Naturalmente,
las imágenes obtenidas con dispositivos CCD necesitan ser tratadas
de diferentes modos a fin de corregir las imperfecciones derivadas
de los dispositivos de carga acoplada, la electrónica anexa,
y el sistema ópico antepuesto. También es común tomar varias
placas de corta exposición y sumarlas entre si para aumentar
la ganancia.
La eliminación de las imperfecciones
comprende varios pasos sucesivos, los mas comunes son:
Sustracción de corriente de oscuridad
(Dark Current)
Aplanamiento de campo (Flat-fielding
pocess)
Corriente de
oscuridad
Todas las imágenes CCD
obtenidas con un tiempo de integración mayor a unos pocos segundos
son afectadas por una señal parásita, llamada corriente de oscuridad.
La intensidad de la señal está relacionada
a la temperatura funcional del
CCD y es directamente proporcional a la duración de la integración.
Es llamada señal de oscuridad porque es completamente independiente
de la luz que incide en el detector.
Su origen es la diferencia térmica
en la superficie cristalina del sistema CCD. Es por ello que
las cámaras profesionales disponen de dispositivos de refrigeración
(módulos Peltier) para disminuir estos efectos.
La remoción de la señal de oscuridad
es uno de los pasos fundamentales del procesamiento de imágenes
astronómicas con CCD.
Una simple solución para remover
la señal de oscuridad es tomar placas oscuras con los mismos
tiempos de integración y parámetros de brillo y contraste ,
inmediatamente antes o despues de cada toma fotográfica y sustraer
una fracción de esta imagen de las imágenes a ser procesadas.
Esto se hace a través de la operación
conocida bajo el nombre de Optimización de Señal Oscura (Dark
Signal Optimization).
Aplanamiento
de campo
Cuando se desea utilizar
las imágenes obtenidas con CCD para propósitos fotométricos,
es muy importante corregir las tomas de todos aquellos defectos
que inciden en el detector, asi como sus propias características
físicas.
Los detectores CCD estan compuestos
por un conjunto de detectores independientes agrupados. Cada
pixel tiene una corriente de oscuridad y una respuesta a la
luz diferente a la de sus vecinos. Como consecuencia, una misma
estrella registrada en regiones distintas del CCD dará diferentes
valores.
Las características del sistema
óptico a utilizar y particularmente, la utilización de reductores
de distancia focal, condicionan notablemente la incidencia de
luz sobre el detector.
Los obturadores mecánicos (no es
el caso de la QuickCam ya que es electrónico) acoplados a los
dispositivos CCD influyen también en la toma, ya que aquellos
de tipo iris, se abren desde el centro hacia afuera y se cierran
desde afuera hacia el centro por cuanto los pixeles centrales
del detector tienen mayor tiempo de exposición que los restantes.
Básicamente la corrección de estas
heterogeneidades de sensibilidad en el detector se conoce como
Aplanamiento de Campo (Flat-fielding process) y el método a
emplear es la toma de cuadros apuntando el instrumento hacia
una superficie uniformemente iluminada, preferiblemente el fondo
del cielo durante el crepúsculo. Como la sensibilidad del CCD
varía según la longitud de onda que incide sobre él, es conveniente
estructurar una toma plana con diferentes filtros de color.
Luego de obtener una secuencia de tomas planas individuales
y corregidas de corriente de oscuridad se procede a promediarlas.
Debe hacerse notar que todas las tomas deberán hacerse con la
misma combinación de telescopio, detector y filtros.
El objetivo de esta somera descripción
es a los efectos de tomar conocimiento de este proceso particular.
Cuando se desee utilizar los CCD con propósitos fotométricos
es muy importante tener en cuenta que solo se aplica a los detectores
blanco y negro ya que los detectores en color (como la QuickCam
Color y VC) se sirven de una matriz de pixeles agrupados de
tres en tres y cada uno de ellos con un filtro de uno de los
colores básicos. Como consecuencia de ello, se pierde la información
fotométrica y astrométrica de los objetos del campo, ya que
cada pixel recibe luz de una zona espectral distinta.
Para aquellos interesados en la
fotometría con los modelos de QuickCam, sugerimos refrigerar
la cámara con módulos Peltier o CO2 y adquirir el modelo blanco
y negro o la QC Color, cambiando el CCD TC236P por el modelo
TC237 blanco y negro y de mayor ganancia (No es posible hacerlo
con la VC y Pro).
Ejemplo
del procesaminto de imágen
NGC
6231 en Scorpius
QuickCam
VC (sin filtros, lentes ni refrigeración adicional)
Previamente
a la toma de fotografías es conveniente colocar el telescopio
en estación y acoplar la cámara a él dejando reposar todo el
sistema durante media hora, a fin de estabilizar las temperaturas
del sistema.
Es conveniente ajustar prolijamente
el buscador del telescopio con un ocular reticulado ya que siempre
se presentan dificultades para centrar los objetos en la pequeña
superficie del CCD.
Una vez estabilizado el sistema
debe ajustarse el foco de la cámara. En caso de noche con luna,
puede ajustarse el foco apuntando a ella. En noches oscuras
y sin luna suele ser conveniente apuntar el telescopio a alguna
estrella brillante cercana al polo celeste, buscando el foco
en estas condiciones.
A partir de aquí, estamos listos
para tomar fotografías. Normalmente, para objetos débiles deben
tomarse varias placas del mismo objeto para luego sumarlas:
Nótese
las diferencias de seguimiento que luego serán corregidas.
Inmediatamente
después tomamos un cuadro oscuro con el telescopio tapado
(idealmente
se toma un cuadro por cada placa)
Luego
debemos sustraer a cada placa el cuadro oscuro
-
=
Luego
mediante algún software que maneje capas corregimos la posición
de los cuadros con respecto al primero para posteriormente
sumarlos
Luego
adicionamos las 4 últimas a la primera obteniendo la final
Luego,
puede adicionarse otra imagen para ampliar el campo, repitiendo
el proceso
-
=
Dando
como resultado la imagen compuesta final:
NGC
6231 en Scorpius
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