Problemas con la sustracción de marcos oscuros: los marcos oscuros agregan "ruido" y cambian el color/tono de la imagen

Mientras editaba algunas tomas de paisajes con estrellas, traté de usar marcos oscuros para reducir el ruido.
Más precisamente, mi enfoque fue tomar una serie de tomas, luego, en primer lugar, restar cuadros oscuros de cada toma, en segundo lugar, usar la media de la serie para el primer plano para reducir aún más el ruido y, en tercer lugar, usar una herramienta de apilamiento astronómico (Sequator) para apilar el cielo.

En lugar de reducir el ruido, la sustracción del marco oscuro:

  1. aumentó el ruido, o mejor dicho, agregó algo de ruido oscuro/monocromático.
  2. cambiado el balance de blancos/tintado de la imagen.
    (ver más abajo)
    No entiendo por qué sucede esto/Qué estoy haciendo mal.

Procedimiento/Resolución de problemas empleados:

  • Todas las fotos se tomaron en sucesión, con la misma configuración (15 segundos, @ISO6400, marco oscuro en la cámara desactivado).

  • Todas las fotos fueron tomadas con el mismo balance de blancos.

  • Mientras tomaba los marcos oscuros, se aplicaron tanto la tapa del objetivo como la cubierta del visor.

  • Las fotos se importaron desde mi Pentax K1ii, se convirtieron a DNG en LR y se exportaron a PS sin aplicar ajustes preestablecidos de edición/importación.

  • Usé PS, coloqué la(s) capa(s) de marco oscuro sobre mi imagen y usé el modo de fusión de resta.

  • Seguí las instrucciones básicas que se encuentran aquí/en varios videos sobre la sustracción de cuadros oscuros en Photoshop. Tenga en cuenta que, básicamente, todos ellos cubren la sustracción de cuadros oscuros con un cuadro (o usan herramientas distintas de Photoshop). He probado tanto con uno como con 3 fotogramas. Los resultados son similares, aunque más pronunciados con 3.

  • En su lugar, utilicé la herramienta gratuita "sequator" para restar los marcos oscuros (y para alinear las estrellas). Agregar los marcos oscuros aquí no hizo absolutamente ninguna diferencia.

  • (Esta es una edición/composición hecha con los marcos de los que traté de restar los marcos oscuros)

  • Un recorte de la primera imagen, con (3) marcos oscuros restados:
    con (3) marcos oscuros

  • Un recorte de la segunda imagen, sin marcos oscuros restados:
    sin marcos oscuros

¿Por qué está deshabilitado el marco oscuro en la cámara?
¿Por qué se restan tres darkframes?
¿Alimentaste a Sequator con imágenes DNG o imágenes sin procesar? Deberías estar alimentando imágenes sin procesar de Sequator. Sequator usa dcraw para convertir imágenes en bruto a un formato que no tiene correcciones.
¿Por qué disparar PEF en lugar de DNG en la cámara cuando desea DNG más adelante en el flujo de trabajo?
@qrk Sí alimenté .tiffs de 16 bits sin comprimir exportados de LR a Sequator. Si bien estoy algo contento con el resultado, definitivamente lo intentaré si obtengo un resultado diferente con mis archivos .pef.
@BobMacaroniMcStevens Disparo en .pef, pero lo convierto a .dng en LR después de la importación. Lo hago porque algunas funciones en el K1ii no funcionan cuando se dispara en .dng.
@BobMacaroniMcStevens Uso 3 en lugar de 1 marco oscuro, porque en mi ingenuo entendimiento, más marcos oscuros son mejores. Esa suposición se basa en información superficial recopilada sobre la fotografía de cielo profundo, donde se utilizan muchos más marcos oscuros. Además, algunos programas de apilamiento aconsejan usar "al menos 3" darkframes.
@Kaschmir Hay tantas variables en su proceso que será difícil precisar las causas de los efectos.
¿Por qué convertir a DNG en absoluto? No hay ninguna ventaja en hacerlo, y existe la posibilidad de muchas desventajas, dependiendo de la implementación del convertidor DNG.
Re: "al menos tres cuadros oscuros". Parece que no comprende el propósito y el uso de esos tres marcos. El primero debe usarse con los marcos claros tomados lo más cerca posible del primer marco oscuro. El segundo debe usarse con los marcos claros tomados lo más cerca posible del segundo marco oscuro. El tercero debe usarse con los marcos claros tomados lo más cerca posible del tercer marco oscuro. Cuando solo está filmando un puñado de fotogramas en apenas siete minutos, no necesita tres fotogramas oscuros. Incluso si lo hiciera, tomarlos todos al final de la sesión no es la forma de hacerlo.
@ Michael C Lo que dices es muy diferente a lo que hacen los fotógrafos astro aficionados ambiciosos; que yo sepa, por lo general disparan muchos marcos oscuros después de tomar sus imágenes para apilarlas. Además, los usan para crear un "marco oscuro maestro". Nuevamente, tomar dfs entre disparos no es factible, no tienes tiempo porque las estrellas se alejan. Por ejemplo, astrobackyard.com/how-to-take-dark-frames
@Kaschmir Si usa varios cuadros oscuros en la misma imagen, debe promediarlos . ¿Tú hiciste esto? Si resta varios cuadros oscuros sin promediarlos, restará más ruido de lectura que el que tiene en el cuadro claro. Esto, obtendrá áreas que son más oscuras que con las que comenzó. ¿Suena familiar?
El escritor en su enlace parece totalmente ajeno al ruido de distribución de Poisson, que es una propiedad de la luz y no es generado por su cámara. En ISO 6400, la mayor parte del ruido en su imagen será un ruido de distribución de Poisson aleatorio, no un ruido de lectura constante. Esto es lo que trata Itai en su respuesta a continuación. Hay algunas otras liendres que tengo con el artículo en su enlace también, pero puede seguir cualquier consejo que desee. Buena suerte.
"Seguí las instrucciones básicas que se encuentran aquí/en varios videos...": ¿puede proporcionar enlaces?

Respuestas (4)

No entiendes el propósito de la sustracción del marco oscuro. Si bien es una técnica utilizada para reducir el ruido, solo reduce el ruido que sale constantemente del sensor. Cualquier ruido de lectura debido a los circuitos o salida desigual, como píxeles calientes. No reduce el ruido aleatorio.

Cuando usó la sustracción de fotogramas oscuros en una imagen con ruido que es principalmente aleatorio, de hecho, simplemente está agregando más ruido. Algunos píxeles pueden verse mejor pero, en general, habrá más ruido. El ruido en su imagen y su cuadro oscuro es muy alto porque está disparando a ISO 6400. Es importante capturar usando el ISO más bajo posible. Si no puede alargar la exposición, abra la apertura y, si tampoco puede, considere comprar una lente más brillante.

Para reducir el ruido aleatorio utilizando una técnica de fotogramas múltiples, el mejor enfoque es promediar imágenes. Esto significa capturar el mismo sujeto varias veces y luego combinar las imágenes resultantes, de modo que el ruido aleatorio se promedie. No desaparecerá, pero cuantos más disparos puedas promediar, menor será el ruido final. Por supuesto, cualquier cosa que se mueva en la escena causa problemas con esto, pero si está capturando estrellas en un período corto de tiempo, su posición relativa será consistente y podrá alinear la pila de imágenes antes de promediar. Si tiene elementos de primer plano con follaje, entonces esta técnica no es realmente útil.

Gracias, esto fue revelador con respecto a los marcos oscuros.
Quito que para reducir los hotpixels con darkframes (que son un gran problema en verano para cualquier usuario de D800/K1ii), ¿necesitaría promediar muchos dfs para reducir el ruido que de otro modo agregaría a la imagen? Por cierto, hice un promedio de 8 tomas para el primer plano en el enlace de arriba. Más hubiera sido mejor. Y para la fotografía de estrellas, no hay alternativa al ISO alto, a menos que quieras usar un rastreador del cielo o la opción de cambio de sensor de mi Pentax. Pero luego, terminas con compuestos que son una molestia para fusionar correctamente.
Los píxeles calientes generalmente no son aleatorios a una temperatura determinada, por lo que la sustracción de fotogramas oscuros suele ser buena. Es todo el resto del ruido, la mayoría del ruido de amplificación que se produce al aumentar el ISO.

En lugar de reducir el ruido, la sustracción del cuadro oscuro aumentó el ruido, o mejor dicho, agregó algo de ruido oscuro/monocromático.

¿Cuánto duró tu sesión? ¿Cuál era la temperatura ambiente? ¿Estaba la cámara a temperatura ambiente al comienzo de la sesión? ¿En qué momento de la sesión tomaste fotogramas oscuros?

Si la cámara estaba a temperatura ambiente cuando comenzó y la sesión fue lo suficientemente larga como para que la temperatura del sensor aumentara significativamente durante la sesión, entonces debe aplicar fotogramas oscuros realizados periódicamente durante la sesión que coincidan con los fotogramas tomados cuando el sensor estaba cerca del mismo. temperatura.

  • Si aplica fotogramas oscuros tomados cuando el sensor estaba mucho más frío a fotogramas claros tomados cuando el sensor estaba mucho más caliente, habrá un mayor ruido causado por la temperatura más alta que no será eliminado por el fotograma oscuro tomado cuando el sensor estaba más frío.
  • Si aplica fotogramas oscuros tomados cuando el sensor estaba mucho más caliente a fotogramas claros tomados cuando el sensor estaba mucho más frío, "eliminará" el ruido que no estaba allí en primer lugar y partes de la imagen serán más oscuras que la luminancia del fondo. del cielo

En lugar de reducir el ruido, la sustracción del cuadro oscuro cambió el balance de blancos/tintó la imagen.

El color es diferente porque sin la sustracción de marco oscuro o cualquier otra reducción de ruido aplicada, el color predominante de la mayoría de las fotografías astronómicas serán los colores introducidos por el ruido de crominancia en la imagen.

Las fotos se importaron desde mi Pentax K1ii, se convirtieron a DNG en LR y se exportaron a PS sin aplicar ajustes preestablecidos de edición/importación.

Cuando importó a LR, su configuración predeterminada actual para LR se habría aplicado a los datos sin procesar. No existe tal cosa como una foto sin editar "sin editar" que se parece a una foto en su pantalla. Si no le dice a la aplicación cómo interpretar los valores de luminancia monocromática lineal contenidos en los datos sin procesar, está dejando que la aplicación decida por sí misma.

Gracias por la aportación. 1) La sesión fue relativamente corta (primer cuadro tomado a las 23:35:51, primer cuadro oscuro a las 23:41:18; último cuadro oscuro a las 23:42:28). 2) La temperatura ambiente estaba por debajo del punto de congelación (~-3 °C). 3) Gracias por la aclaración sobre el efecto de los marcos oscuros en la temperatura del color. 4) Con respecto a la importación/exportación de LR: me doy cuenta de que apliqué un poco de nitidez aquí. Eso es todo. No espero que cambie mucho, pero podría estar equivocado.
Anexo sobre 2) No se tomaron más tomas que los 8 fotogramas + 3 fotogramas oscuros en el medio. Además, suelo minimizar el tiempo que paso en la vista en vivo por ese motivo y muevo la pantalla lo más lejos posible del cuerpo de la cámara (no estoy seguro de si eso hace una diferencia, pero imagino que podría dejar que el sensor/cuerpo se enfríe más rápidamente ).
El afilado tiene una influencia directa en el ruido. En cierto modo, NR y nitidez son como el numerador y el denominador de una fracción que determina el ruido de una imagen.
Gracias, lo intentaré de nuevo mañana y te comento. Sin embargo, todavía no creo que pueda ser el problema, ya que era bastante bajo

Hace un tiempo probé algunas de estas imágenes y descubrí que era mucho más conveniente tomar un cuadro oscuro para un grupo de exposiciones largas en lugar de sentarme y esperar un minuto cada vez que tomaba una exposición larga de un minuto (hace que los rastros de estrellas parezcan código Morse). En ese momento estaba usando RawTherapee, que tenía un módulo de sustracción de marcos oscuros que funcionaba muy bien, consulte RawPedia .
Por varias razones, cambié a darktable y la sustracción de darkframe es algo que extraño porque no está incluido. El trabajo que encontré fue usar Siril, un paquete muy potente pero técnico y pesado más orientado a los astrónomos. Como tal, puede realizar "Preprocesamiento de imágenes con offset multicanal, imágenes oscuras y planas", "Registro de imágenes" y "Apilamiento de imágenes, con normalización opcional aditiva o multiplicativa". consulte el sitio web de Siril .

Probé la ruta de Photoshop (Gimp) y encontré que los resultados eran malos en comparación, por eso publiqué esta pregunta: ¿ Cómo funciona la reducción de ruido de marco oscuro en la cámara? .

Intente activar la sustracción de fotogramas oscuros en la cámara en su lugar. Los diseñadores de la cámara saben cómo mitigar mejor el ruido porque tienen un conocimiento detallado del sensor y del ruido inherente al sistema.

La reducción de ruido en la cámara es parte del diseño de ingeniería general específico de la cámara. Es el producto de la opinión de ingeniería experta informada.

La sustracción del cuadro oscuro puede no ser necesaria. Debido a las mejoras basadas en video, las cámaras más recientes tienden a tener una mejor gestión térmica.

Probar diferentes métodos aislando una variable a la vez tiene una larga tradición en la fotografía. Porque lo que funciona para un fotógrafo puede no cumplir con las expectativas de otro.

El proceso descrito por la pregunta tiene muchas "partes móviles": muchas técnicas para aprender de una vez y muchos pasos que deben realizarse de la misma manera en el mismo orden para producir resultados consistentes... los resultados consistentes son los primer paso para lograr resultados consistentemente buenos.

Entonces, de manera más general, la simplicidad es una razón para probar la reducción de cuadros oscuros en la cámara o ninguna reducción de cuadros oscuros. Luego, las variables están todas en el procesamiento posterior. Una vez que las limitaciones del procesamiento posterior sean más claras, las técnicas de campo pueden evaluarse sistemáticamente.

La fotografía es una búsqueda larga. Es posible que su mejor imagen de este mes no pase el corte en dos años... o dos meses... o dos días. Tomar una perspectiva más amplia del paciente es potencialmente útil. Tus mejores fotos están en el futuro.

He usado y sigo usando la sustracción de fotogramas oscuros en la cámara, a veces. Sin embargo, simplemente no es factible, a menudo. La mayoría de los tutoriales para astro-paisajes/astrofotografía desaconsejan. Tampoco es una opción cuando está apilando imágenes, ya que el tiempo entre tomas se vuelve demasiado largo y las estrellas se alejan demasiado. Además, es problemático en temperaturas ambiente más altas, especialmente con el sensor K1 (idéntico al D800). Con altas temperaturas ambientales y largas sesiones, disparar marcos oscuros para cada disparo = tiempos de ejecución del sensor más prolongados = más ruido. Es por eso que quería probar los marcos oscuros manuales.
Las cámaras @Kaschmir han mejorado bastante en los últimos años. En teoría, el mayor tiempo de ejecución con la eliminación de fotogramas oscuros en la cámara podría generar más ruido. Sin pruebas, no hay forma de medir si la diferencia es significativa. De hecho, con el predominio de las cámaras de video se han vuelto mucho más eficientes que los siete minutos que se tardan en hacer las imágenes no generan suficiente ruido para beneficiarse de la sustracción de cuadros oscuros. A primera vista, su pregunta sugiere esto ... o si la sustracción de cuadros oscuros empeora las imágenes, ¿por qué hacerlo?
¿Por que hacerlo? Porque quiero imprimir lo más grande posible y, hasta ahora, no estoy contento con los resultados. Sin embargo, todavía no me he acercado a stacks lo suficientemente grandes como para reducir el ruido en esa ruta, por lo que podría ser el lugar para ir. Con respecto a los marcos oscuros/marcos oscuros en la cámara para la reducción de ruido y hotpixel, etc., seguí las discusiones de otras personas sobre el rendimiento de mi sensor, y el veredicto parece ser, especialmente durante el verano, que se debe tomar una de esas medidas.
Problemas con la sustracción de marcos oscuros: los marcos oscuros agregan "ruido" y cambian el color/tono de la imagen
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