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martes, 21 de noviembre de 2017

Limpieza de fondo de cielo no ortodoxa

Aunque ya he comentado en alguna ocasión mi método para limpiar el fondo de cielo vuelvo con un ejemplo muy notable. Y es que ayer noche estaba sacando la curva de una Delta Scuti y todos los elementos se aliaron para fastidiarme las tomas.

A la suciedad que se posa sobre el vídrio de la ccd se unen esos incómodos píxeles calientes que aparecen simpre en el lugar más inoportuno. En esta noche junto a la variable a medir o junto a alguna de las esttrellas de comparación.

Para resolver estos problemas están los darks y los flats y el método estandar de limpiar el fondo de cielo de artefactos que afectan a las mediciones sobre las imágenes.

De hecho quiero que veáis la curva que salía de las imágenes brutas.


Evidentemete la variable no caía en picado a la magnitud 27, lo que si pasaba es que un pixel caliente se colaba en los círculos de medición y arruinaba las mediciones.

Tras desestimar dichos puntos la cosa no mejora.


La estrella se mueve entre la magnitud 13 y la 14, nada de bajar a la 16.

Evidentemente era necesario limpiar las imágenes de artefactos. Así que podía haber tomado una serie de darks y otras serie de flats con la acumulación de tiempo añadido. El caso es que no tuve tiempo de hacer esas tomas (de hecho pocas veces las hago). Para limpiar las imágenes hago uso de la deriva que presenta la montura (en este caso la star adventurer que va sobrecargada con el mak127). Tras un par de horas las estrellas han desfilado por el campo visual de la ccd pero hay algo que se ha mantenido en el mismo sitio todo este tiempo de tomar imágenes. Ese algo es la suciedad del vídrio de la ccd, elementos ópticos , etc.. por un lado y los píxeles calientes que han aparecido y que no se van desplazando por todo el array de la ccd, son píxeles fijos.

La idea es sencilla, si la suciedad, los píxeles y el viñeteo no varía en las tomas hagamos una mediana de varias imágenes y obtendremos una imagen que muestra la parte estática de nuestras tomas, ésto es, el fondo de la imagen con sus imperfecciones.

Como no queremos que forme ese fondo parte de nuestra imagen la operación lógica es restar ese fondo obtenido por la mediana a todas nuestras imágenes. De este modo se consigue un fondo homogéneo en las nuevas imágenes. La operación es lineal (una resta de valores) por lo que no afecta a las mediciones fotométricas.

Veamos los ejemplos reales. 

Aquí tenemos la imagen tal como fue capturada.


 Tiene sus "donuts", su píxeles calientes (líneas rojas señalando algunos) y su viñeteo. Ahora veamos la imagen corregida por este método.



 Tenemos evidéntemente un fondo mucho más homogéneo y para que se vea a pequeña escala las consecuencias de esta limpieza veamos unas gráficas de mediciones de fondo de cielo.

En la original vemos que una línea de corte ofrece el siguiente perfil.



Las irreguraridades de pequeña escala es ruido, pero se aprecian unos patrones de subidas y bajadas debido a los "donuts" y un oscurecimiento del fondo (el píxel 0 de la gráfica corresponde al extremo derecho de la línea).

Tras el tratamiento de la imagen se obtiene en la misma línea la siguiente gráfica.


Ya no presenta pendiente la curva, simplemente sigue presentando el ruido de pequeña escala. Tampoco se aprecia la caida de brillo debido al viñeteo.

Para tomar más medidas usamos la herramienta box con las dos imágenes.


Ésto se observa en la original


y ésto se observa en la tratada.

Hemos conseguido minimizar el efecto del fondo del cielo sobre las mediciones ya que tenemos un fondo homogéneo y sin píxeles calientes.

Finalmente muestro la curva que pude medir sobre la serie de imágenes tratadas.



Aquí la dispersión viene dada por una montura que tiembla como un flan haciendo que las estrellas salgan de todas formas posibles salvo esféricas. Pero sin el tratamiento no era posible sacar ningún datos de las imágenes.

Creo que se puede percibir la efectívidad de este método que en caso de no tener tiempo de darks y flats funciona perfectamente.

4 comentarios:

Rafa G. Farfán dijo...

Pues ya me explicarás más despacio el método que en primera aproximación ofrece unos resultados espectaculares. ¿El tratamiento de saneamiento que describes lo haces con MaximDL?

José Mª Fernández dijo...

Si, lo hago con máxim pero cualquier programa de tratamiento de imágenes valdría.

Francisco Soldán dijo...

Hola José María, me parece un método genial. De hecho, los observatorios profesionales hacen un Sky Flat, que es prácticamente muy parecido a lo que tú haces. Ellos, sin embargo, apuntan a determinadas regiones del cielo más o menos libres de estrellas para sacar un "flat".
Mi pregunta es: qué método utilizas, para probarlo.
Imagino que coges todas las imágenes, sacas una suma (Median) y luego la nombras flat y luego corriges una a una las imágenes?
Me viene muy bien me expliques cómo va porque las últimas imágenes del asteroide Hyperbórea adolecían de muchísimo ruido.
Un abrazote

José Mª Fernández dijo...

En efecto cojo 5 ó 6 imágenes donde cláramente no coinciden estrellas entre sí y hago mediana. Esa imagen la uso como dark, no como flat y corrijo individualmente cada imagen con ese dark.