Autostakkert, apilado en astrofotografía planetaria

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Aprender a utilizar de forma avanzada el software de apilado Autostakkert. Este proceso de aprendizaje te guiará mediante pasos para entender cada una de las opciones de configuración que hacen decisivo un correcto apilado en astrofotografía planetaria.

¿Qué es el apilado en astrofotografía planetaria?

Conocida técnicamente como Integración, se basa en la suma de imágenes para conseguir aumentar la relación Señal/Ruido (SNR), es decir, elevar la señal luminosa respecto al ruido generado por el sensor durante el proceso de captura del frame (ruido térmico y lectura).

Cuando se apila un conjunto de imágenes, el software promedia los valores de cada imagen individual, lo que significa que el ruido aleatorio en general disminuye pero la señal luminosa se consolida.

DeNoise AI, Reducción de Ruido con inteligencia artificial

El proceso de apilado se puede llevar a cabo gracias a que la señal producida por el ruido crece a un ritmo muy inferior a la señal luminosa, por eso cuanto más grande es la pila de imágenes tratadas se obtienen resultados menos ruidosos.

En astrofotografía planetaria, se toma la práctica del Lucky Imaging, es decir, se graban videos de una duración determinada buscando obtener el máximo número de imágenes por segundo (FPS) y así capturar los breves momentos de estabilidad atmosférica, esto conlleva valores de ganancia elevados e imágenes muy ruidosas. Resulta crucial conocer adecuadamente como apilar para obtener los mejores resultados.

Apilado 3000 frames vs Single frame ¡Desliza!

Apilado de Júpiter con Autostakkert Frame individual de Júpiter astrofotografía planetaria

¿Por qué utilizar el software Autostakkert?

Existen multitud de software de apilado destinados a la astrofotografía de cielo profundo, sin embargo estos programas no están diseñados para realizar una correcta labor con la astrofotografía planetaria.

puntos de alineacion en autostakkert

Proceso de alineación utilizado por Autostakkert mediante puntos (AP)

Los problemas a los que se enfrenta un software para cielo profundo son muy diferentes a los de astrofotografía planetaria. Mientras que para apilar imágenes de cielo profundo es necesaria la detección de los patrones de estrellas; para el apilado de astrofotografía planetarias es necesario la detección del disco planetario/superficie lunar-solar y su consecuente alineamiento.

En este aspecto destaca Autostakkert!, se trata de un software gratuito (Descargar) programado para apilar específicamente videos de planetas, Luna y Sol. Anteriormente al uso extendido de este software se utilizaba RegiStax6, este programa tenía un desempeño correcto en el apilado pero Autostakkert demostró mejores resultados con menor tiempo de procesado. Si bien, RegiStax6 es el software de procesado más extendido para astrofotografía planetaria.

Tutorial Autostakkert!

En la siguiente guía vas a aprender a utilizar paso a paso el software Autostakkert para el apilado de astrofotografía planetaria. En cada punto se realizara un análisis para determinar cuál es la configuración que obtiene resultados más óptimos. La guía se desarrolla desde la carga del propio archivo hasta obtener la imagen apilada. Sigue la metodología propuesta y mejorara la calidad de tus imágenes apiladas en astrofotografías planetarias.

Análisis del archivo de apilado

El primer paso es el análisis de los frames por parte de Autostakkert. Debemos entender que el software nos da la opción de configurar cual es el criterio que va a utilizar, es un parámetro clave para obtener el máximo rendimiento del vídeo apilado. En función de nuestra elección, Autostakkert realiza una valoración de la calidad de cada imagen individual siendo el criterio final para apilar las imágenes.

Carga de archivo

Para añadir un archivo al proceso de apilado, solo debemos cargarlo desde la opción “Open”. Aparecerá una ventana para seleccionar el archivo deseado desde los directorios del disco duro (mientras sea un archivo compatible).

Aunque Autostakkert está dedicado a apilar videos en formato AVI y SER, también puede apilar un set de imágenes., de forma que podría apilar un set de capturas a cometas u otros objetos. Al seleccionar el archivo deseado, la ventana adjunta de Autostakkert mostrará el primer frame del vídeo cargado.

Cargando archivo en autostakkert

Cargando archivo en Autostakkert!3

Image Stabilization

El estabilizador de imagen se encarga de rastrear el planeta o bien la superficie lunar/solar, esta característica de Autostakkert es la que está especialmente dedicada al apilado de astrofotografía planetaria y que tan buena fama ha reportado al software por su buen desempeño.

En astrofotografía planetaria, al capturar a grandes aumentos, la atmósfera provoca que el planeta tenga movimiento dentro de la escena. Este efecto va relacionado con la estabilidad atmosférica y en general con el Seeing. Por este motivo es muy importante que el software de apilado sea capaz de detectar la posición del disco planetario en cada frame.

Para corregir el problema anterior, Autostakkert cuenta con dos modos de procesado según la naturaleza de la grabación:

Efecto seeing sobre SaturnoEfecto seeing sobre Saturno

Surface

Se utiliza para el apilado de grabaciones lunares, solares o cielo profundo. Este tipo de tratamiento pretende alinear los frames del archivo analizando un área de estabilización (image stabilization anchor). Opcionalmente puede habilitarse Improved Tracking para un mejor seguimiento (aumentado del tiempo de procesado).

En referencia a Expand/Cropped, Autostakkert puede entregar la imagen sin que aparezcan los bordes con poca información (resultado de alinear la pila de imágenes) o bien entregar una imagen con dicha información.

image stabilization surface

Apilado de superficies (Luna y Sol)

Planet (COG)

Como indica su propio nombre, se utiliza para el apilado de grabaciones de planetas. Este proceso de apilado se realiza rastreando el disco plantario en cada frame (“Centro de gravedad COG” en relación al disco planetario) y analizando la calidad de cada uno de ellos mediante el Quality Estimator.

Por defecto está habilitada la opción Dynamic Background, esta característica ayuda enormemente al seguimiento del disco planetario por la escena por efecto del seeing. Es muy recomendable habilitar esta característica ya que solo aporta beneficio al resultado final.

tutorial autostakkert apilado planetaria

Apilado para planetas en Autostakkert

Quality Estimator

Mediante la configuración del Quality Estimator, decidimos cual es el criterio por el que Autostakkert va a ponderar la calidad de cada frame individual. Son ajustes muy importantes relacionados directamente con la calidad de la imagen final. En relación a las diferentes opciones, encontramos las siguientes:

LaPlace ∆

Teorema matemático que permite simplificar ciertos cálculos realizados con determinantes. En este caso debemos dejar activada dicha opción porque reducirá en lo posible la duración del análisis, aunque muchas veces Autostakkert está limitado por la capacidad del procesador de tu PC.

apilado en fotografía planetaria tutorial autostakkert

Estimador de calidad

Noise Robust (Robustez al Ruido)

Criterio con el que Autostakkert pondera la calidad en relación al ruido, este parámetro tiene valores entre 2 y 8. Cuando seleccionamos el valor más bajo, el software toma una criterio más permisivo con las imágenes ruidosas, por otro lado cuando se ajusta al máximo tiene especial interés en valorar las imágenes menos ruidosas.

Esto no significa que el valor máximo sea el adecuado. El propio software recomienda valores entre 5 y 7 dependiendo de la calidad aparente de la grabación utilizada. Resulta algo lioso pero la norma general es utilizar valores menores cuanto mayor es la calidad de las grabaciones y por o tanto menos ruido contendran; por lo contrario los valores más elevados se utilizaran para datos más ruidosos, por ejemplo en grabaciones de Urano o Neptuno.

Local(AP)/Global(Frame)

Hace referencia a la extensión donde se estimará la calidad. Se realizará en todo el frame (Global) o bien donde se hayan colocado los puntos de alineación (Local AP). Es recomendable utilizar la opción Local (AP) pues la estimación de calidad se realizara sobre las propias areas de los Puntos de alineación (AP) y no sobre el total del cuadro, esto resulta en una estimación más precisa del conjunto de frames analizado.

Reference Frame (Imagen de referencia)

Ajustamos la cantidad de imágenes que utilizará Autostakkert para realizar el reference frame. Podemos decidir la pila de frames para el cuadro de referencia, o que el propio software decida cuál es el valor apropiado en función de los frames totales de la grabación. Es muy recomendable dejar activada la función Auto size.

tutorial autostakkert reference frame

Frame de referencia

Configuración óptima de Quality Estimator

En esta sección se analiza la configuración óptima en las opciones previas al análisis de la grabación. Se toman las mismas condiciones de apilado para que la diferencia radique en los ajustes de esta sección ( AP40 50% y procesado idéntico de RegiStax6). Las siguientes imágenes muestran el cambio sufrido al modificar el parámetro Noise Robust junto con LaPlace. Se aprecia una mejora de contraste en el óvalo de Júpiter en ambos casos al llegar a valores de 5 a 7, pero con imágenes más ruidosas al deshabilitar LaplaceΔ.

Junto estas lineas puedes comprobar dos imágenes del planeta Júpiter que sirven para comparar el uso del parámetro LaPlace. Ambos ejemplos se han sobreprocesado para hacer más evidente el ruido resultante durante el apilado con Autostakkert. Se aprecia a priori una menor cantidad de ruido al aplicar LaPlace.

sobreprocesado júpiter para advertr cantidad ruido apilado laplace

Queda claro que la utilización de la opción LaPlace beneficia el resultado final del apilado, pero es importante entender como reaccionara AutoStakkert en relación al Noise Robust. Las siguientes imágenes pretenden comparar el uso de Noise Robust parametros con LaPlace. Aunque siempre hay que adaptar el Noise Robust a la calidad de los datos, la comparación pone en evidencia lo importante que es elegir un valor adecuado. En este caso y en ambas comparaciones, el valor óptimo es 6. Puede considerarse un valor promedio en muchos casos.

tutorial autostakkert analisis apilado

tutorial autostakkert analisis apilado

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Puntos de alineación para el apilado (AP)

Cuando se ha realizado el análisis de calidad ya estamos en condiciones de posicionar los puntos de alineación (Alignment Point AP). Este procedimiento está muy bien automatizado por parte de Autostakkert, aunque como veremos durante el artículo, los resultados cambian en función de la configuración que elegimos.

Opciones en ventana AP

Al finalizar el análisis de calidad pasamos a la ventana de Alignment Point (AP), antes de proceder a colocar los puntos, hay una serie de opciones que nos permiten ubicar los puntos de forma más eficaz.

Apilado en planetaria con autostakker alignment points

Visualización de archivo

La barra superior junto con la función Play nos permiten visualizar todos los frames del archivo de vídeo o pila de imágenes. Por un lado, al deslizar la barra nos muestran las imágenes individuales. Por otro lado, la función Play hace las veces de reproductor de vídeo.

En referencia a Image Size, nos permite decidir el tamaño final de la imagen apilada. Esto es útil cuando el tamaño de la ventana de grabación es excesivamente grande en relación al tamaño del objeto capturado.

Scaling(FIT/SER)

Hace referencia a la resolución de la imagen final. Lo recomendable es dejarlo en automático para que el software no cambie en este paso la resolución original del archivo de vídeo.

Display Options

Para aquellos objetos con bajo brillo como por ejemplo Neptuno y Urano, en ocasiones el software no es capaz de detectar el disco planetario y posicionar los Alignment Points (AP). Esta función permite elevar el brillo de frame para ayudar a colocar los puntos adecuadamente. El ajuste del brillo no repercute en la imagen final.

Export Frame(s)

Disponemos de la opción de guardar frames individuales de nuestra grabación o bien almacenarlos todos ordenados según criterio de calidad.

Configuración de AP

Es muy importante el correcto tamaño y posición de los puntos de alienación. Aunque Autostakkert nos permite disponer los AP de forma automática con “Place AP Grid”, es nuestra decisión el tamaño de los mismos.
Desde el panel AP Size ajustamos el área en pixeles de cada punto de alienación. Este valor tiene relevancia con la calidad del apilado y será analizado en el siguiente punto.

En la ventana Auto AP determinamos el comportamiento del posicionamiento automático de los AP. Por un lado hay que ajustar Min Bright, es valor umbral donde Autostakkert estima donde está el objeto de la captura. Las otras opciones:

  • Close to Edge: Coloca AP cerca del borde el objeto capturado
  • Replace: Al volver seleccionar Place AP Grid, borra los AP anteriores y coloca los nuevos.
  • Multi-Scale: Utiliza un criterio de colocación con AP de diferentes tamaños. No se recomienda utilizar esta funcionalidad.

Por último tenemos la posibilidad de aplicar zoom al frame para una correcta disposición de los puntos en el caso de que lo realizemos de forma manual. Para borrar los AP solo debes seleccionar la función Clear.

alignment points ap autostakkert

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Configuración óptima Alignment Points (AP)

El siguiente análisis se ha realizado únicamente modificando el tamaño de los Alignment Points (AP) para observar diferencias en la imagen apilada. Las condiciones de la prueba son:

  • Noise Robust 6 / LaPlace
  • Auto Size Reference frame
  • Stack Size 50%
  • Ajustes de Wavelets en Registax6 iguales

Se observa que al contrario de lo lógico, no se obtienen mejores resultados con áreas AP pequeñas. Los resultados dan el mejor contraste ente AP48 y AP72 siendo los más óptimos. Es notable la mejora de detalle sobre la tormenta justo arriba de GRS (Great Red Spot).

Apilado en Autostakkert comparativa AP Size

Ajuste de parámetro de apilado (Stack Options)

Ya estamos finalizando todos los ajustes necesarios para el apilado en astrofotografía planetaria. En este paso aprenderemos las diferentes opciones que disponemos para configurar nuestra pila de apilado. Al finalizar este paso ya podremos ejecutar el apilado de nuestro archivo y esperar la imagen para su procesado posterior. Ya sabes, tienes como de costumbre un video tutorial o bien el articulo con mayor extensión de contenido.

Tipo de archivo de imagen

Es importante seleccionar correctamente al tipo de archivo que tendrá nuestra imagen apilada. Dependiendo de la selección sufrirás una compresión diferente o dependerás de software especializado para su procesado. Los formatos disponibles son:

PNG

En ingles “Portable Network Graphics” se trata de un tipo de archivo muy extendido y principalmente útil para adaptarse a diferentes proveedores, es el PDF en el ámbito gráfico. Tiene cierto ratio de compresión por lo que no es recomendable porque modifica nuestra imagen. Tiene un peso inferior a los demás tipos disponibles.

TIF

Tagged Image File Format es un formato de archivo informático que almacena imágenes de mapa de bits. Usado en la industria gráfica y la astrofotografía profesional por su versatilidad y compresión no destructiva. Los archivos TIF están recomendados para utilizar en el apilado de astrofotografía planetaria.

FIT

Flexible Image Transport System es el formato de archivo más utilizado en el mundo de la astronomía. Es el más recomendamos aunque es más complicado de manejar al no ser leído por muchos los software.

Tamaño de pila Stack

Ajustaremos desde este cuadro de control que cantidad de frames /% de lo total queremos apilar. Disponemos de varios cuadros, podremos seleccionar hasta ocho pilas de imágenes. Al arrancar el proceso de apilado, se realizara cada selección hasta finalizar generado tantas imágenes apiladas como cantidades/porcentajes habilitados

Tutorial autostakkertTamaño de apilado

Opciones de procesado durante apilado

Autostakkert ofrece la posibilidad de realizar un procesado durante el apilado. Por un lado, la opción Normalize Stack modifica el histograma de cada frame apilado al nivel que deseemos. Por otro lado, Sharpen realiza un afilado mediante wavelets de la imagen apilada.

Estas dos opciones NO son nada recomendables sino es a modo de prueba, Autostakkert no es un software de procesado por lo que queda a decisión del algoritmo del software procesar el resultado.

Ajuste de tamaño imagen apilada

Es muy recomendable aumentar la escala de nuestra imagen apilada y esto es debido al pequeño tamaño de los sensores que se utilizan para astrofotografía planetaria. Por este motivo es muy recomendable aumentar al menos 1.5X por el método Drizzle.

Gigapixel AI, Super Resolución con inteligencia artificial

apilar en fotografia planetaria

Re-escalado de imagen

Stack Size óptimo

Este análisis sirve para entender la relación que existe entre el ruido/Stack Size. La siguiente imagen muestra la comparativa de varios tamaños de apilado, como en anteriores análisis, las condiciones son idénticas a excepción del parámetro estudiado. Como se observa tal como aumenta la cantidad de frames apilados, el ruido desaparece pero los detalles se diluyen.

Apilado en Autostakkert comparativa Stack Size

En este punto de la guia ya podriamos arrancar el apilado del archivo. Aunque vale la pena que sigas al siguiente apartado donde conoceras las opciones avanzadas que ofrece Autostakkert para el apilado de astrofotografía planetaria.

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Configuración avanzada de Autostakkert!

En este último paso de la guía, vamos a explicar las funciones avanzadas de Autostakkert. Aunque muchas de ellas se encuentran en modo experimental, vamos a analizar los resultados que se obtiene con ellas.

Alguna de la opciones que nos ofrece el software están en el ámbito de otros programas por lo que solo analizaremos aquellas que tengan referencia con el apilado.

Image Calibration

Dentro de este desplegable encontramos aquellas opciones relacionadas con tomas de calibración. En el ámbito de la astrofotografía planetaria, las tomas de calibración (darks, flats y mapa de pixeles muertos) el efecto es menor que en celo profundo.

Cabe destacar que si surte cierto efecto al aplicar tomas oscuras (darks) cuando el sensor es muy ruidoso o se tiene que capturar con altos valores de ganancia. La siguiente comparativa muestra el efecto de aplicar darks en la misma imagen.

Darks en astrofotografía Planetaria con PIPP

Se aprecia una mejora de contraste en la zona ampliada, queda probado que es recomendable la utilización de darks en aquellos casos explicados arriba. Del mismo modo, si tu sensor presenta pixeles muertos, es recomendable cargarle el mapa de los mismos.

dark en astrofotografia planetaria

Experimental Features

Como su nombre indica, el programador del software dejo las siguientes funcionalidades como experimentales, por lo que el desempeño de las mismas debe ser analizado para descartar las que tengan un beneficio en el apilado.

Field Rotation

Se trata de la misma funcionalidad que realiza WinJUPOS con su derrotación. Aunque en el caso de Autostakkert es más complejo de configurar puesto que hay que introducir los valores de forma manual y precisa.

Tutorial autostakkert experimental features

Pre-processing

Realiza un difuminado durante el apilado para facilitar el correcto alineamiento de cada frame. Este ajuste solo afecta a los pasos previos al apilado por lo que el difuminado no se aplica en la imagen final. En la prueba realizada no se aprecia ningún cambio sustancial en la imagen apilada. Queda a decisión tuya probar con tus apilados para ver si obtienes beneficio. El comparador siguiente te muestra ambas imágenes.

PreProcesado de Astrofotografía Planetaria con PIPP

Sigma Clipping

Es un método, rechaza el +-10% de los pixeles que estén ubicados a una distancia de dos sigma (desviación típica) respecto la media. Este método sirve para descartar el ruido existente en zonas oscuras. Se pueden realizar dos pasadas seleccionándolo en el panel. El comparador muestra que al activar Sigma Clipping 2, se aprecia una mejora de contraste, por lo que es recomendable experimentar con esta opción.

Ultra-smooth MAP recombination

Por último, queda por analizar la recombinación de los MAP (Multiple Alignment Points). Se trata de una alineación precisa de los AP, especialmente para imágenes de campo más amplias (Sol / Luna), pero como se demuestra en la siguiente comparativa, también surge efecto con imágenes planetarias.

tutorial autostakkert preprocessing tutorial autostakkert preprocessing
Tutorial autostakkert sigma clipping Tutorial autostakkert sigma clipping
Tutorial autostakkert ultra smooth MAP Tutorial autostakkert ultra smooth MAP

¡Te lo explico en persona!

AJUSTE ÓPTIMO de Autostakkert !3

Hemos realizado un análisis exhaustivo del apilado en astrofotografía planetaria. Después de repasar cada paso hasta realizar el apilado, se han tomado una serie de parámetros probados mediante comparativa que estiman el modo óptimo de apilado:

Image Stabilization: Planet(COG)+Dynamic Backgound

Quality Estimator: LaPlace + Noise Robust 5-7

Reference Frame: Auto Size (quality based)

AP Size: 48-72 pixeles + Close to edge

Tipo de imagen: TIF o FIT

Stack Size: 30%-50% (Dependiendo de la cantidad de frames)

Advance Options: Ultra-smooth MAP recombination + Sigma Clipping

Hasta aquí nuestra guía de apilado en astrofotografía planetaria con Autostakkert!3. Espero te haya servido de ayuda y obtengas mejoras en tus astrofotografías. Si tienes alguna duda no dejes de comentar y no te pierdas las demás guías que tenemos para ti!!!