장비리뷰·이미지처리

02. 티셔츠 플랫으로 플랫 처리하기

권한조 2010. 2. 13. 15:03

 

평소에 플랫 항상 빼시는 CCD user나 고수분들은 Pass해 주세요.  지금까지 플랫 안빼시는 분들을 위해 작성해봅니다.

Sky Flat 을 이런저런 이유로 못찍으신 분들을 위해서도 도움이 될 것 같습니다.

원본을 16bit로 처리하는 기준으로 설명하였습니다.

 

그동안 Sky 플랫을 필드에서 3~4장 찍어  이미지처리하는데 사용했지만 빈번히 문제점이 발생하였습니다.

밝은 별이 찍히면 밝은별 제거해야 하고, 노출시간이 원 이미지와 비슷하지 않으면 잘 안빠질 때가 많았습니다.

게다가 Sky 플랫을 찍는 시기가 보통 해질때 혹은 해 뜰때가  많아 , 이때까지 기다릴 수 없는 상황에서는 이미지 처리에 상당히 난감했습니다.

 

그래서 집에서 티셔츠 플랫을 찍어보았습니다. 망원경 앞에 런닝구를 대고 고무줄로 경통 주변부를 감싸서 팽팽하게 한다음,

그 위에 하얀색 A4 용지를 올리고, 하얀 형광등에서 멀리 떨어진 곳에 두고 ISO100으로 적정노출이 되도록 5장 찍어서 평균합성하여 플랫을 만들었습니다.

촬영 시기는 주로 밤에, 잡광이 들어오지 않도록 다른 조명은 모두 끄시고 오직 하나의 형광등만 사용합니다. 이 형광들의 중심에 해당하는 바닥면에서 촬영합니다.

보통 ISO100으로 10장을 찍어 합성하여 사용합니다. 노출시간은 보통 1/4 sec 가 되었습니다.

 

아래의 그림처럼 경통에 난닝구를 대고 고무줄로 주변을 조여 펴줍니다. 이때 다음 세가지 사항이 중요합니다.

 

  1) 중요한 것은 대상을 찍을 때 카메라-망원경의 각도가 플랫을 찍을 때도 같아야 합니다.

  2) 뿐만아니라 플랫은 초점면에서 찍어주어야 합니다.

  3) 광축은 촬영지에서 셋팅 후 변경하지 말아야 합니다.  Error type 3,4 (광축워크샵때 말씀드린) 로 인해 비넷이 유발될 수 있기 때문입니다.

 

 

 

이제 그 위해 A4 용지 (더 큰 반사 망원경에는 좀더 큰 종이가 필요하겠군요) 를 올려놓고 , 10원짜리 동전등으로,

 반사망원경의 테두리에 3곳, 사경의 중심부에 3곳에 올려놓아 A4 용지도 펴줍니다.

 ( 이 과정이 반드시 필요한지는 의문입니다만, 난닝구를 쫘악 펴주면 늘어난 옷 섬유격자가 보여서요.ㅡ.,ㅡ) 

 

 

굴절 망원경이라면? 음.... 집에서 가대에 굴절 망원경을 놓고 형광등을 향하게 하거나, 혹은  수평으로 놓고 모니터 플랫을 찍는 게 더 좋을 것 같습니다.

참고로 플랫 이미지로는 카메라의 Amp열을 뺄수 없습니다. Amp 노이즈는 장노출에 의해서 나타나므로 이는 다크로 교정합니다.

 

플랫 원본이미지 입니다. (5장 평균합성)

 

 

역시 냉각 350d의 특성답게 IRcut 필터가 제거되었으니 약간 붉게 나왔습니다. 그냥 균일하게 밝게 보이지만, 레벨을 억지로 조정하면(Autolevel)

다음과 같이 나옵니다. (실제로 플랫을 빼줄때는 위의 이미지를 사용해야 합니다.)

 이미지 서클의 중심이 카메라의 중심과 일치하지 않은 것을 알 수 있습니다. 이런 이유로 관측지 촬영 셋팅을 그대로 유지하면서 플랫을 찍어야 합니다.

 그 외 잡다 먼지 등이 포작되었습니다.

 

 

이제 이렇게 얻은 플랫을 원본이미지에서 빼줍니다. 

R채널 이미지에서 플랫을 처리하려면 플랫이미지의 R채널을 사용합니다.

 플랫을 빼줄때는 반드시 합성하기 전 이미지 한장 한장에 적용해야 합니다.

만일 합성을 다 하고 나서 플랫을 빼주게 된다면 fixed pattern noise가 증가할 수 있으며, 노터치를 하는 경우 대상이 조금씩 움직이기 때문에 플랫이 잘 빠지지 않습니다.

 

Maxlm에 보면 Pixel Math라고 하는 Tool이 있고, 그 툴을 사용하셔서 다음 작업을 하시면 됩니다.

 

       플랫적용 이미지(해당채널) = (원본 - 플랫이미지(해당채널) x 상수 ) + 바이어스  ,  해당채널 = R,G,B

 

위 식의 의미는 원본에는 원하지 않는 신호인 플랫이미지가 섞여 있으며, 이 플랫을 빼주면 어느정도 순수한 데이터를 얻을 수 있습니다.

매번 대상에 따라 노이즈가 다르고, 카메라의 감도도 다르게 설정하기 때문에, 그 플랫은 촬영대상마다 굴곡이 다릅니다.

따라서 집에서 찍은 플랫 이미지에 특정 상수 값을 곱해서 그 굴곡(일종의 비넷)을 제거합니다.

 

바이어스를 더해주어야 하는 이유는 (원본 - 플랫이미지 x 상수 )의 값이 음수가 될 수 있기 때문입니다.

이 값이 음수가 되면 데이터가 사라지기 때문에 일정 바이어스(그냥 DC ,상수 값 의미함) 를 걸어서 이미지를 바닥 레벨에조 조금 띄워줍니다.

물론 너무 많이 띄워, 데이터의 상한값 65535 이상이 되서는 안되겠습니다.

 

이 바이어스로 인해 색감이 틀어져도, 합성하자마자 바로 DDP를 채널별로 해주기 때문에 큰 문제가 되지 않습니다.

상수는 이미지가 평탄해질때까지 해야 하는데, 평탄함을 확인하기 위해서 Line Profile을 켜두시고 horizontal mode로 셋팅하셔서 보시면 되겠습니다.

 

예시) 플랫을 적용하기 전에 이미지 한장을 올립니다. Red 영역의 플랫을 빼주는 작업니다. 그래프상에 심한 굴곡이 보입니다.  다크 픽셀도 보이는 군요.

 

 

 이제 Scale Factor(%) 값을 조정해서 적정상수를 구합니다.

  Red Channal의 Flat이 빠졌고, (직선이 되면 빠졌다고 보면 됩니다.) 아래 그래프에서 좌에서 우로 갈수록 증가하는 직선 형태가 되는데,

  이런 Gradient는 Remove Autogradient로 해결하면 됩니다.

  이 이미지에 대해서는 상수값이 1.1 즉 110%가 나왔습니다.

 

 만일 데이터가 0 이하의 부분에 존재한다면 Add Constant에 값을 입력하여 이를 보정합니다. 보통 10000 ~ 20000 입니다.

  이런 작업을 동일 노출로 찍은 모든 이미지에 반복하고 나서 합성하면 됩니다.

 

 

 

또다른 예시)

 

플랫 적용안한 원본 이미지 Line Profile

 

 

언덕처럼 깔려있는 바이어스를 빼주지 않으면 나중에 레벨이나 커브를 줄때 중심부가 타고 주변부는 깜깜해 집니다.

이제 얻은 플랫 이미지에 적당한 수를 곱해서 (저는 0.5~1.8 사이가 나왔습니다.) 빼주면 다음과 같은 결과가 나옵니다.

 

플랫 적용 후 Line Profile

 

 

위의 결과는 단지 B 채널에만 적용된 것입니다. 이렇게 R, G 채널도 평탄해질때까지 상수값을 잘 조정하고,

각 채널이 조정이 되었다면 따로따로 저장해서, 조정된 채널만 분리해서 (Split Color) 다시 합칩니다.

이렇게 되면 플랫이 적용된 평탄한 이미지가 만들어 집니다. 그외 잡다한 다른 성분도 잘 빠집니다.

 

결과)

 

1) 적용전 - 플랫 적용안해서 장미 성운 주변부에 뻘건 Bias가 깔려있고 귀퉁이는 어둡습니다.

 

 

2) 적용 후 - 비넷등의 바이어스가 사라진 양상입니다.

 

 

 

이렇게 바이어스가 깔끔하게 사라져주니깐, 최종 이미지 처리의 결과물도 많이 달라졌습니다.

이번 작업을 통해서 T셔츠 플랫이 매우 쓸만하게 느껴졌습니다.

특히 DDP를 사용해보면 플랫이 깔금하게 적용된 이미지는 DDP 결과물이 훨씬 좋을 뿐만 아니라 커브라 레벨 조정도 용이하고 등등...... 좋은 점이 너무 많은 것 같습니다.