Synchronsignalen ermittelt und in sehr kurzen Abständen die Momentane Spannung des Signals gemessen, wobei dann der Spannung ein Helligkeitswert zugeordnet wird.

Digitale Videoströme bestehen schon aus digitalisierten Bildern. Hier erfolgt die Digitalisierung gleich bei der Aufnahme in der Kamera. Weil ein ungepacktes Farbbild im PAL-Standard (Bei NTSC ists ähnlich) 1,4 MB umfasst, ist der Datenstrom gepackt. Üblich ist hier eine JPEG-ähnliche Kompression von 5,5, so daß sich ein Datenstrom von 3,6 MByte/sec ergibt, den auch Standard-Computer ohne weiteres bewältigen können. Bei der Aufnahme von digitalem Video mit dem Computer handelt es sich im Grunde nur noch um das Überspielen von Daten. Hinweis: Die Qualität der Digitizer der DV-Kameras ist vergleichsweise hoch.

Wichtig ist, daß man versucht, den von den jeweiligen Standards gesetzten Dynamikumfang voll auszunutzen. Das Objekt sollte also so hell wie möglich sein, aber auch nicht die Kamera überbelichten. Wenn bei Planetenaufnahmen der Planet dann zu klein erschein, muß man experimentell einen Kompromiß finden.
 

Jupiter mit 2/3 Helligkeit aus einem  Digital-Video gegrabbt. Es zeigen sich nur ganz schwach  Farbstufen am Rand, Farbe und  Rauscharmut sind dagegen optimal.	Jupiter mit nur 1/6 der verfügbaren Helligkeit aus einem DV-Video gegrabbt. Es zeigen sich sehr deutlich Farbstufen  durch die mangelhafte Dynamik, aber das  Rauschen ist erträglich.
Jupiter mit 2/3 Helligkeit aus einem  analogen Hi8 Video gegrabbt. Es zeigen sich keine Farbstufen am  Rand, allerdings ist das Bild rotstichig  und etwas verrauscht.	Jupiter mit 1/6 Helligkeit aus einem  analogen Hi8 Video gegrabbt. Es zeigen sich keine Farbstufen am  Rand, allerdings ist das Bild praktisch nur rot und stark verrauscht.

Ein einzelnes Videobild ist praktisch nicht sinnvoll weiter verarbeitbar, da alle Bildverarbeitungsalgorithmen empfindlich vor allem auf das Rauschen reagieren. Die Lösung ist das Überlagern von vielen Einzelbildern, wobei man jedes Halbbild für sich betrachtet und alle Bilder auf eine Koordinate rezentriert, so daß keine Bewegungsunschärfe entstehen kann. 

Hinweis: Angenehmer Nebeneffekt der Rezentrierung ist, daß die Polausrichtung und die Nachführgenauigkeit nicht hoch sein müssen und daß auch eher unterdimensionierte Fernrohrmechanik benutzt werden kann. 
 

Einzelnes Rohbild des Saturn. Das Bild  ist völlig unverwackelt, die Kamera sorgfältig scharfgestellt. Das Bild ist stark verrauscht und hat deutlich Untergrund. Dennoch ist es eins der besten Einzel- bilder, die mit Video möglich sind.	Einzelnes Rohbild des Saturn mit leichter Verwackelung durch Wind. Deutlich ist die Verschiebung der beiden Halbbilder erkennbar. Dennoch ist jedes der beiden Halbbilder für sich noch auswertbar.	Rohbild des Saturn bei sehr starker Verwackelung  durch eine Windböe. Hier ist auch jedes der beiden Halbbilder bewegungsunscharf, so daß solche Bilder aussortiert werden müssen

Überlagert man viele Bilder, so reduziert sich das Rauschen mit der Wurzel aus der Anzahl der aufaddierten Bilder. Ein Beispiel: Mittelt man 100 Bilder, so wird der Signal-Rauschabstand um den Faktor 10 (gleich Wurzel aus 100) besser. Bei gut durchbelichteten Videoaufnahmen, also solchen, die den Dynamikbereich der Kamera zum guten Teil auch ausnutzen, reichen 256 Videobilder zum Mitteln aus, um ein sehr rauscharmes Bild zur Weiterverarbeitung zu bekommen.

Wichtig ist hier, die nicht brauchbaren Bilder auszusortieren, sei es durch Ansehen von Hand, sei es durch automatische Bewertungsalgorithmen, wie sie GIOTTO anbietet. Unbrauchbar sind folgende Bilder:
 

	Unscharfe Bilder, sei es durch Bewegung oder Luftunruhe
	Bilder mit besonders hohem Rauschanteil
	Bilder, die zwar scharf erscheinen, aber durch Luftunruhe verzerrt sind
	Vignettierte (angeschnittene) Bilder und Bilder wo das Objekt am Rand abgeschnitten wird
	Bilder mit Datums- und Zeiteinblendung, besonders, wenn das Objekt davon abgedeckt wird

GIOTTO läßt zur Bewertung zwei Parameter zu: Die Schärfe eines Bildes, die zusammen mit dem Rauschanteil geprüft wird und die Verzerrung des Bildes, die auch eine Vignettierung prüft. Man kann den Einfluß auf das Endresultat prozentual gewichten, z.B. 80% Schärfe 20% Verzerrung/Vignettierung.
 

Als Resultat einer Rezentrierung und Überlagerung von allen brauchbaren Bildern entsteht ein Summenbild, das den gkleichen Kontrastumfang, den gleichen Untergrund und die gleiche Einfärbung wie jedes der Rohbilder enthält, wo aber das Rauschen entsprechend der Anzahl der Rohbilder entfernt wurde. Durch die Verzerrung jedes einzelnen Rohbildes durch die Luftunruhe ist das Summenbild etwas unschärfer als jedes einzelne Rohbild. Diese gemittelte Bild eignet sich wegen seiner Rauscharmut zur Weiterverarbeitung auch mit sehr rauschempfindlichen Algorithmen.

Wichtig: Die Annahme, daß im Mittel die Luftunruhe nach allen Seiten hin gleichmäßig wirkt, gilt nur für normales Seeing. Wenn man schon bei der Aufnahme bemerkt, daß die Luftunruhe eine Vorzugsrichtung hat, so versagt diese Methode. Man sollte bei solchen Bedingungen keine Aufnahmen machen, weil so ein gerichtetes Seeing in der Regel auch sehr stark ist. 

Das Scharfrechnen von Bildern erfolgt mit einem Verfahren, das auf der inversen Faltung beruht. Dabei wird eine Form angenommen, mit der die Luftunruhe und die optischen Fehler des Teleskops eine zuvor punktförmige Lichtmenge auf die Nachbarpunkte (Pixel) verteilt. Nun wird jedem dieser Nachbarpixel eine bestimmte Menge Helligkeit entnommen und wieder im Ursprung vereinigt. Weil diese Verteilungsfunktion (im Fachjargon: PointSpreadFuction PSF) in Wirklichkeit unbekannt ist, muß sie per Annahme modelliert werden. dazu bieten die diversen Bildverarbeitungsprogramme umfangreiche Funktionen an, auch GIOTTO:

Mit den Einstellungen Gauss/Dreieck/Rechteck u.s.w. kann man nun eine Form dieser PSF annehmen, die dann kreisförmig zu Glocken, Zylindern oder Kegeln geformt werden. Mit dem Hochpaß alleine verschäft man ein Bild, aber auch noch das Restrauschen. Nimmt man jedoch den Bandpass, so werden die allerkleinsten Details, ohnehin nur Rauschen, wiederum weggefiltert. Mit dem Verstärkungsgrad kann die Wirkung des Filters gesteigert werden, allerdings dann drohen bei sehr ausgeprägten Kontrasten häßliche Überschwinger.

Die Charakteristik bestimmt dabei die Reaktion des Filters auf einen Helligkeitswechsel, die kritische Dämpfung ist die schwächste, das quadrat die stärkste Reaktion. Der Butterworthfilter ist gerade noch überschwingungsfrei, aber nur bei 100% Wirkung. 
 

Das Bild zeigt das Resultat einer inversen Filterung mit einem Bandpass, die Schärfe hat bis an das Auflösungslimit des Fernrohrs zugenommen, ohne daß das Rauschen übermäßig mit verstärkt wurde. Kontrast, Farbverteilung und Untergrund sind aber nach wie vor identisch mit dem Mittel der Rohbilder.

Man kann es mit der Filterung weit treiben - manchmal zu weit. Wichtig ist, daß man die genau passenden Parameter der filter für das eigene Gerät ausprobiert und dann beibehält. Anhand des Planeten Jupiters einige Beispiele:
 

Rohbild des Jupiters	Jupiter mit Bandpass gefiltert 100% Wirkung 25 Pixel Radius Die Maske ist zu groß, der Rand zeigt  Überschwinger, aber die Schärfe ist  nach wie vor nicht optimal.
Jupiter mit Bandpass gefiltert 200% Wirkung, 15 Pixel Radius Die Maske ist genau richtig, der Rand  zeigt keine Überschwinger, aber die  Schärfe ist nach wie vor nicht optimal.	Jupiter mit Bandpass gefiltert 300% Wirkung 15 Pixel Radius Die Maske ist optimal, der Rand zeigt  noch keine Überschwinge, die Schärfe  ist jetzt befriedigend.

Der fertig kontrastierte Saturn. Der untergrund ist zu 0, also auf reines Schwarz gesetzt, der hellste Pixel im Bild reicht an die obere Dynamikgrenze des Bildformates heran. Ansonsten wurden die Kontraste linear verstärkt. Die Farben wirken viel satter, was aber nur an der Kontrastverstärkung liegt. Der Tonwert jedes Pixels bleibt vollständig erhalten.

Neben dem reinen Ausdehnen des Kontrastumfangs kann auch die Übertragungskurve verzerrt werden, indem man den Zusammenhang zwischen Helligkeitsskala beim Ausgangsbild und der Skala beim fertigen Bild nichtlinear wählt. Darüber ist es auch möglich Pixel nicht zu berücksichtigen, die entweder nur weiß (Hot Pixel) oder nur schwarz (Dead Pixel) sind. Weiter kann man auch dafür sorgen, daß gewisse Anteile am Bild als nur hell oder nur dunkel dargestellt werden, wenn z.B. überbelichtete oder unterbelichtete Bildanteile vorhanden sind. Die Kontrastierungsfunktion stellt dabei in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen den helligkeitswerten des Ausgangsbildes und dem Zielbild dar.

Hinweis: Sehr hilfreich ist es, sich das Histogramm eines Bildes anzusehen, man sieht sofort, welche Helligkeitswerte wie häufig vorkommen. damit kann die Lage des Untergrundes und eventuelle Über- oder Unterbelichtungen schnell festgestellt werden. 
 

Jupiter mit einem Gamma von 0,8  kontrastiert. Dunkle Parteien werden heller. Insgesamt wirkt das Bild zu hell.	Jupiter mit einem Gamma von 1,0 kontrastiert. Alle Parteien bleiben gleich. Insgesamt wirkt das Bild immer noch zu hell.
Jupiter mit einem Gamma von 1,2  kontrastiert. Helle Parteien werden dunkler. Insgesamt wirkt das Bild ausgeglichen.	Jupiter mit einem Gamma von 1,5  kontrastiert. Helle Parteien werden viel dunkler. Insgesamt wirkt das Bild zu dunkel, dazu zeigt sich die Randverdunklung zu stark.

Es empfielt sich, den informationslosen Hintergrund rund um ein Objekt stark zu beschneiden und dann das Bild in ein mäßig komprimiertes JPEG zu verwandeln. Da die fertigen Bilder nicht mehr weiter verarbeitet werden müssen, gehen die Kompressionsartefakte unter.
 

Copyright und Disclaimer

Sie dürfen ohne Benachrichtigung des Autors frei kopiert und für nichtkomerzielle Zwecke, wie Aus- und Weiterbildung, Forschung und Lehre, privater Nutzung verwendet werden, nicht jedoch zum Geldverdienen. Die Texte der Homepage und des Videokurses dürfen in unveränderter Form in gedruckten Publikationen veröffentlicht werden, wobei eine sinnerhaltende Korrektur von stilistischen und orthografischen Fehlern erlaubt und erwünscht ist. Eine Übernahme in andere Homepages ist zwar kein Copyrightverstoß, wird aber nicht gerne gesehen, da sich die Texte und Bilder in einer permanenten Entwicklung befinden und der Autor gerne die Kontrolle über die Inhalte behalten möchte. Ebenso ist das Weiterverbreiten der Software von anderen als meiner Homepage nicht erwünscht. 

Alle in dieser Website genannten Markennamen und Warenzeichen sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer. 

Eine Garantie für die Funktionsfähigkeit der Verfahren, Arbeitstechniken und Algorithmen  kann nicht übernommen werden. Jegliche Haftung für Folgeschäden wird ausgeschlossen. Wegen des experimentellen Charakters der Videoastronomie und des GIOTTO-Projektes bin ich aber für Hinweise, Ergänzungen, Korrekturen und Kritik immer sehr dankbar, denn nur mit dem freundlichen Feedback kann so eine Arbeit zu einem Erfolg für alle (dank der Public Domain Idee) werden.

Für den Inhalt von anderen Webseiten auf die von hier aus gelinkt wird, sind alleine deren Inhaber verantwortlich.

Ich bin nicht der erste, der sich mit der Verwendung von gewöhnlicher Videotechnik in der Astronomie beschäftigt. Eine weitere, schon viel weiter entwickelte Technik wird zur Beobachtung von Meteoren eingesetzt.

Es gibt gleich drei weitere Einzelentwickler, die sich mit Videoastronomie beschäftigen:

Jürgen Liesmann, mit seinem unter JAVA laufenden Bildverarbeitungsprojekt Astro-BV,
Stefan Ziegenbalg , der eine LINUX-basierte Softwaresammlung (zur Not auch unter DOS) entwickelt und
Jens Dierks, der mit einfachem Framegrabbing experiemtiert.

Weiterhin gibt es auch Arbeiten von Sirko Molau, die ganz normale Jupiteraufnahmen zu einer Rotationssequenz weiterverarbeiten.

Die Video-X Page gibt über die aktuellsten Entwicklungen auf dem Videomarkt unabhängig Auskunft.
Die Zeitschrift "Video Aktiv Digital", herausgegeben von der Motorpresse, berichtet permanent über neues vom digitalen Videosektor.
Ebenso die Zeitschrift "Camcorder & Co", die von einer unabhängigen redaktion herausgegeben wird,
und die Zeitschrift "Videofilmen"