iris tutorial

IRIS TUTORIAL
Aprire un file immagine
Settings
Al primo avvio di IRIS devi regolare alcuni settaggi. Il primo passo è vedere dove
metti le tue immagini per il software. Questa è la cartella di lavoro (working path o
working directory). Perciò, durante il primo utilizzo devi fare le seguenti operazioni:
1) aprire la voce Settings dal menu File
2) selezionare un percorso valido per la cartella di lavoro. Qui d:\demo (è un
esempio)
Per il nostro settaggio : Working path: C:\iris foto\ - BTA Catalog: E:\catalog –
Script path: C:\iris foto\ - AudelA: C:\iris foto\
3) seleziona come default il tipo di file per le immagini. Puoi scegliere tra i formati
FITS e PIC. FITS è uno standard in astronomia (puoi selezionare due nomi
estensioni per i file FITS, *.fit o *.fts). PIC è un formato proprietario. La
funzione veri colori di IRIS è solamente supportata per questo ultimo formato.
Non solo, per ovvi motivi è raccomandato selezionare PIC la prima volta. Si noti
che esistono dei comandi per convertire file FITS in PIC e viceversa. Utile per
esportare i tuoi dati per esempio. Puoi anche caricare e salvare in formati
fotografici (BMP, PNG, JPEG, …).
Caricare un file
Metodo 1
Seleziona la voce Open dal menu File (o clicca l’icona standard Open sulla barra delle
icone). Per esempio, seleziona il file m51.fit caricato nella cartella c:\iris:
Clicca il pulsante Open. Il file immagine è caricato nella memoria del computer e
appare sull’area dello schermo come segue:
Nota, solo un’immagine alla volta può essere mostrata. È possibile caricare un file PIC
dalla voce Open.
Metodo 2
Usa la console dei comandi, una potente funzione di IRIS. Per questo, clicca il pulsante
sulla barra delle icone. Un editor di testo appare sullo schermo. È la console dei
comandi.
Allora un tipico comando:
>LOAD C:\IRIS\M51
La parola LOAD è il nome del comando. “C:\IRIS\M51” è l’argomento del comando
(qui il percorso e il nome del file sono caricati e mostrati).
Il prompt “>” è necessario a sinistra del nome del comando. Il maiuscolo delle lettere
non è significativo. L’estensione del file non è necessaria perché il comando LOAD può
aprire solo i formati dei file di default (vedi sotto).
Premi il tasto <Enter> per eseguire il tuo comando.
Se il file M51.PIC esiste nella directory C:\IRIS, tutto è giusto, l’immagine viene
correttamente caricata. Se l’immagine indicata non esiste nella directory o se
l’immagine è un file FITS (M51.FIT per esempio) un errore viene mostrato. La ragione
è semplice, la selezione di default per il formato dei file alla voce Settings è il
formato PIC e il comando LOAD può aprire solo file il cui formato sia quello di default.
Se l’immagine aperta viene caricata nella directory di lavoro, si può usare una più
semplice forma del comando LOAD:
>LOAD M51
Questo comando è una forma compatta dell’equivalente (ricorda, la directory di lavoro
di default è “d:\demo”):
>LOAD D:\DEMO\M51
La possibilità di scrittura compatta nella console dei comandi è la ragione principale
della directory di lavoro e dei default dei file
Metodo 3
Importazione seleziona e trascina
Dal menu File, clicca sulla voce Select files
Appare una finestra di dialogo per la selezione dei file (se necessario chiude o riduce
ad icona tutte le applicazioni per vedere questa finestra). Seleziona il tipo di file delle
immagini che saranno importate. Seleziona e trascina nella finestra Select files i file
desiderati dal file manager. Nel seguente esempio, il formato FITS è selezionato per le
immagini di input, e solo un immagine viene importata (“M51.FIT”). Infine, scegli un
nome generico per le immagini di output. Qui un nome molto breve è designato con
“i”:
Clicca Create a sequence per convertire i file FITS M51.FIT in file PIC nella directory di
lavoro (il formato di file di default e la di directory di default). Il nome completo di
questo nuovo file immagine è I1.PIC. “I” è il nome generico e “1” è un indice. Per
prova, dalla console, esegui il comando:
>LOAD I1
Ora supponiamo che hai selezionato più di un file nella finestra Select files, per
esempio M51-1.FIT, M51-2.FIT, M31.FIT. Se il nome generico per le immagini
importate è “RUN”, il risultato è tre nuove immagini nella directory di lavoro. Le
immagini di input sono ordinate per nome alfabetico e la corrispondenza tra input e
output è:
M31.FIT
M51-1.FIT
M51-2.FIT
à
à
à
RUN1.PIC
RUN2.PIC
RUN3.PIC
Metodo 4
Se importi grandi sequenze di immagini, una buona idea è di indicizzare il nome dei
file, come M51-1.FIT, M51-2.FIT, M51-3.FIT, ...
Per importare questa sequenza puoi usare nella console il comando specifico
FITS2PIC. Il comando converte una sequenza di immagini FITS in una sequenza di
immagini PIC. Per esempio, supponiamo una sequenza di tre immagini FITS
memorizzate nella cartella c:\iris. Per importare queste immagini nella directory di
lavoro e convertirle in PIC scrivi:
>FITS2PIC C:\IRIS\M51- I 3
FITS2PIC accetta tre parametri: (1) il nome generico dei file FITS di input (qui
M51-), (2) il nome generico dei file PIC in output (qui “i” – per esempio), (3) il numero
di immagini nella sequenza (qui 3). La sintassi è: FITS2PIC [INPUT] [OUTPUT]
[NUMBER]
Molte migliaia di comandi di questo tipo sono disponibili. Per una lista dei comandi fai
riferimento alla lista comandi presente sul sito di IRIS.
Dopo aver lanciato il comando FITS2PIC, è facile vedere che la directory d:\demo (la
directory di lavoro) contiene i file I1.PIC, I2.PIC, I3.PIC
Puoi visualizzare queste immagini successivamente. Per esempio:
>LOAD I1
>LOAD I2
>LOAD I3
Circa il conteggio interno dei dati
IRIS memorizza i pixel nella memoria del computer nella forma di dati segnati con
16-bits interi. Così, la dinamica di un’immagine classica è compresa tra i livelli 0 e
32767. Ma numeri negativi sono perfettamente accettati (utili per alcune
elaborazioni). Se noi consideriamo questo aspetto, la dinamica totale di un immagine
è compresa tra -32767 e 32767.
Nota: Il tipo reale di dati, conteggio a doppia precisione, è usato molte volte, ma solo
per calcoli intermedi di alta precisione, non visibili dall’utente.
L’effetto sul tipo di dati con segno è l’impossibilità di mostrare direttamente immagini
FITS con conteggi dei pixel tra 0 e 65535 (formato a 16 bit senza segno). Le uniche
soluzioni sotto IRIS in questa situazione sono (1) dividere tutti i pixel delle immagini
importate per 2, (2) bloccare i valore tra 32767 e 65535 all’unico valore 32767.
Per applicare il primo metodo lanciamo il comando a linea LOADSX. Il livello dei pixel
viene moltiplicato per 0.5 per portare la dinamica finale tra 0 e 32767.
Per esempio supponiamo un immagine M51 a 16 bit senza segno (intervallo dinamico
tra 0 e 65535). Per caricarla correttamente in memoria e mostrarla puoi lanciare il
comando:
>LOADSX M51 (o LOADSX C:\IRIS\M51 per esempio se l’immagine importata non è
memorizzata nella directory di lavoro).
Per applicare il secondo metodo, lancia il comando di linea LOADSX2. Il livello dei
pixel non viene modificato ma l’immagine viene troncata nelle intensità più alte di
32767. Per esempio:
>LOADSX2 M51
Puoi anche importare direttamente sequenze di file FITS senza segno:
CONVERTSX [IN] [OUT] [NUMBER]: il livello dei pixel viene moltiplicato per 0.5
per rispettare la dinamica 0…32767. Per esempio
>CONVERTSX M51- I 37
La sequenza M51-1, ..., M51-37 viene convertita nella sequenza I1, ..., I37.
CONVERTSX2 [IN] [OUT] [NUMBER]: il livello dei pixel non viene modificato, ma
le immagini sono troncate per intensità più alte di 32767. Il livello finale sarà tra 0 e
32767.
CONVERTSX3 [IN] [OUT] [NUMBER]: il valore 32767 viene sottratto per tutti i
pixel delle immagini importate. Il livello finale sarà tra -32768 e 32767.
Se una immagine a 16 bit senza segno è in memoria (aperta con il classico comando
LOAD o dal menu) è possibile convertirla in un immagine con segno usando il
comando SIGNED (nessun parametro – la dinamica viene divisa per 2) o il comando
SIGNED2 (valori sopra il 3277 sono bloccati a 32767).
Posso aprire un immagine a veri colori?
Si, puoi aprire file 3x8 bit BMP, JPEG, PNG, TIFF e anche file 3x16 bit (48 bit colore)
PNG e TIFF. Per tutte queste situazioni, l’immagine viene memorizzata nella forma di
un documento 3x16 bit con segno. Come procedere?
Dal meni File, clicca l’opzione Load e seleziona il tipo di file grafico nella finestra di
dialogo:
Clicca Open, e l’immagine viene mostrata:
Puoi anche aprire l’immagine a colori dalla console dei comandi:
>LOADPNG OBSERVATORY
Comandi equivalenti per file TIFF e BMP sono LOADTIFF e LOADBMP, …
Per identificare il numero di colori nell’immagine corrente, vedi le informazioni
nell’angolo in basso a destra della finestra di IRIS:
Questa area mostra anche i dati sulla posizione del puntatore del mouse e l’intensità
del pixel sotto il puntatore (qui R, G e B pixel perché l’immagine attuale è un
documento a 48 bit).
Regolare l’aspetto di un’immagine in B&W
Modificare la luminosità e il contrasto
Aprire l’immagine di M51: >LOAD M51
Nota importate sulla linea di comando: è sempre possibile andare indietro ai comandi
precedenti usando i tasti direzionali ed editare il testo. Puoi anche lanciare il comando
semplicemente premendo il tasto <Enter> (la posizione del cursore all’interno della
linea non è importate). Puoi apportare opportune modifiche al comando agendo sui
parametri. Questo è molto conveniente per operazione che vuoi ripetere molte volte.
Tutte le solite funzioni dell’editor di testo sono disponibili (inserisci, cancella, copia ed
incolla, …).
Agisci sul cursore superiore della finestra Threshold:
L’operazione modifica la luminosità dell’immagine e permette di vedere i dettagli
vaghi. Qui il risultato:
Un effetto equivalente è possibile dalla console dei comandi. Inserisci questo nuovo
comando alla posizione del prompt:
>VISU 480 0
VISU è un elemento principale dei comandi di IRIS. Comprendere l’uso di questo
comando è essenziale.
Ricordiamo semplicemente che la visualizzazione consiste nel mostrare ogni pixel
dell’immagine sullo schermo con valori variabili di luminosità. In generale, l’intensità di
un pixel dello schermo è proporzionale al livello del corrispondente pixel
nell’immagine.
I livelli nell’immagine sono costretti da due limiti: la soglia superiore che limita le
intensità più forti dell’immagine, e la soglia inferiore, che limita le intensità più deboli.
I pixel che hanno intensità maggiore della soglia alta sono bianchi. I pixel che hanno
intensità minore della soglia bassa sono neri. I livelli di grigio del display sono
distribuiti tra la soglia alta e la soglia bassa. Il comando VISU agisce per modificare la
soglia di visualizzazione dell’immagine corrente. La sintassi è:
VISU [UPPER THRESHOLD] [LOWER THRESHOLD]
Il problema principale della visualizzazione è che il numero di livelli di grigio disponibili
per mostrare un immagine è tipicamente molto più basso del numero di livelli in
un’immagine.
Senza
elaborazione
(tipicamente
modifica
dell’istogramma
dell’immagine), è difficile esaminare tutta la dinamica di un’immagine giusto con una
sola visualizzazione. La soluzione classica è di tentare un coppia di soglia. Inserisci per
esempio (o edita un precedente comando):
>VISU 6000 0
>VISU 12000 0
Suggerimento: se inverti le intensità delle soglie alta e bassa, il risultato è un visione
negativa dell’oggetto
>VISU 50 600
Nota il nuovo aspetto della finestra di soglia:
Il comando VISU modifica la posizione dei cursori. Agire sul cursore interattivamente
o modificare i parametri del comando VISU è equivalente.
Nota che la soglia selezionata non ha effetto su come l’immagine viene memorizzata
in memoria. Essa cambia solo come viene mostrata sullo schermo.
Se la finestra di soglia non è visibile, clicca sul pulsante Threshold sulla barra delle
icone:
Modificare la palette di colori
Puoi anche facilmente modificare la palette di colori. Quattro palette di colori sono già
programmate. Prova ciccando sul pulsante palette:
Esempio di visualizzazione in falsi colori:
Suggerimento: Come esportare la palette di falsi colori con l’immagine? Usa il
comando SAVEBMP, i.e.
>SAVEBMP MYSIMAGE
Disegnare le isofote
Seleziona la tavolozza standard (B&W) e lancia il comando Logarithm dal menu
View. Uno stretch logaritmico è calcolato, un modo semplice, ma spesso efficace!
Regola la soglia per una corretta visualizzazione di tutte le parti della galassia:
Dall’immagine logaritmica disegnare l’immagine delle isofote. Siccome l’immagine è
logaritmica, il passo tra le isofote successive è proporzionale alla magnitudine
superficiale. Prima salva l’immagine in un file temporaneo, per esempio:
>SAVE TMP
Prendi le dimensioni dell’immagine. L’informazione viene data dal comando a linea
INFO. Puoi anche usare il Image Info… funzione del menu File. Il formato
dell’immagine di M51 è 379x466 pixel.
Lancia il comando Isophotes dal menu View e inserisci i parametri come segue
(nota, la dimensione-X e la dimensione-Y hanno di default il valore della dimensione
dell’immagine corrente!):
Clicca OK per mostrare il risultato. Se non ti piace questo risultato, puoi annullare
questo cambiamento ciccando il pulsante
sulla barra delle icone. Prova diversi
valori per (alta, bassa) soglia, il passo tra le isofote o le opzioni (falsi colori, …).
Siccome il livello di grigio e la foto delle isofote di M51 hanno la stessa dimensione,
puoi sommare queste due immagini. Per questo usa nella console il comando ADD:
>ADD M51
Disegnare visualizzazioni 3D
Carica l’immagine di M51, e lancia il comando 3D dal menu View…
Scrivere un testo
Il comando TEXT permette di scrivere un testo nell’immagine. Questa funzione
modifica l’intensità dei pixel in memoria. Tu puoi cancellare l’operazione usando il
pulsante “undo” della barra delle icone.
La sintassi è: TEXT [TEXT] [X] [Y] [INTENSITY]
[TEXT] è contenuto del testo.
[X] e [Y] sono le coordinate in pixel della posizione da cui comincia il testo
[INTENSITY] è l’intensità del testo, un numero compreso tra 0 e 32767.
Esempio: >TEXT ZETA_TAU____APRIL_2002 30 5 32000
Nota l’uso del carattere “_” per scrivere un simbolo bianco.
Regolare l’aspetto di un’immagine a colori
Regolare i colori
Carica un immagine a colori veri. Per esempio, se l’immagine è localizzata nella
working path: >LOAD OBSERVATORY
Ricorda, è importante selezionare il formato dei file su PIC nella finestra dei settings
per processare le immagini a 48 bit.
La classica finestra delle soglie e il comando VISU possono essere usati. La situazione
è identica alle immagini in B&W. Ma IRIS implementa anche specifici comandi per
mostrare e processare immagini a colori.
Seleziona la funzione di White Balance nel menu View e regola il cursore per
equilibrare i canali rosso, verde e blu nella memoria a 48 bit dell’immagine.
La memoria dell’immagine viene modificata con questa funzione se clicchi sul pulsante
OK.
Per regolare la curva del gamma per ogni canale RGB, apri la finestra Gamma
adjustement dal menu View:
Puoi anche modificare la saturazione
adjustement (menu View)
del colore con la finestra Saturation
Convertire un’immagine a 48 bit in un’immagine a 16 bit
Il metodo più semplice per convertire un’immagina a colore in una bianco e nero è
sommare i tre canali colore in un unico B&W. Per questo, lancia il comando 48-bit to
16 bit dal menu Digital photo. Il risultato:
Convertire un’immagine a 16 bit in un’immagine a 48 bit
Caricare un’immagine a 16 bit e convertirla in un’immagine a 48 bit usando il
comando 16 bit to 48 bit dal menu Digital photo. IRIS duplica l’immagine B&W nei
livelli R, G e B di un’immagine a colori. Di certo, l’aspetto del risultato è un’immagine
in scala di grigi, ma ora conteggia con 48 bit (vedi le indicazioni nell’angolo in basso a
destra della finestra di IRIS).
Salvare un file immagine
Salvare un’immagine su disco
Dopo un’elaborazione, il risultato può essere salvato su un disco. Il comando
simmetrico a LOAD è il comando SAVE. L’uso di SAVE è semplice, l’unico parametro
è il nome del file da salvare. Se la path non è indicata, l’immagine viene salvata nella
working path. Per esempio:
>SAVE MYPROCESS
Se il formato dell’immagine corrente è il formato proprietario PIC, IRIS aggiunge
l’estensione *.pic al nome del file. Se il formato corrente è FIT(S), IRIS aggiunge
l’estensione *.fit al nome del file.
Puoi usare anche la finestra di dialogo Save dal menu File. Da questa stessa finestra
di dialogo puoi anche esportare l’immagine con formato grafico. Se TIFF o PNG è
selezionato il file esportato è in un formato a 48 bit.
Anche la console dei comandi può essere usata. Per esempio:
>SAVEPNG MYPROCESS
produce nella working path il file a 48 bit “myprocess.png”.
Per salvare un’immagine JPEG dalla console, devi indicare il criterio di qualità della
compressione. Per la migliore qualità inserisci:
>SAVEJPG MYPROCESS 1
Per una bassa qualità, ma anche un’immagine più compatta, usa:
>SAVEJPG MYPROCESS 5
Valori intermedi sono possibili per il parametro di compressione.
Puoi anche esportare immagini in file formato PSD (Photoshop) con il comando
SAVEPSD.
Una sequenza di immagini PIC può essere facilmente convertita in una sequenza di
FITS usando il comando PIC2FITS (simmetrico di FITS2PIC). Per esempio:
>PIC2FITS IN OUT 37
converte la sequenza IN1.PIC, IN2.PIC, ... IN37.PIC nella sequenza OUT1.FIT,
OUT2.FIT, … OUT37. FIT
Il comando PIC2BMP converte una sequenza di file PIC in una sequenza di file BMP.
Il comando EXPORT genera un file “raw” da un immagine in memoria a 16 bit. La
sintassi è:
EXPORT [NAME] [HEADER] [BYTE PER PIXEL] [REVERSE (0 o 1)]
Il primo parametro è il nome dell’immagine salvata sul disco. È tua responsabilità
aggiungere un’estensione a questo nome (*.dat per esempio). HEADER è la
dimensione dell’intestazione (in unità di byte). Questa intestazione se riempita da
zero. Il terzo parametro è il numero di byte in un pixel. Se il valore di questo
parametro è zero viene usata l’approssimazione Intel. Se il parametro è 1, IRIS usa il
modello Motorola per ordinare i byte. Esempio:
>EXPORT FILE.DAT 0 2 0
L’equivalente per importare è il comando IMPORT.
Suggerimento: EXPORT2 è simile a EXPORT, ma il naturale conteggio interno di IRIS
[-32768…32767] viene mappato per [0…65535].
Il comando EXPORT_ASC offre la possibilità di memorizzare in memoria l’immagine in
un file a tre colonne ASCII (leggibile con un elaboratore di testo per esempio). La
prima colonna contiene le coordiante X indice di un pixel, la seconda colonna contiene
le coordinate Y indice di un pixel, il terzo parametro contiene il valore d’intensità del
pixel.
La funzione simmetrica è IMPORT_ASC.
L’aspetto delle mie immagini esportate TIFF o PNG è molto strano!?
Se l’aspetto dell’immagine esportata è…
…la ragione è che l’immagine contiene valori negativi. È facile risolvere digitando il
comando STAT. >STAT
Il risultato è mostrato nella finestra di output:
Osserva il valore min.: -12799. La soluzione è semplice qui, somma una constante a
tutti i pixel:
>OFFSET 12799
o dal menu Processing, apri la voce Add:
Un altro problema tipico: l’immagine appare molto scura nel tuo software grafico. Puoi
regolare i livelli di questo, ma quando questo non è possibile, è necessario agire con
IRIS. Spesso, il problema è che la dinamica dell’immagine esportata è tra 0 e 255
(raccomando STAT per verificare), che riempie sono una piccola frazione dell’intera
dinamica dell’immagine esportata a 48 bit (0 a 32767). Per ottenere un’immagine più
immediatamente utilizzabile, prima dell’esportazione, lancia il comando:
>MULT 128
o dal menu Processing, apri la voce Multiply:
Esportare file “RAW” a 48 bit per Photoshop
Una soluzione per esportare immagini RGB a 48 bit (16 bit per colore) è di usare il
comando SAVEPSD (PSD formato di Photoshop), or file TIFF/PNG. Una soluzione
alternativa è di usare il comando EXPORT (compatibile con dati a 48 bit). Per
esempio: >EXPORT COMET.RAW 0 2 0
Il primo parametro è il nome del file per l’immagine esportata (nota l’estensione
*.RAW), il secondo è la dimensione del blocco intestazione, il terzo indica un due byte
per pixel e il quarto specifica l’ordine dei byte IBM (opposto al Motorola).
In Photoshop fai File, Open, seleziona il formato Photoshop RAW, e carica l’immagine.
Le opzioni per il RAW sono:
Nota che le dimensioni dell’immagine devono essere specificate (per esempio, il
comando INFO sotto IRIS restituisce queste informazioni). L’immagine COMET ha 3
canali (livelli R, G e B) e i pixel sono conteggiati in 16 bit di profondità con l’ordine IBM
PC. Abbiamo specifichiamo che la dimensione dell’intestazione deve essere 0.
In generale l’immagine è molto scura. Usa i Livelli… funzione di Photoshop per
regolare l’istogramma (molte volte se necessario).
Nota: rimuovi i valori negativi se necessario (ricorda, Photoshop non accetta questi
valori). Una soluzione è: >CLIPMIN 0 0
Per forzare le intensità positive puoi anche lanciare il comando OFFSET. Per esempio
“OFFSET 300” se il più importante valore negativo dell’intera immagine è -300 (il
comando STAT restituisce questa informazione per i tre livelli dell’immagine).
Come estrarre i canali R, G, e B da un’immagine a colori da 48 bit
Apri un’immagine a 48 bit e, dal menu Digital photo, lancia il comando RGB
separation:
I file R.PIC, G.PIC E B.PIC sono stati creati nella working path. Sono immagini bianco e
nero, in livelli di grigio, conteggiati a 16 bit. Puoi facilmente verificarlo:
>LOAD R
(il canale rosso)
>LOAD G
(il canale verde)
>LOAD B
(il canale blu)
Per separare i canali, puoi anche lanciare dalla console il comando SPLIT_RGB:
>SPLIT_RGB R G B
La separazione dei canali RGB è molto utile per applicare alcune specifiche
elaborazioni o per sfruttare alcuni strumenti di IRIS che operano solo su immagini a
16 bit.
È facile ricostruire un’immagine a colori partendo da tre distinti file (normalmente i
colori primari). Per esempio, tipico comando da console:
>TRICHRO R G B
o più compatto: >TR R G B
o dal comando (L)RGB del menu View (clicca su Apply per vedere l’immagine a veri
colori, poi su OK):