Analisi del seeing

Con le lavatrici software automatiche quali Registax, Autostakkert, Astrosurface o altre si riesce ad avere in automatico un allineamento e somma dei migliori frames di un video. E’ importante però capire quale è la qualità reale dei frames, analizzandoli unitariamente. E’ un esercizio utile da fare manualmente, almeno una volta nella vita, per capire tangibilmente la qualità dei frames che il software andrebbe a sommare in condizione automatica. Serve anche ad auto-referenziarsi mentalmente, per capire le serate future e attribuire correttamente un peso al numero di frames da sommare per avere i migliori risultati.

Bisogna ricordarsi sempre che siamo in Italia ed il seeing è veramente mediocre, pertanto sapere stratificare il contenuto di un video in singoli frame di una determinata qualità è di grande supporto nelle scelte operative di stacking.

Metodo e Analisi numerica

Per la prima volta ho sviluppato con VirtualDub un video in singoli frames. Per la precisione ho preso un video che pensavo essere eccezionale. Probabilmente, l’elevato frame rate falsificava la realtà facendomi percepire lo stato globale del video come eccezionale.

Ho quindi creato 10 sottocartelle (numerate da 1 a 10) ed ho iniziato a guardare i singoli frame, pesandoli e spostandoli nelle cartelle corrispondenti alla scala di riferimento della qualità dell’immagine funzione della presenza di: distorsioni, tremolii, opacizzazioni, etc.

Il lavoro è durato alcune ore e con grande soddisfazione ho generato una distribuzione dati interessante.

Ecco la seguente tabella numerica che identifica il contenuto in file di ogni sottocartella:

Rating immaginen° frames% framesScala e Riferimento visivo
10,0E+000,00%1/10: Vedere un oggetto.
20,0E+000,00%2/10: Immagine molto “tremolante”.
32,6E+025,19%3/10: Tremolio moderato.
41,3E+0324,95%4/10: Tremolio persistente.
51,8E+0336,53%5/10: Visione difficile, con tremolio forte.
61,1E+0321,96%6/10: Tremolio costante, ma con possibilità di vedere dettagli.
74,6E+029,18%7/10: Immagine più stabile con tremolio leggero.
89,0E+011,80%8/10: Immagine quasi stabile con piccole perturbazioni.
91,0E+010,20%9/10: Immagine molto stabile e nitida, con solo leggerissime ondulazioni.
101,0E+010,20%10/10: Visione perfetta, senza alcun tremolio.

Esempi di immagine con livello 3 e livello 9 (antipodi):

Esempio di un frame con deformazioni evidenti, tremolio consistente. Associato peso pari a 3.
Esempio di un singolo frame con peso pari a 9. Si osserva il tenue bandeggio, la divisione di Cassini, gli anelli sono netti, il confine tra anelli e disco planetario è consistente.

Questi i dati raccolti in grafico:

Da questa distribuzione dati si evince che il seeing della serata, che inizialmente avevo stimato in 7/10 con punte di 8/10, in realtà è numericamente un seeing da 5-6 decimi con punte di 7/10. Pochissimi i frames a 8-9 e 10/10.

Facendo invece una analisi temporale del seeing, e considerando un frame rates al momento della raccolta di 40 fps ho suddiviso 13 secondi di video i blocchi da 40 fps circa per circa 520 frames totali. Viene fuori una tabella interessante, dove selezionando con formattazione condizionale in scala di colore si mostra come un onda di colore, proprio a voler rappresentare “l’effetto ballerino” del seeing.

Usando un grafico:

Ovviamente infittendo l’analisi e arrivando fino ad una valutazione puntuale il diagramma risulta molto più scatterato ma il linea di principio il concetto è chiaro. Non è facile correlare questi dati alle condizioni al contorno e quindi per semplificare ritengo che le stesse fossero ininfluenti.

Facendo la media pesata il seeing è 5.2/10…che tristezza!!!

Da questa analisi, pur combattendo con il rumore, si evince che il numero massimo di frames da sommare sarà pari al 2% del totale. Post somma con Autostakkert, solo piccola regolazione colori per eliminare il verde che la fa da padrona e gauss per ridurre il rumore:

Potremmo affermare che il seeing della serata è 5,2/10. Si osserva un accumulo dei dati maggiormente verso la parte bassa della scala. La scarsissima numerazione dei frames a 8-10/10 invece indica la tipica condizione di “Buon Seeing nostrano”, perché ci accontentiamo, della penisola. Sarebbe da ripetere egualmente su un video dove il seeing viene stimato 10/10. Un predizione del seeing del momento successivo con così pochi dati non è attuabile. Andrebbe costruito un algoritmo ad hoc.

Conclusioni

Anche in una serata dove il tutto sembra ideale, c’è sempre questo nemico invisibile che si chiama seeing. L’analisi numerica conferma quello che ho sempre visto nelle sessioni realizzate da casa. Il seeing è medio! Anche in una condizione favorevole non bisogna calcare la mano nella sommatoria dei frames. Sicuramente la sommatoria, per il teorema di Nyquist aiuterà a migliorare il rapporto segnale rumore ma allo stesso tempo introduce una deturpazione media dei dettagli fini visibili nei pochissimi frames di elevata qualità.

Come fare quindi? Oltre a seguire alla lettera tutte le operazioni per raccogliere frames impeccabili, è necessario “aumentare” a dismisura il numero dei frames buoni, tra i pochissimi buoni. Questo si può fare usando solo camere di ripresa con frames rate elevatissimo e essere sul pezzo nel momento in cui la condizione sembra “stabilizzarsi”.

Altri riferimenti: