Bildverarbeitung mit 16bit Graustufen

    Hallo Spezialisten,


    ich versuche nun schon seit einiger Zeit über die üblichen 8bit bei der Bildverarbeitung von Graubildern hinauszukommen. Leider bisher Pech.
    Sowohl mit PaintShopPro 6 geht nur 8bit, als auch mit Photoshop 6 geht nur 8bit. Auch Giotto 2.05 arbeitet nicht richtig, schade.


    Die Programme lesen zwar 16bit Graustufenbilder ein, aber ohne jede Warnung wird in 8bit weitergearbeitet.


    Ich hoffe es gibt Programme, welche nicht gleich 1000.- Euro kosten und doch diese Fähigkeit haben. Wer kann mir hier weiterhelfen ?


    Es ist auch erstaunlich, wie z.Zt. Aufnahmeprogramme für AVI Files oder Bildsequenzen aus den Daten von 12 oder 16bit Kameras umgehen. [:0]


    Bitte extrem kritisch sein, sonst glaubt man ....... und hat am Ende doch wieder 8bit.


    Gruß
    Peter

    Hallo Peter,
    wenn es nichts kosten soll uns trotzdem was gutes sein soll, fällt mir nur Ftswork ein.
    Fitswork ist ein eine ausgezeichnete Software zu Bildbearbeitung im Astrobereich. Und.....sie ist Freeware. Und 16bit sind kein Problem.

    Hallo,
    ==> Stefan, das Programm kann schon die Bilder einlesen, aber bei genauer Betrachtung merkt man, dass es auf 8bit reduziert wird. Habe ein ganz legale Version gekauft.


    ==>Gerald, danke habs gleich getestet und es sieht gut und richtig aus. Man muß sich nur an einige neue Dinge erst wieder gewöhnen.


    Gruß
    Peter

    Hallo Peter,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">==&gt; Stefan, das Programm kann schon die Bilder einlesen, aber bei genauer Betrachtung merkt man, dass es auf 8bit reduziert wird. Habe ein ganz legale Version gekauft.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Woran?


    Ciao,
    Stefan

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: uepsie</i>
    <br />Hallo Peter,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">==&gt; Stefan, das Programm kann schon die Bilder einlesen, aber bei genauer Betrachtung merkt man, dass es auf 8bit reduziert wird. Habe ein ganz legale Version gekauft.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Woran?


    Ciao,
    Stefan
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
    Hallo Stefan,
    einfach mal das Histogramm aufrufen, zeigt nur 256 Stufen.


    Peter

    Hallo Peter,


    Photoshop 7 konnte nur einige rudimentaere Operationen in 16Bit, erst ab CS und CS2 kann PS sinnvoll mit 16Bit Daten umgehen.
    Ansonsten: IRIS, Fitswork.


    Mein momentaner temporaerer Workflow mit 10Bit Rohdaten aus meiner Kamera sieht so aus:
    RAWdump-&gt;ImageMagick-&gt;Fitswork-&gt;Registax3-&gt;Photoshop [;)]


    Clear skies!
    Oliver

    Hallo Oliver,


    danke für die Antwort. Aber wie soll denn Registax3 mit 16bit funktionieren?
    Ich weiß, dass Registax3 16bit TIFF z.B. lesen kann, aber nach meiner Erfahrung werden die sofort wieder in 8bit gewandelt.
    Es ist mir auch mit allen Mitteln nicht gelungen die 12bit TIFF Bilder der SKYnyx , als feiner oder besser aufgelöst (Graustufen) zu erkennen.
    Alle Vergleiche, ob mit LucamRecorder oder K3CCD aufgenommen und dann im Vergleich mit 8bit oder 12bit, bzw. 16bit, gaben keine signifikante Verbesserung.


    Falls es einen geeigneten und aussagekräftigen Test gibt, würde ich es geren versuchen. Aber bisher ..... [?]


    Gruß
    Peter

    Hallo Peter,


    Registax kann mit 16Bit TIFFs, PNGs und FITs umgehen, letztere wahrscheinlich auch mit groeserer Tiefe.
    Leider liest Registax die TIFFs nicht ein, die ich mit ImageMagick aus den Kamerarohdaten erzeuge und mit PNGs bekommt Registax ueble Speicherprobleme, das Importmodul hat wohl ein uebles Speicherleck.
    Also konvertiere ich die TIFFs mit FITSwork nach FITs und fuettere diese nach Registax, was bestens klappt.
    Ich habe Registax auf seine 16Bit Faehigkeit hin nochmal getestet:
    Ein einzelnes FITs mit analysierten 875 verschiedenen Grautstufen (mit 10Bit Tiefe aufgenommen, also plausibel) importiert, nicht weiter bearbeitet und gleich wieder exportiert. Die Ergebnisdatei enthaelt wieder 875 versch. Graustufen [:)]


    Viele Gruesse & CS,
    Oliver

    Hallo Oliver,


    danke für diese Ausführung. Ich habe erst mal die Versuche aufgegeben. Wie ich schon berichtet habe konnte ich keine Verbesserungen in der Bildqualität feststellen. Da es auch recht unklar ist, wie die Lumenera Kamera die Signale des Chips verarbeitet und wie und wann in der Schaltung die Wandlung in 12bit erfolgt, bzw. wo die 12bit auf 8bit abgeschnitten werden, ist die weitere Analyse recht zeitrauben und bisher ohne Erfolg.
    Es scheint aber, dass die Verstärkungs-, Gamma- und Kontrasteinstellungen vor der Wandlung vorgenommen werden und bei richtiger Wahl dann die Tiefe der 8bit auch ausreicht.
    Fest steht, dass mir noch niemand einen eindeutigen Bildvergleich von 8 zu 12bit zeigen konnte.


    Was zeigt bei Dir in Registax3 das Histogramm an ? Auch nur 256 Stufen ?


    Gruß
    Peter

    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: peter_der_1</i>
    einfach mal das Histogramm aufrufen, zeigt nur 256 Stufen.
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Hallo Peter,


    das hat nichts zu sagen. Das ist einfach nur eine Beschränkung der Anzeige. Intern arbeitet PS6 sehr wohl mit 16 Bit. Lediglich bei Verwendung der Ebenenfunktionen musste man das Bild nach 8 Bit wandeln. Diese Beschränkung fiel erst bei den Nachfolgeversionen weg.


    Gruß
    Andreas

    Hallo Peter,


    einen direkten vergleich habe ich noch nicht gemacht, zuletzt am Mond habe ich das gute Seeing fuer moeglichst viele Aufnahmen genutzt ohne viel rumzuspielen. Ich hoffe, ich komme nochmal zu einem Vergleich.


    Registax zeigt im Histogram nur 0-255 an, aber ich hoffe, hier wird die interne Tiefe nur auf die 0-255 gemappt - zum Einstellen und fuer die Anzeige reicht das ja vollkommen.


    Viele Gruesse,
    Oliver

    Hallo Andreas und Oliver,
    danke für die Antworten. Wenn das so bei PS6 ist, dann sollte ein bearbeitetes Bild sich als 16bit TIFF abspeichern lassen und nach einer Analyse auch die 16 bit wirklich voll nutzen.
    Es bleibt mir wohl nichts übrig, als einmal ein kleines Programm zu schreiben und ein TIFF Bild zu analysieren. Beim TIFF ist der Header noch recht einfach und gut erklärt.
    Bin gespannt was ich herausfinde.


    Gruß
    Peter

    Hallo peter,


    das geht mit ImageMagick, "identify -verbose &lt;file&gt;" spuckt u.a. die Anzahl der tatsaechlich verwendeten verschiedenen Farben/Graustufen aus.


    Viele Gruesse,
    Oliver

    Hallo Oliver und Hartwig,


    ich konnte doch schneller als gedacht eine kleine Analyse machen.
    Kamera : Lumenera SKYnyx2-0M
    Aufnahmesoftware : Lucam Recorder prof.
    Dateiformat : TIFF 8, bzw. 12bit Einstellung bei LucamRecorder


    1. 8bit
    Die Bilder werden in TIFF 8bit mit LZW Kompression (verlustfrei) gespeichert.


    2. 12bit Einstellung
    Die Bilder werden in TIFF 16bit ohne Kompression gespeichert.


    3. 16bit TIFF Bilder in PS Version 6 eingelesen, nur etwas in Helligkeit und Kontrast verändert. Gespeichert in TIFF 16bit.
    Analyse : TIFF 16bit.


    4. 8bit TIFF (LZW komprimiert) , in PS 6 eingelesen, etwas in Helligkeit und Kontrast verändert und wieder in TIFF 8bit gespeichert.
    Analyse : TIFF 8bit ohne Kompression.


    Nun suche ich nur noch herauszufinden, welchen <b>SICHTBAREN</b> Vorteil die 12/16bit Bilder bringen. Theoretisch ist alles einleuchtend, nur in der Praxis war es bisher nicht festzustellen.


    <b>Nachtrag vom 20.9.</b>
    Unterschied gefunden [:)] , wenn man eine 12bit Aufnahme im Kontrast extrem anhebt, und danach sich das Bild genau ansieht, oder eine kleine Analyse mit Fitswork macht kann man die feineren Graustufen im Gegensatz zu 8bit erkennen. Ist also sehr vom Bildinhalt und der Nachverarbeitung abhängig. Daher nicht so leicht zu erkennen.


    Fazit:
    Die Lumenera SKYnyx2-0M kann was der Hersteller verspricht und die Software LucamRecorder funktioniert auch damit recht gut.
    Bei einer Nachverarbeitung mit PS muß man darauf achten, dass auch die 16bit Graustufen angewählt sind.


    Gruß
    Peter

    Hallo,


    ich versuche das auch gerade zu verstehen, wieviel die 12 Bit datentiefe bringen.


    Im Datenblatt steht, dass der Potentialtopf 40000 Elektronen tief ist (also 40000 Elektronen speichern kann). Das Ausleserauschen beträgt bei der Skynyx2-0 10 Elektronen (der Dunkelstrom scheint mit weniger als 1 Elektron/sec z.B. für die Sonne vernachlässigbar), d.h. man kann max. 40000/10=4000 Graustufen real erzeugen, was sehr nahe an den 12 Bit (0...4095) dran liegt.


    D.h. die 12 Bit kann man nur dann voll ausnützen, wenn man den CCD-Chip auch voll aussteuert (am hellsten Punkt mit niedrigstem Gain). In der Regel wird man dies aber wohl eher nicht tun, sondern maximal die Hälfte erreichen - wie gesagt, eine Vermutung. Bleiben also faktisch maximal noch 11 Bit Auflösung, was aber immer noch fast das zehnfache ist als die 8 Bit. Theoretisch sollte man das also schon sehen können, zumindest wenn die Optik das hergibt. Denn Streulicht o.ä. wird ja den Kontrast zwischen sehr hellen (z.B. Sonnenoberfläche) und eher lichtschwachen (z.B. Protuberanzen) eher auswaschen.


    Hypothetisch würde ich trotzdem mal annehmen, dass es Dir, Peter, leichter gelingen sollte, gleichzeitig Protuberanzen und Sonnenoberfläche (oder -rand) darzustellen als mit 8 Bit. Das wäre zumindest meine Arbeitshypothese gewesen. Beobachtest Du das auch?


    VG Wolfgang

    Hallo Wolfgang,


    ja wenn es denn so einfach wäre [:D]
    Alle meine bisherigen Aufnahmen habe ich mit der 8bit Einstellung gemacht.
    Grund ist die doch recht zweifelhafte Art, wie Daten durch die Programme geleitet werden.
    Selbst wenn ich mit 12bit aufnehme und Registax das auch verarbeiten kann, so ist der Ausgang von Registax schon wieder 8bit.
    Oder, PaintShopPro schluckt ohne Warnung 16bit TIFFs , behandelt aber schön in 8bit weiter.
    So ist es schon ein schwerer Weg sicherzustellen, dass am Ende auch die volle Dynamik heraus kommt.


    Wichtig ist nur, dass die Kamera erst mal intern die 12bit verarbeitet und nach der Voreinstellung (Gamma, Kontrast, Gain usw.) dann ordentliche 8bit abliefert.


    Zudem kommt, dass es mir lieber ist, dass die Kamera 60 Bilder/s an den PC übertragen kann und ich so reichlich Material habe, als nur mit 25 Bilder/s und der 12bit TIFF Version zu laufen, obwohl 60 B/s eingestellt waren.


    Aber auch USB 2.0 kann keine Wunder vollbringen.


    Jedenfalls ist die SKYnyx weit besser als all meine Versuche mit div. WebCams zeigten. Und auch die Besitzer von FireWire Kameras werden es wohl kaum auf 60 Bilder/s bei 12 oder 16bit bringen.


    Gruß
    Peter

    Hallo Peter,


    dachte mir schon, dass das alles nicht so einfach ist [:I]


    Ich hatte mit Registax auch schon Probleme, und zwar beim Einlesen von Tif-Bildern, die ich aus meiner Digicam in dieses Format konvertiert hatte. Von den Registax-Entwicklern wurde mir dann empfohlen, meine Tif-Bilder vor Einlesen in Registax in png-Format zu konvertieren. Ist zwar umständlich, funktioniert aber tatsächlich besser als der Tif-Import. Wobei der Tif-Import auch gelang, erst bei der Berechnung traten dann immer Fehler auf. Ich bin mir daher nicht sicher, wie sauber die tif-Implementierung in Registax ist. Oder vielleicht ist es auch ein Problem mit dem Tif-Format als solchem (das schrieben mir die Registax-Leute). Ist auch egal, jedenfalls ist tif und Registax schwierig.


    Warum ich das schreibe: Auf der Registax-Homepage steht, dass es auch png-Format mit 16Bit/Kanal rausschreiben können sollte (allerdings auch tif in derselben Auflösung, aber ...). Vielleicht hilft Dir das weiter - aber wahrscheinlich hast Du das schon getestet. Ich fände es allerdings Käse, wenn Registax zwar 16 Bit einliest, aber nur 8 Bit rausschreiben könnte.


    Dass Deine Philosophie darin besteht, möglichst 60 Bilder/sec schreiben zu können, habe ich im Sonnenboard schon gelesen. Mich interessiert die Frage mit den 8 / 12 Bit allerdings auch, weil ich unter anderem aus diesem Grund an einer Skynyx interessiert wäre. Insofern ist die Diskussion für mich nicht ganz uneigennützig [:)]


    Ich weiss nicht, ob Du die entsprechenden Yahoo-Groups kennst (lumenerausers und LuCam-Recorder). Vielleicht findest Du da ja Informationen, die Dir weiterhelfen.


    Und last-but-not-least soll im Oktober ja eine neue Registax-Version rauskommen, vielleicht kann die ja tif auch als 16-Bit-Version ordentlich rausschreiben.
    viele Grüße
    Wolfgang

    Hallo Wolfgang,
    die Nutzergemeinde für 12 oder 16bit ist recht klein. Ordentliche Informationen dazu ganz spärlich. Aber es geht schon, wenn man richtig Zeit und Nerven investiert [:p]
    Mit Peter Katreniak von K3CCD Tools stehe ich in guter Verbindung, denn diese Software hat auch noch Probleme mit dem 12/16bit Format in der Ausgabe der AVIs. Aber es zeichnet sich ab, dass der Fehler nun bekannt ist und behoben werden kann.
    Mit Heiko Wilkens von LucamRecorder bin ich ebenfalls in Kontakt, denn auch hier gab es Unklarheiten. Erst vor wenigen Tagen konnte ich auch den Nachweis erbringen, dass die 12bit TIFFs vom LucamRecorder richtig sind und mit Photoshop 6 auch in 16bit genutzt und verarbeitet werden können. Weiter konnte ich dann auch diese TIFFs in Fitswork und EXIF-Reader analysieren.


    <b>Der Vorteil von 12bit ist also Vorhanden !</b>
    Aber alle nachfolgenden Bildbearbeitungen müssen natürlich auch dieses Format richtig interpretieren. Hier liegt der Hase im Pfeffer !


    Leider hat Lumenera dazu wenig bis keine Informationen oder Beispiele. Auch hier will ich versuchen bei FRAMOS etwas zu bewirken. Immerhin haben sie auf ihrer HP ja sogar ein Ha-Bild von mir als "Hingucker" übernommen und wollen nun auch an Werbung in Astrozeitschriften denken. Spät aber es kommt.


    Zusammenfassend kann ich sagen dass ich es nicht bereue die SKYnyx gekauft zu haben, denn welche Kamera, USB2.0 oder FireWire liefert diesen Datenstrom und kann bis 12bit Tiefe Bilder liefern. In erster Linie meine ich damit nicht deep sky sondern schnelle Bildfolgen für Planeten- Mond- und Sonnenaufnahmen.
    Deep Sky , kann die SKYnyx bis 3 Minuten Belichtung, was aber nicht vergleichbar ist mit der ATIK 2HS, welche ich auch habe und somit gut vergleichen kann. Es liegt an der sehr unterschiedlichen Vorverstärkung.
    Ich will damit die ATIK 2HS nicht abwerten, aber mit USB 1.1 sind die Grenzen eng gesteckt und die nicht abschaltbare Komprimierung der Bilder ist für mich extrem störend. Wozu alle Anstrengungen an die Auflösungsgrenze des Teleskops zu kommen, wenn dann am Ende diie Daten mit Kompressionsartefakten verschlechtert werden?


    Ich bin immer etwas fassungslos, wenn ich sehe was die Amateure für Geld in das Teleskop stecken (bis zu APO-Refraktor mit SM90+BF30 gestackt) und dann eine WebCam über eBay ersteigert als Empänger einsetzen.[:0]


    Gruß
    Peter

    Hallo Allerseits


    Ich erlaube mir noch einen Nachtrag zu dem sehr interessanten Thema, leider sehr spät, bitte entschuldigt.


    Thierry Legault hat den Informationsverlust bei der Digitisierung schon vor einiger Zeit versucht darzustellen:


    http://www.astrophoto.fr/ccd_video.html


    Nehmt den Jupitervergleich mal in ein anderes Programm und betrachtet es bei 200%. Ich empfinde den Unterschied zwischen 16bit und 10bit noch als zu gross, obwohl Thierry meint, 9bit oder 10bit würden genügen. Das Optimum liegt meiner Meinung nach irgendwo zwischen 10bit und 16bit für gut belichtete Aufnahmen!


    Dies bestätigt, dass die 12bit der Lumeneras nicht nur berechtigt, sondern wahrscheinlich sogar notwendig sind wenn man feinste Kontraste abbilden möchte. Ich habe auch einige Erfahrung in der Anwendung von 16bit CCD's für Sonne, Mond und Planeten. Der Unterschied zu 8bit habe ich durchwegs als immens empfunden und auch nur unter besten Bedingungen mit den üblichen 8bit Kameras gleich gute Resultate erreichen können wie mit 16bit-Kameras!


    Beste Grüsse
    Jan

    Hallo,


    auch von meiner Seite eine Entschuldigung für die späte Antwort. Erst war ich beruflich sehr viel unterwegs, und jetzt bin ich im Urlaub. Da ist auch nicht immer Zeit, in den Astrotreff zu schauen [:D]


    (==&gt;)Peter: Ganz herzlichen Dank, dass Du Dich so einsetzt, die Probleme mit &gt;8bit in den Griff zu bekommen. Ich bin überzeugt, dass da noch viel mehr Leute von profitieren werden, wenn das nur erst mal langsam klar wird, was die Vorteile sind. Dein Hinweis mit APO + teure Filter + Webcam ist mit Sicherheit gerechtfertig, zumindest vom Standpunkt der Fotographie. Wenn der Schwerpunkt mehr auf dem visuellen Beobachten liegt, und auch ein bischen fotographiert werden soll (oder bis der Finanzminister zustimmt[;)]), dann macht die Wahl u.U. schon Sinn ... Vom Systemstandpunkt, dass eine Kette nur so stark wie Ihr schwächstes Glied ist, hast Du natürlich vollkommen recht.


    (==&gt;)Jan: Ich stimme Dir zu, ich sehe auf dem Bild von Thierry Legault vor allem am Rand und an Strukturgrenzen einen Unterschied zwischen den 10 bit und den 16 bit. Wobei es aber auch sein kann, dass das ein Effekt ist, der im Stacking-Programm entsteht. Und nach meiner obigen Überlegung (sinnvolle Bittiefe = Tiefe des Potentialwalls in e- / Ausleserauschen in e-) hängt das ganze natürlich sehr stark von der benutzten Kamera, dem CCD-Chip und deren Eigenschaften ab. Ich habe jetzt die Daten der Kodak-Sensoren (die Thierry Legault benutzt hat) nicht zur Hand, aber ich würde trotzdem mal vermuten, dass da das Optimum so in der Gegend von mindestens 12 bit liegen dürfte. Und in der Realität wird man auch noch etwas gewinnen, wenn man das eine oder Bit mehr hat (für die Nyquist-Bedingung genügt es ja auch, zwei Messpunkte pro Schwingung zu haben, für HiFi-Qualität kann man auch noch ein paar Messpunkte mehr gebrauchen ... wenn man mal eine kleine Analogie machen möchte, die hier natürlich vollkommen off-Topic ist).


    Ich vermute also, dass wir in absehbarer Zeit an der Sonne (nur damit kenne ich mich ein bischen aus, Planeten habe ich noch nicht gemacht) mit mindestens 10-12 Bit mindestens arbeiten werden, und die Festplatten noch schneller voll werden. Und USB2.0 wird glühen ... gibts da eigentlich nichts schnelleres [:D] ?


    Viele Grüße
    Wolfgang

    Hallo Wolfgang,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Und USB2.0 wird glühen ... gibts da eigentlich nichts schnelleres
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Klar, IEEE1394b mit 800MBit/s [:)]


    Viele Gruesse,
    Oliver

    Hallo Oliver,


    ok, dann brauchen wir nur noch schnelle Festplatten - und CCDs bzw. Kameras, die die Daten mit der Rate liefern. Zu einem erschwinglichen Preis[}:)]


    VG Wolfgang

    Hallo Wolfgang,


    <blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">ok, dann brauchen wir nur noch schnelle Festplatten - und CCDs bzw. Kameras, die die Daten mit der Rate liefern. Zu einem erschwinglichen Preis[}:)]
    <hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">


    Da gibts z.B. die Dragonfly Express von Point Grey, die Anthony Wesley aka "Bird" erfolgreich einsetzt: http://www.ptgrey.com/products/dx/index.asp<br>
    Ich hatte mal vor einiger Zeit den Preis angefragt, der kaum ueber dem einer Lumenera Skynyx liegt. Ok, erschwinglich ist relativ [;)] [:o)]


    Viele Gruesse,
    Oliver

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