Y llegué al dithering

Tras varios años de capturar imágenes llego al dithering que consiste en tomar varias tomas de un mismo objetivo pero desplazado aleatoriamente unos pocos píxeles en cada imagen tomada. Con este proceso se consigue obtener una imagen mediana (apilar las tomas mediante la opción mediana) que reflejará todos los "defectos" localizados en unos píxeles determinados. Se obtiene así una imagen que puede ser sustraida a las imágenes originales consiguiendo mejorar el fondo de cada una individualmente y por ende el fondo de la imagen resultante tras apilar las tomas individuales tratadas con el fichero "mediana".

Para ver como funciona, baste el ejemplo de la imagen de una supernova.

El dithering puede ser voluntario o "involuntario" si la montura no hace un seguimiento eficaz del objetivo. La idea consiste en mejorar el fondo de cielo para que las mediciones fotométricas sean más fiables y con un error menor.

La gráfica anterior representa unas horas de fotometría de la variable V1124 Her del tipo RR Lyr con el tratamiento habitual.

El gráfico anterior es el resultado de aplicar el método de dithering a las imágenes de la variable, se observa como algunas "malas" medidas han sido corregidas al mejorar el fondo de las imágenes.

No obstante al comparar los valores RSR de Fotodif para los dos análisis no se percibió variaciones perceptibles entre un tratamiento y otro.

Para averiguar si podría haber diferencias notables al tomar con distintos programas respecto al fondo hice una comparativa del nivel de ruido con maximDL. No existen diferencias grandes, pero es claro que algunos programas "cuidan" las imágenes mejor que otros.

Por otro lado un mal flat puede empeorar una imagen más que una mala toma. En el siguiente ejemplo el interlace de la cámara afectaba a las imágenes originales dando un aspecto a la imagen de persiana veneciana inaceptable.

Aunque en maximDL se puede hacer deinterlice para corregir este efecto en las imágenes, es otro tratamiento que puede ir  degradando la información original de la imagen.

Cuando el dithering sale de una deriva de la imagen por mal seguimiento, tenemos mormalmente una deriva lineal y cuando en un campo hay estrellas brillantes  y con pocos píxeles de desplazamiento entre imágenes , nos lleva a una imagen mediana que refleja este desplazamiento. Al restarla deja el efecto de este desplazamiento marcado en el fondo.

No obstante la imagen final consigue mejorar el rango dinámico de la imagen final, permitiendo sacar a la luz estrellas débiles.

También probé sobre la misma imagen el efecto de hacer una deconvolución por medio de máxima entropía para remarcar detalles (en estas imágenes, estrellas más puntuales).

Este proceso sirve para realzar pero su efecto sobre la imagen la hace no válida para sacar valores fotométricos fiables.

También probé a repetir el proceso de sacar la mediana después de haber tratado con una primera mediana las imágenes pero el resultado es que no mejoró la señal.

Seguimos comparando los resultados tras el uso de la mediana con el proceso de dithering. En la siguiente imagen calculamos valores sobre imagen sin tratar.

Por el contrario en la siguiente imagen se muestran los valores de la misma estrella tras tratar.

Se puede observar como con incluso menos imágenes apiladas el fondo mejora notablemente.

Una imagen de mediana típica es la siguiente.

Esta imagen es la que se utiliza como "dark" para corregir los defectos "localizados" en las imágenes.

Por último, se me ocurrió sacar una mediana artificial cuando no se hace un buen dithering. Por un lado saqué una imagen mediana centrada en los píxeles calientes que siempre aparecen en la misma posición, por otro lado decidí sacar la mediana usando imágenes reales rotadas 180 grados y reflejadas horizontal y verticalmente.

El resultado ha sido el siguiente:

En fin, espero haber dejado claro las ventajas del dithering y animaros a usarlo para mejorar vuestras imágenes finales. En todo caso es mejor hacer un dithering voluntario desplazando los píxeles que queramos el objetivo, sobre todo cuando hay una galaxia por medio.