Extraktion der grünen Farbkanäle

Der Farbsensor der ASI 174 MCC erzeugt die Farbinformationen mit Hilfe winziger Farbfilter über den einzelnen Pixeln, die in einer sog. Bayer-Matrix angeordnet sind. Bei der 174 MCC ist die Anordnung Rot Grün und darunter Grün Blau (RGGB). Diese Vierergruppen werden auch Superpixel genannt. Für die Photometrie müssen die einzelnen Farben getrennt ausgelesen (extrahiert) werden. Am häufigsten wird der grüne Farbkanal benutzt, da er annähernd Johnson V Helligkeiten liefert.

Auszug aus einem RAW-Bild vom 10.12.2018 mit Samyang f = 14 mm, Blende 2,8 mit einer Belichtung von 2 Sekunden bei 400 gain. Gezeigt ist ein Ausschnitt von der Umgebung von TYC 60 1626 (6,420 mag, B-V = 0,77 mag). Der Blauanteil ist gering, ein grünes Pixel ist gesättigt mit 4094 ADU (Analog to Digital Units). Der Analog to Digital Converter arbeitet mit 12 Bit und liefert Werte von 0 .. 4094.

Für die Extraktion des grünen Farbkanals gibt es mehrere Möglichkeiten. Bisher (bis Ende Dezember 2018) habe ich das Programm "Fitswork" mit der Option "Bayer, astro" mit Rot = 0 und Blau = 0 benutzt:

Das Ergebnis für das oben benutzte Bild sieht bei TYC 60 1626 so aus:

Die grünen Farbpixel werden unverändert übernommen, die roten und blauen Pixel werden durch bikubische Interpolation der vorhandenen Grün-Werte ersetzt. So wird versucht zu errechnen wieviel grünes Licht auf die roten und blauen Pixel gefallen sein sollte. Das Ergebnis kann nur eine mehr oder minder gute Annäherung an die Werte sein, die dort gemessen worden wären. Im Ergebnis besteht das Bild zur Hälfte aus real gemessenen Werten und zur anderen Hälfte aus vermuteten Werten. Das funktioniert aber erstaunlich gut, wie die bisherigen Ergebnisse zeigen.

Eine bessere Methode gibt es aber wohl nicht. Eine Alternative bietet Fitswork mit der Option "Bayer, schnelle Vorschau, halbe Größe" (statt "Bayer, astro" im Farb-CCD zu RGB-Dialog). Dabei werden jeweils die beiden grünen Pixel eines RGGB-Superpixels zu einem grünen Pixel zusammengefaßt (gemittelt). Das Ergebnis ist:

Es besteht nur noch aus linear interpolierten Werten. Das TYC 60 1626 ein Pixel gesättigt hat und damit die Photometrie dieses Sterns unbrauchbar macht, ist nicht mehr erkennbar. Diese Methode ist also für die Photometrie weniger brauchbar als die erste. Außerdem wird es durch die Halbierung der Auflösung schwieriger enge Nachbarsterne zu erkennen und von einer Messung auszuschliessen.

Einen dritten Weg bietet das Programm "IRIS". Mit "SPLIT_CFA [C1] [C2] [C3] [C4]" werden aus einem RAW-Bild vier Farbauszüge mit halber Auflösung erzeugt, ein roter, zwei grüne und ein blauer. Aus jedem der vier Pixel der Bayer-Superpixel wird ein Bild erzeugt. Das geschieht ohne jede Interpolation. Man erhält zwar die ungeänderten Original-Daten, aber verteilt auf zwei Grün-Bilder. Einzeln benutzt enthalten diese beiden Grün-Bilder nur die Hälfte der Informationen. Addiert man die beiden Grün-Bilder erhält man dasselbe Ergebnis wie bei der zweiten Fitswork-Option. Die bisher benutzte (erste) Fitwork-Option mit bikubischer Interpolation scheint tatsächlich die beste Wahl zu sein um die Grün-Werte zu extrahieren.