Grundlage · PixInsight 1.9.x

SpectrophotometricColorCalibration (SPCC)

SpectrophotometricColorCalibration (SPCC) berechnet aus Gaia-Spektren, wie jeder Stern durch die verwendeten Filter und den Sensor erscheinen müsste, vergleicht das mit dem Bild und leitet daraus die Kanalfaktoren ab. Zusätzlich neutralisiert es den Hintergrund.

Zweck

AufgabeEinstellung
natürliche Farben in Breitband- und OSC-BildernSensor- und Filterkurven, White reference
Hintergrund neutralisierenBackground Neutralization mit Region of Interest
WarumSPCC statt manueller Weißbalance?

SPCC vergleicht Tausende Sterne photometrisch mit Gaia-DR3-Spektren. Das ist objektiv und reproduzierbar; eine manuelle Balance orientiert sich an Sehgewohnheiten.

Prinzip

  • Je Stern: erwartetes Farbverhältnis (aus Gaia-Spektrum, Filter- und Sensorkurven) gegen gemessenes Farbverhältnis im Bild.
  • Durch alle Sterne wird eine Gerade gelegt (Linear Fit). An der Stelle der White reference (z. B. Average Spiral Galaxy) ergibt sich der White Point.
  • Damit die White reference neutral erscheint, wird jeder Kanal mit dem Kehrwert seines White-Point-y skaliert (G als Bezug) und auf den größten Faktor normiert → White Balance Factors.
  • Voraussetzungen: lineares Bild, astrometrische Lösung, Gradienten bereits korrigiert. Ein Gradient würde Hintergrund und Weißbalance verfälschen (unterschiedliche Hintergrundfarbe je Bildecke). Die Photometrie braucht unveränderte Sternprofile – deshalb vor .

Parameter

ParameterEinstellungWarum
QE curveSensor der Kameradie spektrale Empfindlichkeit geht in die erwarteten Sternfarben ein
Filter R/G/Bdie tatsächlich verwendeten Filter; bei OSC die Farbfilterkurven des SensorsSPCC berechnet, wie jeder Stern durch genau diese Filter erscheint
Zusatzfilterz. B. Lichtverschmutzungs- oder Mehrbandfilter, falls in der Listesonst wird sein Einfluss nicht modelliert
Narrowband modeaus bei Breitband und OSC
White referenceAverage Spiral Galaxyneutraler Bezug: ein mittlerer Galaxientyp erscheint weiß
Background Neutralizationaktiviert, Region of Interest auf nebelfreie Previewsiehe unten
Lower / Upper limitStandard −2,80 / +2,00 (Sigma relativ zum Median)Upper bei nebelgefülltem Feld senken (etwa +1,0 bis +1,5)

Bedienung

  1. ImageSolver, falls die astrometrische Lösung nicht aus stammt.
  2. Preview (Alt+N) für den Hintergrund: Bereich ohne sichtbaren Nebel, möglichst wenige helle Sterne, 300–400 px Kantenlänge, mindestens 50–100 px vom Rand. Dunkelnebel sind ungeeignet (dunkler als der echte Himmel).
  3. In SPCC unter Background Neutralization Region of Interest aktivieren, From Preview übernehmen.
  4. Anwenden; Diagramme und Protokoll prüfen.
Warumeine Region of Interest?

Ohne sie wird der Hintergrund aus dem ganzen Bild bestimmt. In Feldern mit großflächigem Nebel fließen Nebelanteile ein, und SPCC neutralisiert den Nebel teilweise mit – Ausläufer werden grau statt farbig. Das Prinzip ist dasselbe wie bei .

Typische Anwendungen

Ergebnisse deuten

Diagramme R/G und B/G:

ElementBedeutung
grüner Punktein Stern
x-Achse (Catalog)erwartetes Farbverhältnis aus Gaia-Spektrum und Filterkurven
y-Achse (Image)im Bild gemessenes Farbverhältnis
blaue LinieLinear Fit durch alle Sterne
senkrechte schwarze LinieFarbverhältnis der White reference im Katalog – x des White Point
waagerechte schwarze LinieWert der Fit-Geraden dort – y des White Point
MerkmalIdealAbweichung bedeutet
Punktwolkedicht, linear, ohne KrümmungKrümmung oder abgespaltene Gruppen → Filter- oder Sensorkurven passen nicht zum System
Achsenabschnittnahe 0spektrale Abweichung (z. B. nicht modellierter Zusatzfilter) oder Hintergrundoffset
Steigungbeliebig, aber über die Wolke stabil–
σklein (Breitband etwa ≤ 0,03–0,06)Rauschen, Filtereinfluss, schwache Sterne
White Pointim dichten Bereich der Wolkeam Rand oder außerhalb → Weißbalance schlecht abgestützt
Ausreißereinzelne PunkteDoppelsterne, Veränderliche – unkritisch

Beispiel (Breitband, Mono-RGB): 2.784 Sterne; R/G Steigung 0,916, σ 0,029; B/G Steigung 1,344, σ 0,058; Faktoren 1,000 / 0,787 / 0,710. Beide Wolken linear und dicht, White Points zentral.

Mehrbandfilter an Farbkameras

Ein Quad- oder Dualband-Filter schneidet Teile des Sternspektrums aus. Ist er nicht als Zusatzfilter hinterlegt, rechnet SPCC mit den reinen Sensorkurven; gemessene und berechnete Farben stehen dann nicht streng linear zueinander: Steigungen deutlich ungleich 1, großer Achsenabschnitt, erhöhte Streuung.

Beispiel (OSC mit Quad-Bandpass): 5.077 Sterne; R/G Steigung 1,374, σ 0,107; B/G Steigung 0,645, Achsenabschnitt +0,521. White Points dennoch im dichten Bereich → Weißbalance plausibel. Die Farben sind eine gute Näherung, keine exakte Kalibrierung; maßgeblich ist der visuelle Check.

Woran man ein gutes Ergebnis erkennt

Typische Fehler

BeobachtungUrsacheMaßnahme
Nebelausläufer grauBackground Neutralization ohne Region of Interest bzw. Upper limit zu hochRegion of Interest auf nebelfreie Preview, Upper limit senken
Stich in einer BildeckeGradient nicht korrigiertvorher Gradientenkorrektur
Gekrümmte Punktwolkefalsche Filter- oder SensorkurvenKurven prüfen
Große Streuung, Steigung ≠ 1nicht modellierter Zusatzfiltererwartet; visuell prüfen
SPCC startet nichtastrometrische Lösung fehltImageSolver

Wann sinnvoll – und wann nicht

SinnvollBesser ein anderes Werkzeug
Breitband-RGB und OSC, auch mit LichtverschmutzungsfilterFalschfarben (HOO, SHO) →
objektive, reproduzierbare FarbenFlusskalibrierung für MGC → SPFC (siehe )
Verwendet in

BackgroundNeutralization · CurvesTransformation · HaLRGB-Workflow · MultiscaleGradientCorrection (MGC) · OSC-Workflow mit Quad-Bandpass-Filter · Schmalband-Workflow (HOO/SHO) · SCNR · WeightedBatchPreprocessing (WBPP)