Taustan tasoittaminen

Taustan tasoittaminen tehdään luomalla ensin malli taustataivaan vaihteluista ja korjamalla tällä mallilla tausta ``suoraksi''. Malli luodaan imsurfit -komennolla. Kun parametrit on asetettu kuvan 14 mukaisesti, sovittaa imsurfit taustataivaaseen parhaiten sopivan pinnan ja luo mallikuvan taustasta tämän perusteella. Tärkeimpien parametrien merkitys on :

input : Kuva, johon pinta sovitetaan.

output : Tuloskuva. Tämä voi olla sovitettu pinta, residuaalikuva, jne. (katso parametri type_ou).

xorder, yorder : Sovitettavan pinnan polynomiaste x- (vaaka) ja y- (pysty) suunnassa. Kun valitaan functio = leg (ks. alla), muodostuu sovitettava pinta Legendren polynomeista. Parametrit xorder ja yorder antavat polynomin korkeimman asteen (1 = vakio, 2 = suora, 3 = 2. asteen polynomi, 4 = 3. asteen polynomi, jne. ). Esim. kuvassa 14 on käytetty xorder = yorder = 3, eli sovitettava pinta on paraabelin muotoinen sekä x- että y-suunnassa.

type_ou : Tuloskuvan tyyppi. Tuloskuva voi olla esim sovitettu pinta (fit), residuaalit sovituksen suhteen (residual), jne.

functio : Käytetty sovitusfunktio.

cross_t : Käytetäänkö sovituspinnan kuvaamiseen myös ristitermejä, esim. muotoa $xy$ tai $xy^2$ olevia termejä.

xmedian, ymedian : Sovitusta ei tehdä suoraan pikseli pikseliltä vaan ensin lasketaan mediaaniarvo xmedian $\times$ ymedian kokoiselta alueelta ja tehdään sovitus näihin mediaaniarvoihin. Koska taustan muutokset ovat hyvin ``hitaita'', voidaan käyttää xmedian = ymedian = 50. Samalla helpotetaan tähtien eliminointia kuvasta (ks. alla) ja vähenetään laskentakapasiteetin tarvetta.

median_, lower, upper, ngrow, niter : Huonojen pikselien hylkäysparametrit. Koska sovitus halutaan tehdä nimenomaan taustaan, täytyy esim. tähtien kohdalla olevat pikselit hylätä. Ennen mediaanin laskemista erillinen hylkäysalgoritmi tutkii jokaisen xmedian $\times$ ymedian kokoisen alueen sisällä mitkä pikselit ovat enemmän kuin lower $\times \sigma$ mediaanitason alapuolella tai upper $\times \sigma$ sen yläpuolella ja hylkää nämä pikselit. Mikäli jokin pikseli hylätään, hylätään myös kaikki pikselit säteen ngrow etäisyydeltä hylätystä pikselistä. Hylkäysalgoritmi toistetaan niter kertaa.

regions : Mitkä osat kuvasta sovitetaan. Tässä työssä käytetään regions = invcirc, eli sovitus tehdään koko kuvaan lukuunottamatta ympyränmuotoista aluetta. Sovituksen ulkopuolelle jäävä alue asetetaan kentän kirkkaimman tähden kohdalle.

circle : Sovituksen ulkopuolelle jäävän ympyränmuotoisen alueen määrittely: x-koordinaatti, y-koordinaatti ja säde.

Kuva 14: Imsurfit -komennon parametrit.
\begin{figure}\small
\begin{verbatim}I R A F
Image Reduction and Analysis F...
...imum for response output
(mode = ql)
ESC-? for HELP\end{verbatim}
\end{figure}

Kuva 15: Esimerkki redusoinnista: a) ``raaka'' kuva, b) bias- ja dark -vähennetty kuva, c) kuva on jaettu flat-field -kuvalla, d) taustan gradientti on poistettu.
\begin{figure}\begin{center}
\epsfig{file=redusointi.eps,width=17cm,angle=90}
\end{center}
\end{figure}

Tarkemman kuvauksen imsurfit -komennon parameterista saa kirjoittamalla help imsurfit. Kuvan 14 parametreilla sovituksen pitäisi yleensä onnistua, ts. tuloksena syntynyt kuva seuraa taustan muutoksia kohtuullisen tarkasti. Mikäli tulos ei tyydytä auttaa yleensä hylkäysparametrien säätäminen. Joskus voi joutua kokeilemaan pitkään, ennekuin toimivat parametrit löytyvät. Tulosta voi pitää tyydyttävänä, mikäli tasoitetussa kuvassa gradientit ovat pienempiä kuin 1% taustan tasosta.

Kuvan tasoittaminen tehdään seuraavasti : laske ensin imsurfit -komennolla tehdyn mallikuvan keskiarvo

imstat surf

ja kirjoita kuvan keskimääräinen intensiteetti ylös. Jaa kuva surf keskiarvollaan, esim.

imar surf / 1288 surf

jolloin sen keskiarvoksi tulee = 1.0. Jaa tällä kuvalla korjattava kuva, jolloin taustan pitäisi tasottua, esim.

imar BL090127 / surf BL090127

Huomaa, että sama korjauskuva toimii yleensä hyvin kaikkiin samasta kohteesta otettuihin kuviin, sillä teleskoopin suunta on pysynyt likimain vakiona, jolloin hajavalon määräkin on vakio. Kun teleskooppi käännetään uuteen kohteeseen muuttuu hajavalon suunta ja määrä, ja tarvitaan uutta korjauskuvaa.

Kari Nilsson
2013-12-16