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Pixelfehler korrigieren

Vor Voyager 1+2 hatten die Raumsonden noch keine Möglichkeit bei der Datenübertragung fehlererkennende oder korrigierende Codes zum Senden der Daten zu benutzen. Auf der Erde konnte man also nicht erkennen ob der Wert eines Pixels auch dem entsprach dass die Raumsonde absandte. In der Praxis hatte man 2 Möglichkeiten: Zum einen die Daten mehrmals übertragen - dies schied aus, denn sonst hätte man zu wenige Daten erhalten. Die zweite, angewandte Möglichkeit war es die Datenrate so zu wählen, dass man ein gutes Signal-Rausch Verhältnis erhielt und es so zu wenigen Übertragungsfehlern kam.

Bei Mariner 9 und Viking Orbiter findet man daher sporadische Pixelfehler. Auffällig sind dunkle Pixel vor dem hellen Mars und helle Pixel vor dem dunklen Weltraum. Bei Mariner 10 findet man dagegen je nach Entfernung von der Erde 2-7 % fehlerhafte Pixels, weil dies eine Vorbeiflugmission war.

Dieser Aufsatz zeigt Ihnen wie sie fehlerhafte Pixel korrigieren. Nachdem Sie ein Bild im Cassini Bilderverbesserer geladen haben entfernen Sie fehlerhafte Pixel mit der Funktion "Pixelfehler eliminieren" oder dem Shortcut STRG+P.

Es erscheint folgender Dialog:

Der wichtigste Parameter ist links oben die "Max. Abweichung". Alle Pixels haben Helligkeitswerte von 0 (schwarz) bis 255 (weiss). Zuerst gilt es herauszufinden ob ein Pixel ein fehlerhaftes ist. Dazu dient dieser Wert. Weicht der Helligkeitswert eines Pixels um mehr als der Wert für die Abweichung von dem der umgebenden Pixel ab, so wird dies als ein defektes Pixel angesehen. Dieser Einschätzung liegt die Erfahrung zu gute, dass in normalen Bildern abrupte Helligkeitsänderungen extrem selten sind und nur beim Übergang von dunklen Himmel zur beleuchteten Scheibe eines Himmelskörpers auftreten.

Das zweite ist es festzulegen welche Pixel man als Referenz nehmen soll. Es ist möglich das Pixel links und rechts, oder links und rechts und oben und unten oder alle 8 Pixel um das Pixel zu nehmen.

v x v

Pixel links und rechts

v
v x v
v

Pixel oben und unten, links und rechts

v v v
v x v
v v v

Alle 8 umgebenden Pixel. Grün und X steht für das Pixel, v und Gelb für die Vergleichspixel. (n=1). Dies sind 8 Pixel (3²-1). Dies aktiviert die Box "Radius" links in der man den Radius um das Zentralpixel einstellen kann. Bei einem Radius 2 nimmt man schon 24 Nachbarpixel (5²-1) und bei einem Radius 3 48 Nachbarpixel. (7²-1)

Warum so viele Einstellmöglichkeiten ? Nun je größer der Bereich ist desto mehr Fehlpixel werden erkannt, aber auch je größer ist der Weichzeichner Effekt. Es gilt hier zu experimentieren. Das folgende Mariner 10 Bild ist extrem verrauscht, es enthält über 7 % defekte Pixel.

Nimmt man eine Abweichung von 32 an und 8 Nachbarpixels so sind 86358 Pixels betroffen und das Bild sieht danach so aus:

Man kann den Vorgang wiederholen. Als fehlerhaftes Pixel wird ein Pixel angesehen wenn es um mehr als die Abweichung von seinen untermittelbaren Nachbarn abweicht. Bei vielen fehlerhaften Pixeln kann es aber vorkommen, dass zwei oder mehrere Fehlerhafte nebeneinander stehen. Dann erwischt man in einem Durchgang jeweils eines davon. Wiederholt man den Vorgang so werden diese Pixel rasch weniger (Hier: 89000-6000-1340-1000). Die Aufnahme ist noch in dunklen Bereichen deutlich verrauscht. Das sind Pixel die unter der Helligkeitsschwelle liegen. Doch sollte man diese nicht zu tief setzen, sonst hat man auch Probleme bei größeren Helligkeitsunterschieden beim Merkur wie den hellen Kratern hier. Es ist also ratsam zu testen und immer die letzte Version zurückzuholen.

© des Textes: Bernd Leitenberger. Jede Veröffentlichung dieses Textes im Ganzen oder in Auszügen darf nur mit Zustimmung des Urhebers erfolgen.

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