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Der Cassini Bilder VerbessererDas Problem: Nun haben Sie mit dem Cassini Downloader ein Bild herunter geladen und es ist am rechten Rand von einem kammartigen Muster dunkler Linien verunstaltet.
Dieses entsteht durch die verlustlose Komprimierung der Elektronik der ISS Kamera. Diese versucht 2 Linien in einem vorgegebenen Verhältnis zu komprimieren. Schafft sie es nicht, weil diese zu viele Details enthalten, so lässt sie den Rest der zweiten Linie weg. Idealerweise gibt es dann einen Helligkeitssprung. doch bei den RAW Images auf der Cassini Website ist durch die JPG Komprimierung dieser Sprung nicht so deutlich, weil die verwendete DCT Komprimierung jeweils 8 Pixels zusammen bearbeitet und so aus dem Sprung einen Helligkeitsabfall über 2-4 Pixels macht.
Besonders lästig ist, dass es gerade bei Bildern mit hohem Informationswert wie bei den Vorbeiflügen an Dione und Phoebe oder den Ringbildern vorkommt. Das Bild links ist ein Originalausschnitt aus einem solchen Bild.
Das Programm versucht dieses Problem zu lösen. Im Normalfall gehen Sie zur Behebung folgendermaßen vor:
Zu Schritt 1,4 und 5 muss ich glaube ich nichts sagen. Sie entsprechend den Menüpunkten Öffnen, Speichern und Widerrufen.
Die Parameter, die Sie über den Menüpunkt "Einstellungen" festlegen dagegen sind wichtig. Es gibt 3 Parameter einzustellen. Alles sind Helligkeitswerte. Die möglichen Werte liegen bei 0 bis 255. Wobei bei absoluten Helligkeiten 0 einem Schwarz, 255 einem Weis und die Werte dazwischen Grautönen entsprechen. Die Erläuterung erfolgt am besten indem ich den verwendeten Algorithmus erkläre.
Das Programm prüft zuerst das letzte Pixel jeder zweiten Zeile. Ist dieses kleiner als der angegebene Grenzwert, so muss diese Zeile bearbeitet werden. Dann wiederholt es den Helligkeitsalgorithmus für jedes Pixel links davon, solange es kleiner als der in den Einstellungen angegebene Grenzwert ist. Leider ist dem nicht so, dass die Pixel alle den Wert 0 (schwarz) haben und so leicht zu identifizieren sind. Daher hat das Programm einen Algorithmus der bestimmt welche Pixel eingefärbt werden müssen.
Er geht folgendermaßen:
Bestimme zuerst das äußerste Pixel jeder zweiten Zeile. Ist sein Farbwert kleiner als der des Grenzwerts, so ist diese Zeile wahrscheinlich eine zu bearbeitende Zeile. (Es kann aber nur Weltraum sein !) Solange jedes links stehende Pixel kleiner als der Grenzwert ist mache folgendes:
Vergleiche den Helligkeitswert der Pixel direkt darüber (Y-Koordinate um 1 kleiner) und darunter (Y-Koordinate um 1 größer) mit dem Pixel. Ist deren Helligkeit in beiden Fällen größer als eine vorgegebene Differenz, so ist dies ein einzufärbendes Pixel.
Es gibt jedoch Problemfälle die diesen Algorithmus durcheinander bringen. Das sind zum einen dunkle Pixel oben und unten. Sie kommen z.B. bei Ringbildern vor (Lücken) oder wenn die Linie durch einen Krater verläuft. In diesem Falle wird das Pixel nicht eingefärbt. Sie können dies umgehen wenn Sie die Differenz auf 0 setzen oder "Nur Grenzwert benutzen" in den Einstellungen markieren. Dann stoppt das Einfärben sobald ein Pixel größer als der Grenzwert ist.
Dann stoppt der Algorithmus automatisch sobald er ein Pixel findet, welches heller als der
angegebene Grenzwert ist. So ein helles Pixel kann durchaus dazwischen einmal vorkommen (Helligkeiten von
50 wurden schon beobachtet). Würde man den Grenzwert nun auf dieses Pixel einstellen so würde man viele
dunkle Partien, die korrekte Helligkeitswerte haben, mit einfärben. Daher kann man alternativ ein zweites
Abbruchkriterium angeben. Ist die Checkbox "Gesamte Zeile" markiert so wird als Abbruchskriterium nicht die
absolute Helligkeit des Pixels genommen sondern der Unterschied zum vorangehenden Pixel. Ein abrupter
Helligkeitsanstieg zeigt den Beginn des normalen Bildes an. Ein einzelnes helles Pixel, welches den
Grenzwert überschreitet wird dann übersprungen alle anderen aber verarbeitet. Der Helligkeitsanstieg wird
in "Anstieg" angegeben.
Eingefärbt wird ein Pixel mit dem Mittelwert zwischen zwei Pixels. In der Regel wird man für jedes Bild ein bisschen in den Einstellungen spielen müssen, daher kann man über die Funktion "Widerrufen" jeweils das originale Bild erneut von der Festplatte einladen.
Außer den originalen RAW Bilder von Cassini (Im JPEG Format) kann das Programm auch GIF, PNG und BMP Dateien verarbeiten. Wenn man selbst die Bilder vorher verarbeitet hat sollte man beachten, dass das Programm von echten Cassini Bildern ausgeht, d.h. es sucht nach den Fehlzeilen nur am rechten Rand und nur in jeder geraden Zeile. Man kann die Bilder auch laden, indem man sie per Drag & Drop aus dem Explorer oder einem Bildbetrachter (sofern dieser Drag & Drop unterstützt) auf das Programm fallen lässt.
Bei korrekter Einstellung der Parameter wird nur das fehlende Bild ergänzt und sonst nichts verändert. Da man aber durch das Mitteln der Pixels nur sehr schlecht sieht, ob das Programm die Pixels korrekt einfärbt und nicht des guten zuviel tut, gibt es einen Vorschaumodus. In diesem werden die Pixels nicht durch den korrekten Farbwert eingefärbt sondern mit einem poppigen Farbton. Damit kann man sofort die Wirkung überprüfen. Ungeschaltet wird das Einfärben über den Menüpunkt "Vorschau". Danach kann man dieses Einfärben widerrufen.
Die Funktion "Bis zum Grenzwert einfärben" erlaubt es im ganzen Bild problematische Pixel zu erkennen. Sie macht einen Palettenaustausch und ersetzt Pixel mit Helligkeitswerten bis zum Grenzwert durch eine Farbpalette die von Gründ nach Türkis erlaubt. Sie können so sofort problematische Stellen erkennen auf die Sie ihr Augenmerk richten müssen.
Zahleiche Voyager Bilder von Uranus und Neptun haben denselben Fehler, nur hier an beiden Seiten. Da Voyager ihre Bilder nicht nach DCT Komprimierung übertragen haben sind hier fehlende Pixel schwarz und das einfärben sehr einfach.
Bei Voyager reicht es "Benutzer nur Grenzwert" und "Links und rechts" zu markieren. Da alle fehlenden Pixel schwarz sind reicht es 1 als Grenzwert einzugeben.
Inzwischen habe ich auch die Bilder von Mariner 9,10, Viking und Voyager 1+2 vorliegen und diese haben andere Bildfehler. Für diese gibt es auch Bearbeitungsfunktionen.
Pixelfehler sind einzelne weise und dunkle Pixel. Die Funktion "Pixelfehler eliminieren" ist auf einer separaten Seite genauer erläutert. Sie wird vor allem für Mariner 9 und 10 Bilder benötigt. Einzelne Viking Bilder haben auch diesen Fehler. Sie entstanden durch Fehler bei der Übertragung, da die Sonden noch keine fehlerkorrigierenden Codes benutzten.
Das gilt auch für komplette fehlende oder mit Störungen gefüllten Zeilen. Auch diese können einer besonderen Behandlung unterzogen werden. Über die Vorgehensweise mit der Funktion "Zeilenfehler eliminieren" finden Sie alle Details in dieser Seite.
Eine Besonderheit bei Mariner 10 ist der Modus zum Ergänzen fehlender Pixel. In diesem Modus wurden nur 1/4 der Pixel übertragen. Abwechselnd die Pixel 1,5,9,13 und 3,7,11,15. Von 832 Pixeln wurden also nur 208 Pixel übertragen. In den Bildern sind die fehlenden Pixel einfach schwarz. Mittels. der Funktion "Fehlende Pixels ergänzen" werden die Pixels durch die Mittelwerte der umgebenden 4 Pixels ersetzt. Auch hier finden Sie weiterführende Informationen auf einer separaten Seite.
Dieser Punkt ist für alle Bilder anwendbar, doch auch gedacht für ältere Bilder die oft einen geringen Kontrastumfang aufweisen, also sehr hell oder sehr dunkel sind. Mit dieser Funktion werden die Helligkeitswerte aller Pixels linear auf den Bereich von 0 bis 255 gestreckt.
Das Programm arbeitet sehr gut mit JPEG, Bitmap und GIF Dateien. Beim Einladen von PNG Dateien werden diese bei manchen Formaten in 16 Farben konvertiert und sind somit unbrauchbar. Beim Speichern ist es wichtig im Speicherndialog den Bilddatentyp auszuwählen. GIF, JPG oder PNG Bilder werden an der Erweiterung erkannt. Getestete Speicherformate sind BMP, JPG, GIF und PNG. Dateien die nicht geladen werden können, kann man über die Zwischenablage austauschen.
Das Programm ist zusammen mit dem Cassini Downloader verfügbar und läuft unter Windows 95, 98, Me, NT, 2000 und XP.
© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.Lang Zeit gab es von mir nur ein Buch über Raumsonden: die beiden Mars-Raumsonden des Jahres 2011, Phobos Grunt und dem Mars Science Laboratory. Während die russische Raumsonde mittlerweile auf dem Grund des Pazifiks ruht, hat für Curiosity die Mission erst bekommen. Das Buch informiert über die Projektgeschichte, den technischen Aufbau der Sonden und ihrer Experimente, die geplante Mission und Zielsetzungen. Die Mission von Curiosity ist bis nach der Landung (Sol 10) dokumentiert. Einsteiger profitieren von Kapiteln, welche die bisherige Marsforschung skizzieren, die Funktionsweise der Instrumente erklären aber auch die Frage erläutern wie wahrscheinlich Leben auf dem Mars ist.
2018 wurde dies durch zwei Lexika, im Stille der schon existierenden Bücher über Trägerraketen ergänzt. Jedes Raumsonden Programm wird auf durchschnittlich sechs bis acht Seiten vorgestellt, ergänzt durch eine Tabelle mit den wichtigsten zeitlichen und technischen Daten und Fotos der Raumsonde, bzw., Fotos die sie aufgenommen hat. Ich habe weil es in einen band nicht rein geht eine Trennung im Jahr 1990 gemacht. Alle Programme vorher gibt es in Band 1. Die folgenden ab 1990 gestarteten dann in Band 2. In Band 2 ist ein Raumsonden Programm meist eine Einzelsonde (Ausnahme MER). In Band 1 dagegen ein Vorhaben das damals zumeist aus Doppelstarts bestand, oft auch mehr wie z.B. neun Ranger oder sieben Surveyor. Beide Bänder sind etwa 400 Seiten stark. In Band 1 gibt es noch eine gemeinsame Einführung für beide Bände über Himmelsmechanik und Technik der Instrumente. Beide Bände haben einen Anhang mit Startlisten, Kosten von Raumsonden und Erfolgsstatistiken. Band 2 hatte Redaktionsschluss im Januar 2018 und enthält die für 2018 geplanten Missionen über die es genügend Daten gab.
Hier eine Beschreibung des Buchs auf meiner Website für die Bücher, wo es auch ein Probekapitel zum herunterladen gibt. Sie können das Buch direkt beim Verlag kaufen (versandlostenfrei). Dann erhalte ich als Autor eine etwas höhere Marge, aber auch über den normalen Buchhandel, Amazon (obige Links) und alle anderen Portale wie Bücher.de oder Libri.
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