Calibración de imágenes astronómicas
La calibración de nuestras fotos nos va permitir eliminar total o parcialmente, algunos de los efectos que contaminan la luz que nos llega del objeto que hemos fotografiado.
Como hemos hablado en un Problemática de la Astrofotografía (III) - Instrumental utilizado, las características de nuestro equipo (óptica y detectores) enturbian los datos captados.
Si empleamos unas sencillas técnicas consistentes en tomar una serie de Bias (para descontar el ruido de lectura de la cámara), Darks (para descontar el ruido de corriente oscura de la cámara) y Flats (para tener en cuenta la diferente iluminación del chip de la cámara y la presencia de suciedad en el chip y/o en las ópticas), conseguiremos, por lo menos en parte, eliminar esos efectos.
De las tres series, únicamente la de Flats es necesario realizarla en el momento, es decir, cuando estamos fotografiando. Es obligatorio que la realicemos con la misma configuración: con la cámara en idéntica posición y con la óptica en el mismo punto de enfoque. Bias y Darks se pueden hacer en otro momento, sin necesidad de perder tiempo de fotografía.
Hay cámaras (como por ejemplo la ASI 120MM de ZWO) en las que sus patrones de ruido de lectura y térmico no son estables, lo que obliga a tomar las series de darks y bias a continuación de la captura.
Siempre que trabajamos con imágenes astronómicas nos referimos a conjuntos de imágenes, no a imágenes individuales, por lo que es necesario integrar para crear una imagen que recoja toda la información posible de cada una de las tomas individuales.
La integración la realizamos mediante el uso de técnicas estadísticas que nos permitan rechazar aquellos datos excepcionales y fortuitos como es el caso de los rayos cósmicos.
De cada una de las series obtendremos un fichero Maestro ( o Master en su denominación en inglés) que utilizaremos para modificar cada una de las tomas individuales que hemos captado del objeto.
Importante!: Si estamos utilizando una cámara en color, la calibración siempre se hace con los archivos RAW, sin "debayerizarlos".
Creación MasterBIAS
La creación del MasterBIAS es el primer paso necesario para realizar una correcta calibración del resto de tomas (darks, flats y lights). Para realizarla utilizamos programas informáticos como, por ejemplo, Pixinsight.
En el caso de los BIAS, la única posibilidad de que los datos se enturbien es por causa de los rayos cósmicos, por eso, se establecen límites altos del valor de sigma para el rechazo de los valores claramente fuera de rango. Valores sigma entre 3-6 o incluso más altos son deseables.
Mejorando el MasterBIAS: SuperBIAS
Conforme vamos aumentando el número de tomas que integramos para crear el MasterBIAS, el ruido que queda en el resultado es cada vez menor.
Para no tener que integrar miles de tomas para obtener un MasterBIAS sin ruido, PixInsight dispone de un proceso denominado SuperBIAS que aplicaremos al MasterBIAS que hemos obtenido con el procedimiento anterior.
Se observa una imagen sin ruido, con el característico patrón de columnas de diferente intensidad de un BIAS.
La utilización de SuperBIAS nos va a permitir rebajar el número de tomas BIAS individuales a realizar, con unas 100 será más que suficiente para obtener un MasterBIAS de calidad.
Creación Master Dark
Una vez que tenemos nuestro Master BIAS (tras usar SuperBIAS), podemos proceder a crear el Master Dark. El Master Dark pretende recoger el ruido procedente de la corriente oscura (dark current), que ilumina la toma conforme aumenta el tiempo de exposición a pesar de tener tapada la cámara. En este ruido también aparecen los píxeles calientes (hot pìxels) que aparecen siempre en la misma posición.
Antes de integrar todos los darks que dispongamos, necesitamos calibrarlos restándoles nuestro Master BIAS, para que únicamente recoja el ruido procedente de la corriente oscura, sin el ruido de lectura.
Creación Master Flat
Al igual que nos pasaba anteriormente, antes de integrar los flats, es necesario calibrarlos utilizando los archivos creados anteriormente (Masters BIAS y DARK).
Si has utilizado «sky flats» debes ajustar los niveles del parámetro de rechazo para hacer desaparecer cualquier rastro de estrella que hayas podido capturar al hacerlos.
Calibración de las tomas de luz
Tras este largo proceso, por fin tenemos, los archivos necesarios para realizar la calibración de las tomas de luz de nuestro objeto astronómico.
Resumen del proceso:
- Integración BIAS para crear el Master BIAS
- Usamos el proceso SuperBIAS para eliminar ruido del Master BIAS
- Calibración DARKS con nuestro MasterBIAS
- Integración DARKS para crear el Master DARK
- Calibración FLATS con Master BIAS y DARK
- Integración FLATS para crear el Master FLAT
- Calibración LIGHTS con Master BIAS, DARK y FLAT
Una vez hemos realizado estas operaciones, podremos pasar a la Integración de imágenes astronómicas
Notas finales
- Este tedioso proceso puede realizarse de manera automática con el excelente script BatchPreproccessing, donde se añaden los archivos bias, dark, flat y lights. Se pierden posibilidades de ajustar los parámetros y el sentido de por qué hacemos las cosas, pero en general funciona muy bien. No permite el uso de dark flats
- No siempre se dispone o se quiere calibrar de manera total. Empleando «dithering», por ejemplo, quizás no sea necesario el uso de darks.
