Карта серого для установки баланса белого: Серые карты, мишени, фотошкалы

Использование пользовательского баланса белого для астрофотографии

Баланс белого означает настройку цветового баланса изображения для компенсации цветовой температуры источника освещения. Это можно сделать автоматически в камере или вручную при последующей обработке изображения.

Зрительное восприятие человека и цветовой баланс

Зрительное восприятие человека очень хорошо работает в огромном диапазоне яркости.Он также отлично адаптируется к цвету освещения в сцене, чтобы цвета казались нам естественными.

Миллионы лет эволюции привели к появлению человеческого зрения, основанного на восприятии солнечного света как белого. Но цвет солнечного света меняется в течение дня. Он может быть очень красным, когда Солнце находится близко к горизонту. Он может быть очень синим, когда солнечный свет рассеивается в нашей атмосфере, а небо является единственным источником освещения, когда солнце находится за облаком или когда мы находимся в открытой тени.Наши глаза могут адаптироваться к этому и другим изменениям цвета освещения от доминирующего источника света, так что мы видим самые яркие тона сцены как белые. Это означает, что мы увидим тот же кусок бумаги для пишущей машинки, как белый под прямыми лучами солнца или открытой тени, чье освещение очень синее от голубого неба. Наши глаза также будут видеть этот лист бумаги для пишущей машинки белым при внутреннем вольфрамовом освещении, которое очень красное.

Цвет освещения обычно описывается как «цветовая температура».Это объяснение основано на реальной физической температуре «черного тела», которое при нагревании испускает свет. При низких температурах свет очень красный. При температуре около 5000–7000 градусов К свет виден как белый. По мере увеличения цветовой температуры свет становится более синим.

Вот цветовые температуры различных источников света:

• 1850 K — Свеча
• 2800 К — Лампа накаливания (обычная бытовая)
• K — Температура черного тела Солнца
• от 5000 до 7000 K — дневной свет (полдень, солнце плюс голубое небо в ясный летний день)
• 7000 K — пасмурно
• 12000+ K — Открытая тень в ясный день

Цифровые фотоаппараты и цветовой баланс

Производители фотоаппаратов прилагают большие усилия, чтобы обеспечить точную передачу цветов.Однако для камеры, настроенной на баланс белого при дневном свете, сцена, освещенная лампами накаливания с температурой 3200K, будет точно записываться как очень красная. Точно так же сцена, освещенная небом в открытой тени, будет точно записываться как очень синяя, если в камере установлен баланс белого при дневном свете. Хотя камера записывает эти сцены «точно», мы не так воспринимаем их. Мы не воспринимаем их как очень красные или очень синие, мы воспринимаем их как нормальные, с нейтральными цветами. Чтобы решить эту проблему, цифровые камеры имеют возможность автоматически балансировать белый цвет сцены или вручную выбирать правильную цветовую температуру для сцены, чтобы изображение сцены камерой было близко к тому, как мы ее воспринимаем.

В приведенных ниже примерах все изображения были сняты камерой, установленной на баланс белого при дневном свете. Цветовые температуры считывались с помощью измерителя цветовой температуры Minolta.

обычно поставляются с настройкой автоматического баланса белого, которая пытается исправить любой тип освещения, присутствующий в сцене. Обычно это хорошо работает с дневными объектами и хуже с теплыми, освещенными вольфрамом предметами.Эти камеры обычно также предлагают несколько стандартных настроек баланса белого в зависимости от типа освещения, например, лампы накаливания, дневного света, открытой тени и облачности. Некоторые камеры DLSR предлагают возможность выбора определенной цветовой температуры в градусах Кельвина для баланса белого. Некоторые даже предлагают возможность установить пользовательский баланс белого на серой карте, чтобы точно соответствовать доминирующему источнику освещения в сцене.

Эти камеры могут это делать, потому что данные являются цифровыми. Числа, представляющие цвета в сцене, можно настроить так, чтобы белые и серые тона были нейтральными от самых разных источников света.Цифровые камеры обычно воспроизводят довольно точные цвета с этими стандартными источниками света.

Однако астрономические изображения глубокого космоса отличаются от обычных дневных фотографических изображений. Дневные изображения обычно имеют нормальную сцену с объектами в ней, которые отражают и поглощают свет от доминирующего источника освещения, такого как Солнце, вольфрамовый свет, открытое небо или даже вспышка. Изображения глубокого неба обычно включают в себя самосветящиеся звезды, эмиссионные туманности, которые также являются самосветящимися, и отражательные туманности, которые светятся отраженным звездным светом.

Цветовой баланс астрономических изображений

Итак, какую настройку цветового баланса мы должны использовать для астрономических изображений? Если мы хотим записать точные цвета, мы должны использовать цветовой баланс дневного света. Это то, что наши глаза стали воспринимать как стандарт. Если мы используем баланс белого при дневном свете для наших ночных астрономических фотографий, любые звезды, которые похожи по цвету на наше собственное Солнце, будут правильно записываться как белые, а цвета других звезд также будут точными.

Однако есть несколько проблем, с которыми мы можем столкнуться, пытаясь это сделать.

Во-первых, чтобы получить хорошие снимки красных эмиссионных туманностей, нам нужна модифицированная камера, в которой первоначальный длинноволновый фильтр был заменен или модифицирован. Как только мы это сделаем, настройка баланса белого при дневном свете больше не будет точной.

Другая основная проблема заключается в том, что некоторые программы обработки астрономических изображений не поддерживают стандартный или пользовательский баланс белого, даже если этот тег данных встроен в файл изображения, когда он записывается камерой.

Некоторые программы обработки астрономических изображений, например Images Plus v2.8 поддерживают эти настройки баланса белого.

В зависимости от того, какую программу вы предпочитаете, вам, возможно, придется использовать другой метод для достижения правильного баланса белого на астрономическом изображении.

Баланс белого для астрономических изображений

• Стандартная камера без изменений. Используйте встроенный в камеру баланс белого «Дневной свет» или «Солнечный свет».
• Стандартная камера без изменений с фильтром светового загрязнения — используйте снимок с настраиваемым балансом белого с фильтром на камере.
• Модифицированная камера — используйте снимок с настраиваемым балансом белого с серой картой в полдень в ясный день.
• Модифицированная камера с фильтром светового загрязнения. Используйте снимок с настраиваемым балансом белого с фильтром на камере.

Баланс белого в модифицированной зеркальной камере

В стандартной зеркальной камере сенсор, фильтры Байера и алгоритмы обработки были точно настроены инженерами производителя и учеными-цветоводами для получения точных цветов с использованием оригинального длинноволнового фильтра. Изменение фильтра путем его удаления или замены другого фильтра с другими характеристиками полосы пропускания меняет эту ситуацию.Алгоритмы автоматической цветовой балансировки и встроенные предустановленные цветовые балансы, такие как дневной свет, не будут правильно работать с модифицированной камерой.

Для астрофотографии баланс белого зеркального фотоаппарата с удаленным или измененным низкочастотным длинноволновым фильтром производителя может быть выполнен одним из трех способов:

1. Установите баланс белого на G2V Star.
2. Используйте пользовательский баланс белого в камере.
3. Отрегулируйте точку белого вручную во время обработки изображения.

Обратите внимание, что мы должны использовать только один из этих методов одновременно.

1. Установите баланс белого на G2v Star

Поскольку наши глаза определяют свет нашего Солнца как белый свет, мы будем определять свет других звезд с теми же спектральными характеристиками, что и наше Солнце, как белый. Эти звезды получили название G2V в спектральной классификации звезд. К сожалению, это, вероятно, самый сложный метод для правильного баланса белого астрономического изображения.

В этом методе нам нужно либо идентифицировать звезду G2V в звездном поле, которое мы снимаем, либо специально снимать поле с такой звездой в нем, откалибровать его и применить эту калибровку к нашему интересующему объекту.

Если бы мы попытались установить баланс белого по красному свету эмиссионной туманности или синему свету отражающей туманности, все остальные цвета на изображении были бы неточными. Поэтому мы должны попытаться установить баланс белого на звезде G2V, которая похожа на наше Солнце.

Наиболее точный способ балансировки белого изображения глубокого неба — это калибровка данных путем установки нейтральной точки белого ненасыщенной звезды G2V, чтобы значения пикселей в красном, зеленом и синем каналах были равны.

На практике большинству из нас, снимающих немодифицированные зеркальные камеры, не нужна такая точность. Если мы просто снимаем с камерой, настроенной на баланс белого при дневном свете, мы подойдем достаточно близко с помощью простых настроек уровней в Photoshop. При длительных выдержках, которые мы используем, большинство ярких звезд на изображении в любом случае будут насыщенными до белого, и может быть сложно найти звезду G2V в определенном звездном поле. Для модифицированных камер список звезд G2V из каталога Hipparcos, отсортированный по прямому восхождению или отсортированный по созвездию Мэтью Диксоном, может быть использован для поиска звезды G2V для калибровки.

Правильная и точная калибровка данных G2V, вероятно, лучше всего доверить специализированным CCD-астрофотографам, как описано здесь Элом Келли в этой статье о цветном CCD-изображении с фильтрами RGB и CMY . Статья Келли, Ричарда Берри, Эда Графтона и Чака Шоу о True-Color CCD Imaging также появилась на эту тему в декабрьском выпуске журнала Sky and Telescope за 1998 год. Этот метод также учитывает изменения цвета в зависимости от высоты над горизонтом и атмосферного поглощения.

Обратите внимание, что если вы выполняете баланс белого на звезде G2V, эта звезда не должна быть насыщенной на исходном изображении или в стопке. При настройке точек белого в уровнях необходимо настроить только два канала, чтобы значения их пикселей совпадали с максимальным каналом (обычно это красный канал). Вы не хотите сопоставлять ненасыщенную звезду G2V с белым, вы хотите только сопоставить ее с нейтральной, где все три канала читаются одинаково с равными значениями пикселей в каждом из красного, зеленого и синего каналов.Если вы сопоставите его с белым, вы потеряете цвет у всех других звезд такой же яркости или ярче, потому что все они будут обрезаны.

В этом особом случае балансировка белого не означает, что звезда G2V становится чисто белой, а скорее делает значения пикселей равными, но несколько меньшими, чем чисто белый.

Сначала нужно идентифицировать звезду, затем установить точку образца цвета. Белые точки каждого отдельного цветового канала затем регулируются до тех пор, пока все три канала не покажут то же значение, что и самый высокий канал.Обратите внимание, что это не должно быть значений 255 255 255 в 8 битах, поскольку эта звезда не должна быть насыщенной в исходной экспозиции. Если он насыщенный, экспозиция слишком длинная, и звезду нельзя использовать для установки баланса белого.

Если она еще не насыщена, самую яркую звезду на изображении можно настроить так, чтобы ее значения пикселей равнялись 255 255 255, чтобы максимизировать динамический диапазон изображения после того, как изображение подверглось нелинейному растяжению в разделе>.

2.Используйте пользовательский баланс белого в камере

Необработанные линейные данные не имеют настройки баланса белого, примененной к ним в камере, как к изображениям JPEG. Однако в необработанные файлы включены обозначения, называемые тегами, которые описывают, какой баланс белого был установлен в камере при съемке изображения.

Когда необработанное изображение открывается в специальной программе обработки изображений производителя камеры, такой как Canon Digital Photo Professional или Nikon View, встроенный тег обычно применяется в качестве настройки баланса белого по умолчанию.Этот параметр можно легко изменить для необработанного файла в этом программном обеспечении или если необработанный файл открыт в Photoshop. Можно применить стандартный баланс белого, например, дневной свет. Все, что нам нужно сделать со стандартной камерой без модификаций, — это просто выбрать дневной свет в качестве баланса белого для изображения глубокого неба.

не будет работать для модифицированных камер, поскольку их настройки настроены с использованием длинноволнового фильтра производителя, установленного перед датчиком. С помощью модифицированной камеры мы можем снимать с пользовательским балансом белого в качестве обходного пути.

Съемка пользовательского баланса белого

• Используйте цифровую серую карту, освещенную прямым солнечным светом в ясный полдень, когда Солнце находится высоко в небе.
• Можно также использовать белый лист бумаги.
• Заполните рамку открыткой или листом бумаги.
• Не позволяй своей тени падать на карту.
• Использовать необработанный формат файла.
• Используйте автоматическую экспозицию и сделайте снимок карты.
• Выберите эту карту в меню камеры, чтобы использовать ее в качестве пользовательского баланса белого.Прочтите руководство по эксплуатации вашей камеры, чтобы узнать, как именно это сделать, поскольку для разных камер она различается.
• Используйте этот пользовательский баланс белого, чтобы сделать еще один снимок вашей серой карты или белого листа бумаги, снова с автоматической экспозицией, в качестве теста, чтобы убедиться, что ваш пользовательский баланс белого работает. Он должен получиться серым.

Для обсессивно-компульсивного человека вроде меня вам следует использовать спектрально однородную серую карту для съемки пользовательского баланса белого. Белая бумага может содержать ультрафиолетовые осветлители, которые могут нарушить пользовательский баланс белого.

Когда вы используете автоэкспонирование на белом листе бумаги, он не будет белым, он будет недоэкспонирован. Это правильно. На доработанной камере наверняка тоже будет красным, и это тоже правильно. Этот красный цвет корректирует пользовательский баланс белого.

Можно использовать что-то вроде объектива 50 мм для съемки с пользовательским балансом белого. Затем используйте этот пользовательский баланс белого при съемке через прицел или с другим объективом, если вы используете тот же фильтр.

Если вы планируете снимать с фильтром светового загрязнения, вам следует использовать его на камере при съемке с пользовательским балансом белого.

Баланс белого, который вы используете в камере, стоковую или модифицированную, для съемки серой карты на солнце, не имеет значения, потому что камера устанавливает баланс белого на необработанных данных.

Сохраните файл изображения серой карты на старой карте памяти и держите его при себе. Таким образом, если вы измените пользовательский баланс белого, вы сможете повторно применить его ночью в телескоп, не снимая его снова на солнце.

Следуйте инструкциям вашей камеры для съемки пользовательского баланса белого.Затем этот кадр выбирается в меню пользовательского баланса белого камеры. Затем камера устанавливает баланс белого для всех последующих изображений, снятых с этой стандартной настройкой. Эта информация о пользовательском балансе белого хранится в метаданных, которые сопровождают каждый файл изображения, снятый с ним. Такие программы, как Images Plus, применяют этот пользовательский баланс белого к необработанному файлу при его открытии.

В Images Plus Майк Унсолд добавил функцию для применения пользовательского баланса белого, который устанавливается в камере при съемке и сохраняется в разделе метаданных файла изображения.Выберите «При захвате баланса белого цвета» и выберите 16-битный TIFF в качестве типа выходного файла.

Deep SkyStacker также имеет настройку в настройках Raw / FITS DDP, которая позволяет вам «Использовать баланс белого камеры», который применяет баланс белого, который вы использовали в камере при съемке изображений — дневной свет для штатной немодифицированной камеры и пользовательский баланс белого для модифицированной камеры или камеры, используемой с фильтром.

3. Отрегулируйте точки белого вручную в Photoshop

Когда необработанное изображение открывается в некоторых программах обработки астрономических изображений, может не быть возможности применить цветовой баланс.Все, что у вас есть, — это необработанные данные. Теги баланса белого, включенные в файл, игнорируются. В этом случае нам нужно будет вручную настроить баланс белого в Photoshop на основе калибровочного изображения.

Калибровочное изображение — это просто серая карточка или цветная клетка Макбета, снятая в полдень в ясный летний день. Мы будем снимать его в формате необработанного файла, а затем обрабатывать его так же, как и наше астрономическое изображение. Затем мы откроем изображение в Photoshop и запишем наши собственные настройки баланса белого при дневном свете, настроив точки белого в Photoshop, чтобы значения пикселей в отдельных цветовых каналах были одинаковыми.Это само определение нейтрального или серого. Помните, что белый цвет имеет нейтральный оттенок, и это просто более светлый оттенок серого.

Затем мы применим те же самые корректировки к нашим астрономическим изображениям.

• Сделайте тестовое изображение

  • Снимайте в формате RAW. Если ваша камера позволяет, снимайте одновременно в формате RAW и JPEG.
  • Включите серую карту или диаграмму Макбета в изображение.
  • Съемка в солнечный полдень в ясный летний день.
  • Правильно выставьте изображение.

• Конвертировать из RAW в TIFF

  В оставшейся части этого примера мы будем использовать необработанное изображение диаграммы Макбета, которое я снял на мой модифицированный Canon 1000D (Digital Rebel XS). Но учтите, что в этом примере годится только для моей камеры ! Вы должны повторить эту процедуру калибровки для вашей индивидуальной камеры.

  Еще нам нужно откалибровать изображение со смещением кадра.

  • В Images Plus выберите «Операции с наборами изображений»> «Автоматическая обработка набора изображений DLSR».
  • На вкладке «Процесс» выберите «DSLR» и «Bayer No WB».
  • На вкладке Light Frames перейдите в папку с вашими необработанными изображениями серой карты.
  • На вкладке «Рамки смещения» перейдите к папке с рамкой смещения и выберите ее.
  • Вернитесь на вкладку «Процесс» и нажмите кнопку «Процесс».
  • После того, как файл будет откалиброван и преобразован из необработанного формата, вы найдете файл с именем BINT_CVT_filename.TIF. Это файл цветов с интерполяцией Байера.У него нет баланса белого, это просто необработанные линейные данные. К нему также не прикреплен профиль цветового пространства.

• Определите настройку баланса белого в Photoshop

  • Откройте BINT_CVT_filename.TIF в Photoshop.
  • Назначьте sRGB в качестве цветового пространства при открытии необработанного изображения.

  Многие программы обработки астрономических изображений не поддерживают цветовые пространства. Когда наше откалиброванное, необработанное, линейное астрономическое изображение впервые открывается в Photoshop, вероятно, к нему не будет прикреплен профиль цветового пространства.Если наши политики управления цветом настроены правильно, откроется диалоговое окно «Отсутствующий профиль». Нам нужно назначить файлу цветовое пространство.

  Отсутствует диалоговое окно профиля Photoshop.

  Назначьте sRGB как цветовое пространство для файла.

  Исходный линейный исходный файл.
  • Это изображение будет очень темным, малоконтрастным и с неправильным цветовым балансом. Это связано с тем, что это линейный необработанный файл, который не был сбалансирован по белому. Теперь мы настроим точки белого в отдельных цветовых каналах, чтобы сбалансировать белый цвет изображения.
  • Откройте палитру информации.
  • Установите точку образца цвета 51×51 с помощью инструмента «Образец цвета» в белой или серой области, которая не будет передержана или обрезана.
  • Обратите внимание на значения пикселей. Здесь они читают 145 191 126 для красного, зеленого и синего каналов соответственно. Поскольку зеленый канал является самым высоким, мы будем использовать его в качестве стандарта и сопоставить с ним другие каналы.
  • Для вашего изображения другой цветовой канал может быть самым высоким. Зеленый канал обычно является самым высоким, поэтому используйте самый высокий канал в качестве эталона, а затем настройте два других канала в соответствии с ним.
  • Откройте диалоговое окно «Уровни».
  • Выберите Красный канал в раскрывающемся диалоговом окне.
  Белая точка настроена в красном канале
  • Переместите ползунок белой точки влево в зеленом канале, пока значения пикселей в информационной палитре не станут такими же, как для красного канала. В этом случае вы хотите переместить его, пока на информационной панели не будет 191.
  • Обратите внимание на число в поле «Уровни ввода» для точки белого. Это 194. Это наша калибровочная поправка для зеленого канала.Запиши это.
  Белая точка настроена в синем канале.
  • Теперь выберите синий канал в раскрывающемся диалоговом окне.
  • Переместите ползунок белой точки влево в синем канале, пока значения пикселей в информационной палитре не будут такими же, как для зеленого канала для этой камеры, пока на информационной панели не появится 191.
  • Обратите внимание на число в поле «Уровни ввода» для точки белого. Это 168. Это наша калибровочная поправка для синего канала.Запиши это.

  Эти два числа, настройки точки белого для красного и синего каналов, являются нашими параметрами калибровки для наших астрономических изображений. Для моей камеры они 194 в красном канале и 168 в синем канале. Обратите внимание, что это только для конкретной камеры и . Вам нужно повторить этот процесс и выяснить, какие корректировки необходимы для вашей камеры .

  Обратите внимание, что эти поправки относятся к модифицированной камере и сделаны без какой-либо фильтрации, такой как фильтр светового загрязнения.

  Если вы используете фильтр светового загрязнения, вам нужно провести еще один тест серой карты при солнечном свете с фильтром на камере и повторить этот тест и определить новые числа калибровки, когда вы используете камеру с фильтром.

  Серая карта, снятая в солнечном свете, освещена звездой G2V (наше Солнце) белым светом (по определению). Серая карта не станет серой из-за изменений, внесенных в длинноволновый фильтр, чтобы сделать камеру более чувствительной к водородно-альфа-свету в эмиссионных туманностях.Регулировка белых точек красного и синего каналов сделает карту серой. Эти корректировки, примененные к нашим астрономическим изображениям, позволят правильно сбалансировать белый астрономическое изображение с балансом белого дневного света, и цвета на изображении будут правильными.

  Щелкните курсором мыши по изображению, чтобы сравнить два изображения. Щелкните еще раз, чтобы вернуться к предыдущему изображению.

  Мы видим, что балансировка белого удалила цветовой оттенок, который присутствовал из-за модифицированного длинноволнового фильтра камеры.Когда мы выполняем эту коррекцию баланса белого, все остальные цвета и тона изображения также совпадают.

  Технически, из-за факторов атмосферного поглощения из-за высоты объекта глубокого космоса (если он не находится высоко в небе), Солнце должно находиться на той же высоте для серой карты, что и объект, когда вы его снимаете.

  Например, если вы находитесь на 40 градусах северной широты и снимаете объект в Стрельце, который никогда не поднимается очень высоко над горизонтом, вам следует снимать серую карту с Солнцем на той же высоте.

Применение поправок баланса белого к астрономическому изображению

Теперь возьмите откалиброванное, сложенное и выровненное необработанное линейное изображение вашего объекта глубокого космоса и примените к нему те же поправки баланса белого, которые вы только что рассчитали.

Сделайте это перед применением нелинейного растяжения.

Но изображение все еще темное!

В предыдущих шагах мы отрегулировали точки белого в зеленом и синем каналах, чтобы сбалансировать белый цвет изображения.В этом примере с цветовой диаграммой Macbeth мы скорректировали цвет для точки выборки, которую мы выбрали в белом квадрате. Мы сделали цвет нейтральным, что правильно установило баланс белого на изображении. Однако мы не установили для него чистый белый цвет, который будет равен 255 255 255 пикселям, потому что этот «белый» квадрат не был переэкспонирован в исходном изображении.

Так мы получаем точные цвета звезд. Как и в случае с методом калибровки G2V, звезда или белый квадрат в этом примере не должны быть насыщенными или обрезанными (переэкспонированными).Если бы значения пикселей были максимальными до 255, мы бы не знали, как настроить зеленый и синий каналы для баланса белого изображения. Если вы используете цифровую серую карту, линейные необработанные значения пикселей для карты могут находиться только в диапазоне значений от 50 до 100. В этом случае вы все равно должны отрегулировать белые точки каналов, чтобы сделать их равными.

В данном конкретном случае «балансировка белого» не означает, что , а не , делает пиксели под точкой выборки цвета чисто белыми на уровне 255 255 255.Это просто означает сделать их нейтральными с равными значениями пикселей. На этом этапе обработки изображений важно, чтобы они не были чисто белыми!

> мы применим нелинейную кривую, чтобы сделать изображение ярче и выглядеть так, как мы ожидаем от обычного фотографического изображения.

Нелинейная кривая делает изображение ярче и раскрывает детали объекта, особенно в затененных областях.

Только после этого шага мы установим значения пикселей для самой яркой звезды (или белого квадрата на этом изображении) на белый 255,255,255.

Точные дневные цветные и модифицированные зеркальные камеры

Следует отметить, что с цифровыми зеркальными фотокамерами, в которых длинноволновый фильтр был удален или заменен, не все цвета будут точно воспроизводиться на дневных изображениях. Это связано с тем, что цифровой датчик в камере имеет другую чувствительность, чем система визуального восприятия человека.Именно для этого и предназначен оригинальный фильтр производителя, корректирующий спектральную чувствительность датчика, чтобы он лучше соответствовал нашему зрению.

Некоторые объекты будут отражать или поглощать более длинный красный свет с длиной волны, и даже если мы не сможем увидеть это своими глазами, модифицированная камера будет записывать это. Таким образом, даже при использовании этих методов балансировки белого на дневных изображениях могут быть некоторые цвета, которые неправильно записываются модифицированными камерами. Для записи критических цветов дневных изображений с помощью модифицированной камеры необходимо использовать фильтр над объективом камеры, который соответствует оригинальному длинноволновому фильтру производителя, который был снят с камеры.

Для астрономических изображений мы не хотим использовать такой фильтр, потому что мы заинтересованы в регистрации длинных красных длин волн альфа-водородного излучения.

Фильтры и пользовательский баланс белого

Если вы используете фильтр, такой как фильтр Hutech IDAS LPS (подавление светового загрязнения), то вам необходимо установить его на камеру, когда вы снимаете пользовательский баланс белого. Все шаги одинаковы.

Если вы используете узкополосный фильтр, такой как водородно-альфа-фильтр или фильтр OIII, тогда нет смысла устанавливать собственный баланс белого.Через фильтр проходит только красный свет водород-альфа, а баланса белого не будет вообще. Все данные будут красными. Точно так же с фильтром OIII все данные будут сине-зелеными. Вам понадобятся все три цвета: красный, зеленый и синий, чтобы создать «истинно цветное» изображение, вы не можете сделать это с помощью одного цвета.

Если вы используете другой вид фильтра светового загрязнения, например UHC-фильтр, то, сможете ли вы получить точную цветопередачу с настраиваемым балансом белого, будет зависеть от полос пропускания конкретного фильтра.Например, фильтр Lumicon UHC пропускает только сине-зеленый свет, поэтому с его помощью невозможно получить точную цветопередачу. Однако фильтр Baader UHC пропускает синий, зеленый и красный свет, поэтому вы сможете добиться с ним достаточно точной цветопередачи, если вы используете настраиваемый баланс белого.

Цвет фона неба

Обычно на изображении глубокого неба с длинной выдержкой, сделанном с цветовым балансом дневного света на немодифицированной камере или на модифицированной камере, откалиброванной любым из трех методов, описанных выше, общий цветовой баланс изображения будет очень непривлекательным.Это связано с тем, что камера очень хорошо записывает истинный цвет неба: красновато-коричневый под самым темным небом и красный или зеленый под небом, страдающим от светового загрязнения. Этот цвет действительно правильный. Поэтому, если ваше астрономическое изображение все еще выглядит красным после применения этой калибровки баланса белого, не паникуйте! Вот как предполагается выглядеть на данном этапе обработки. Цвет неба на переднем плане необходимо вычесть во время постобработки.

Этот красновато-коричневый цвет действительно исходит от переднего плана неба — неба в атмосфере нашей планеты.Красный цвет может исходить от сияния северного сияния, свечения воздуха или светового загрязнения. Если наша цель — показать объект глубокого космоса таким, как он выглядит на самом деле, этот цвет следует удалить с изображения.

Даже несмотря на то, что выбор цветового баланса вольфрама в камере может показаться заманчивым, потому что он, кажется, предлагает быстрое решение, этому импульсу следует сопротивляться. Выбор вольфрама или любой другой настройки, кроме дневного света или пользовательского баланса белого G2V (серая карта на солнце), приведет к неточности цветов звезд, записанных на изображении.Если мы воспользуемся одним из трех методов балансировки белого, описанных выше, а затем нейтрализуем цвет фона неба, цвета звезд и объекта глубокого космоса будут правильными.

Цветовое пространство и баланс белого

1. Настройки фотосъемки с балансом белого

1.1. FSTOP / F5.6

1.2. Предустановленный и пользовательский баланс белого

1.3. Выдержка 1/13

1.4. ISO / 400

2.Цветовое пространство Битовая глубина

2.1. Битовые вычисления

2.2. Расшифровка битовой глубины

2.3. Количество цветов, которые можно сохранить в каждом пикселе.

2.4. Наиболее часто используемые битовые глубины — 1 бит, 4 бит, 8 бит и 24 бит, и с помощью формулы 2n можно рассчитать количество цветов для каждого уровня битовой глубины.

3. Баланс белого Примеры фотографий

3.1. AWB — Н / Д

3.1.1. Дневной свет — 5200К

3.1.1.1. Тень — 7000К

3.1.1.1.1. Четкость — 6000К

3.2. Цветовая шкала Кельвина

4. Что такое цветовое пространство?

4.1. Цветовое пространство используется для представления того, что может воспринимать устройство и человек.

4.2. Цветовое пространство — это определенный диапазон цветов, также известный как гамма.

4.3. RGB, AdobeRGB, ProPhoto, CMYK и L * a * b * — это все типы цветовых пространств. RGB самый простой, для редактирования используется AdobeRGB. ProPhoto — самый крупный и используется для более качественных изображений, CMYK — для печати, а L * a * b * — это пространство, которое может воспринимать все цвета.

5. Пользовательский баланс белого: фотографии

5.1. желтый

5.1.1. желтое фото

5.2. серо-синий

5.2.1. серо-голубое фото

5.3. оранжевый

5.3.1. оранжевый фото

5.4. синий

5.4.1. синее фото

6. Что такое логотип-ритмичный и линейный?

6.1. Изменение значения цвета должно оставаться постоянным и давать такое же изменение.

6.2. Изменение настроек не должно оставаться постоянным и не приводить к одинаковым изменениям.

7. Какими еще способами можно изменить баланс белого, кроме автоматических настроек камеры?

7.1. Вы также можете настроить баланс белого вручную, установив белый объект в качестве ориентира. Это используется, чтобы помочь камере определить, как белые будут выглядеть другие объекты в конкретном снимке, поэтому она будет использовать эту настройку цвета до тех пор, пока не будет выполнен следующий баланс белого. При фотосъемке полезно вручную настроить баланс белого, чтобы компенсировать изменение условий освещения в течение дня.

7.2. Настройки камеры

8. Что такое баланс белого?

8.1. Баланс белого

8.2. Почему важен баланс белого?

8.2.1. Наши глаза очень хорошо определяют, что является белым при различных источниках света, но цифровые камеры часто могут испытывать большие трудности с автоматическим балансом белого (AWB), поэтому они могут иногда создавать неприглядные синие, оранжевые или даже зеленые оттенки. Поэтому баланс белого важен, поскольку он помогает избавиться от этих цветовых оттенков, делая изображение более естественным и создавая в целом лучшую отделку.

8.2.2. Баланс белого (WB) — это процесс удаления нереалистичных цветовых оттенков, так что объекты, которые кажутся белыми на фотографии, становятся белыми. Проще говоря, баланс белого — это процесс, используемый для получения такого же белого цвета на фотографии по сравнению с тем, что вы видели в реальной жизни, когда был сделан снимок.

8.3. Какая единица измерения цветовой температуры?

8.3.1. Цветовая температура обычно выражается в Кельвинах (K), единицах измерения температуры по шкале Кельвина.Мы измеряем оттенок (цветовой оттенок) света как температуру благодаря британскому физику Уильяму Кельвину. Уильям Кельвин нагрел углеродный блок, который светился от жары, давая различные цвета при разных температурах. Расположение цветов связано с тем, что при нагревании угольного блока при низкой температуре он светился тускло-красным светом. При повышении температуры цвет менялся в соответствии с приведенной ниже таблицей.

8.3.1.1. Диаграммы цветовой температуры

8.4. Как можно использовать нейтральный эталон для установки пользовательского баланса белого?

8.4.1. Нейтральный эталон, который фотографы чаще всего используют для установки общего баланса белого, — это белая / серая / белая и серая карта. Карта предназначена для помощи фотографам в согласованной настройке экспозиции и баланса белого, обеспечивая надежную точку отсчета. Эта контрольная точка будет устанавливать точку баланса белого для определенного набора изображений, чтобы получить точный, реалистичный пользовательский баланс белого.

8.4.2. Нейтраль для установки пользовательского баланса белого

8.5. Чтобы измерить контрольную точку, поместите карточку в область или сцену, в которой вы собираетесь сделать снимок, серой стороной к камере. Для получения наиболее точных результатов поместите карту прямо там, где ваш объект может стоять или отдыхать, чтобы она отражала источник света. Большинство высококачественных камер имеют настройку, которая позволяет вам установить баланс белого в соответствии с ближайшим типом освещения. После этого вы просто делаете снимок, и камера настраивает баланс белого в соответствии с картой.Это даст вам правильные цвета для вашего изображения.

9. Что такое цветовая температура?

9.1. Как выбор баланса белого и / или определенной цветовой температуры может повлиять на эмоциональное воздействие изображения?

9.1.1. В фильмах уже давно используется цветокоррекция для добавления эмоциональных эффектов к определенным сценам. В фильмах ужасов иногда используются синие оттенки, чтобы создать «пугающий» эффект. Точно так же фильмы, затрагивающие более суровые аспекты реальности, отчаяния или антиутопические темы, часто обесцвечиваются и размываются, удаляя большинство ярких цветов, которые мы ассоциируем с радостью и жизнью.

9.1.1.1. Желтый Желтый — психологически самый счастливый цвет. Он также самый громкий и ассоциируется с экстраверсией. Это цвет солнца, поэтому, естественно, его используют люди, которые хотят, чтобы их видели.

9.1.1.2. Красный Красный — самый интуитивный цвет, поскольку он буквально цвет внутренностей, и тот, который, возможно, вызывает у нас самую сильную физическую реакцию. Это цвет жизни, крови и тепла. Это также цвет насилия, романтики и доминирования, и наш разум запрограммирован на то, чтобы ассоциировать его с этими вещами

9.1.1.3. Синий Синий — самый «крутой» цвет. Успокаивающими считаются темные и средние оттенки, тогда как более светлые оттенки часто бывают холодными или ледяными. Его можно использовать для создания чувства печали и отчужденности или расслабления и спокойного размышления.

9.2. Какая единица измерения цветовой температуры?

9.2.1. Цветовая температура обычно выражается в Кельвинах (K), единицах измерения температуры по шкале Кельвина. Мы измеряем оттенок (цветовой оттенок) света как температуру благодаря британскому физику Уильяму Кельвину.Уильям Кельвин нагрел углеродный блок, который светился от жары, давая различные цвета при разных температурах. Расположение цветов обусловлено фактом

9.3. Цветовая температура обычно записывается в кельвинах, единицах абсолютной температуры. Холодные цвета, такие как синий и белый, обычно имеют цветовую температуру выше 7000K, в то время как более теплые цвета, такие как красный и оранжевый, находятся около отметки 2000K.

9.3.1. Что такое цветовая температура?

Страница не найдена «Какой ортопедический имплант

Очевидные особенности:

Общая форма: любой…бумерангизогнутыйизогнутый, в форме банана, плоский конический, клиновидный, плавно изогнутый, полусферический, прямой, прямой, конический

Фиксация: любой … ЦементЦементная остеоинтеграция проксимальный HA

Конструкция (цементированная): любая … бесцементная композитная балка, конус, конус, скользящая фиксация, без цемента

Уровень фиксации (без цемента): любой … проксимальный весь стержень

Слот для вставки: любой… да

Винты: любой … 0 или 5 нет

Номер отверстия: любой … 1245 нет

Средний воротник: любой … нос

Боковой воротник: любой … нет

Зоны Груена:

Шея / Z7 Граница: любой …

Z7 Форма: любой… вогнутая

Контур Z7: любые … мягкие бордюры гладкие

Граница Z7 / Z6: любые … средние вогнутые соединения стержней малые вогнутые

Z6 Форма: любая … медленная вогнутая прямая

Z6 Контур: любой … гладкий

Граница Z6 / Z5: любой … медленный конвективный переход к цилиндрическому дистальному стержню

Z5 Форма: любой…вогнутая прямая

Контур Z5: любой … гладкий

Граница Z5 / Z4: любой …

Форма Z4: любой … криволинейный

Контур Z4: любой … тупой, по сравнению с ABG 2, который имеет форму пули, остроконечный, гладкий

Граница Z4 / Z3: любой …

Z3 Форма: любой…выпуклыйпрямой

Контур Z3: любой … гладкий

Граница Z3 / Z2: любой …

Z2 Форма: любая … угловая выпуклая прямая

Контур Z2: любой … гладкий

Граница Z2 / Z1: любой … переход от цилиндрической зоны 2 к широкой зоне 1 на боковом плавнике и спинном рукаве крыла на 15 градусов

Z1 Форма: любой…углово-выпуклыйбоковой плавникмалый выпуклыйпрямый

Z1 Контур: любой … гладкий

Z1 / граница плеча: любой … большой боковой плавник острый

Форма плеча: любой … острый угол, угловой, тупиковый, правый угол, закругленный

Контур плеча: любой … вставной паз вставной паз гладкий

Шон Дагган: Локальные коррекции баланса белого в Lightroom

Цветовая температура и цветовые оттенки

Свет, который освещает наши фотографии, бывает разной цветовой температуры.Этот термин относится к качеству цвета света, как мы его видим. Мы часто называем источники света или качество излучаемого ими света теплым или холодным. Цветовая температура света иногда может привести к явному цветовому оттенку изображения. В этой статье мы рассмотрим способы сочетания общей корректировки баланса белого с методами применения корректировок баланса белого к определенным областям изображения.

Заметный цветовой оттенок — не всегда плохо, а иногда он может быть важным элементом в создании визуального стиля для определенного изображения или создания настроения.Более теплые оттенки предполагают более теплую и комфортную обстановку, например уютную комнату во время праздников.

Более прохладный цветовой баланс может передать не только физический холод, как в зимних или ночных изображениях, но также и более суровую и мрачную атмосферу, такую ​​как изображение детской коляски на чердаке.

Общая коррекция баланса белого

С помощью инструмента «Баланс белого» в модуле «Разработка» Lightroom вы можете выбрать оттенок, который должен быть нейтральным, например белый или черный с тональными деталями (т.е., не полностью белый или черный), или значение серого. Мне нравится думать об этих областях как о нейтральных ориентирах. В случае с натюрмортами из старых фотоаппаратов я использовал SpyderCUBE в кадре для этой цели.

Это изображение было снято с настройкой баланса белого вольфрамового сплава, но все еще присутствует сильный желтый оттенок, что не редкость при съемке в этом типе освещения, даже если вы используете вольфрамовый баланс белого. Один щелчок инструмента баланса белого на серой стороне SpyderCUBE быстро исправляет общий баланс белого.Иногда строго нейтральная коррекция может показаться слишком холодной, поэтому можно немного отрегулировать ползунок температуры, чтобы вернуть немного тепла.

Локальная коррекция баланса белого

Хотя общий баланс белого выглядит неплохо, в него внесены некоторые изменения, которые необходимо исправить. Поскольку изображение было снято со смешанными источниками света (лампа и дневной свет из окна), внешний вид через окно теперь слишком синий.Во-вторых, абажур потерял приятное тепло, которое обычно ассоциируется с маленькой лампой, и выглядит слишком круто. К счастью, их можно легко исправить с помощью одного из инструментов локальной настройки.

Корректирующая кисть использовалась, чтобы закрасить вид за окном (как показано ниже слева в режиме наложения, показывая окрашенную область с красным наложением). Затем были применены новые значения для температуры и оттенка, чтобы изменить цветовой баланс только этой области, чтобы листья на деревьях выглядели зелеными, а не синими (внизу справа).

Затем аналогичная корректировка была применена к абажуру, чтобы вернуть немного более теплого желтого цвета в этой области.

В окончательной версии показаны преимущества как общей коррекции, которая была применена путем нажатия на нейтральную серую цель с помощью инструмента баланса белого Lightroom, так и пользовательских настроек баланса белого, применяемых локально к абажуру и окну с помощью корректирующей кисти.При работе с изображениями, в которых сцена была освещена смешанным освещением и разными цветовыми температурами, использование инструментов локальной настройки Lightroom может быть эффективным способом создания более приятного цветового баланса для различных областей изображения. В дополнение к корректирующей кисти, в зависимости от потребностей изображения и типов областей, которые необходимо исправить, для этого также могут использоваться градуированный фильтр и радиальный фильтр.

Чтобы увидеть больше примеров работы Шона, посетите: http: // www.seanduggan.com/

Обеспечивает точное редактирование баланса белого после захвата

температура любого из крошечных изображений. Смешивая эти функции отображения

, пользователь может перемещаться по всему пространству параметров настроек WB

, то есть мы можем создать полноразмерное изображение sRGB на выходе

age с любой цветовой температурой, которая почти идентична

мог бы произвести конвейер камеры. На рис. 1 показан пример ex-

. Функции сопоставления цветов могут быть эффективно вычислены

и сохранены в изображении, отрендеренном sRGB, как комментарий JPEG с

накладными расходами менее 6 КБ.

2. Сопутствующие работы

2.1 Вычисление постоянства цвета (WB)

Необработанные изображения raw-RGB содержат заметные цветовые оттенки

из-за освещения захваченных сцен. Вычислительное постоянство цвета

— это процесс, выполняемый бортовыми камерами для компенсации состояния

освещенности сцены. Это часто упоминается как WB в фотографии

. Освещение сцены часто описывается в терминах

его коррелированной цветовой температуры в пространстве цветности

CIE Yxy [9].WB, как правило, представляет собой двухэтапную процедуру: сначала оценивается освещенность сцены, либо пользователь выбирает температуру

из набора предварительных настроек камеры, либо с помощью вычисленного автоматического выбора

. из необработанного изображения RGB (т. е. подпрограммы AWB

). После того, как источник света оценен, коррекция ББ

может быть выполнена с использованием простой диагональной матрицы 3 × 3.

Большинство компьютерных исследований постоянства цвета сосредоточено на

оценке освещенности (т.е.е., AWB) компонент. Ранняя работа

по оценке освещенности была основана либо на статистике [8, 19, 36]

, либо на гамме [17,20,21]. В последние годы методы

[3, 6, 7, 14, 24, 32, 35], основанные на обучении, также были успешно применены к

этой задаче. Все эти методы оценивают источник света и применяют коррекцию

в цветовом пространстве RAW-RGB камеры; они не предназначены для применения к изображениям, отрисованным в формате sRGB.

Недавняя работа в [4] предлагает исправлять неправильно белые-

сбалансированных sRGB-визуализированных изображений путем оценки полиномиальной карты-

функций пинга из большого набора обучающих данных.Наша работа близка

к [4] в том смысле, что мы также используем набор функций полиномиального отображения

для управления WB изображений, визуализированных sRGB. Однако

, в отличие от [4], наша работа встраивает необходимые функции отображения

в визуализированные изображения sRGB во время самого процесса визуализации

и не требует никакого обучения.

Управление балансом белого в цветовом пространстве sRGB является сложной задачей.

Даже когда используется точная цветовая температура освещения — например,

, измеренная по таблице цветов, помещенной в сцену — и

Коррекция баланса белого применяется в «линеаризованном» пространстве sRGB [5,16],

результаты все еще плохие, как показано на рис.1, столбец 1. Это связано с тем, что линеаризация

ошибочна и не может отменить нелинейные операции конвейера эры cam-

[4]. Наш результат, показанный на рис. 1, столбец 2,

, значительно более точен.

2.2 Реконструкция необработанного изображения

Радиометрическая калибровка [15, 23, 28], которая тесно связана

с реконструкцией необработанного изображения, направлена ​​на отмену нелинейных операций, применяемых на бортовых камерах для линеаризации вывода sRGB.

Более современные методы необработанной реконструкции не только линеаризуют

значений sRGB, но и пытаются преобразовать значения sRGB обратно в их исходные необработанные значения

RGB. Метод реконструкции raw-RGB

Юань и Сун [37] основан на управляемой повышающей дискретизации исходного изображения

низкого разрешения, сохраненного вместе с изображением sRGB,

для восстановления необработанного изображения с полным разрешением , Kim et al. [26] и

Chakrabarti et al. [10,11] предложили использовать более сложные модели

els для этапов обработки бортовой камеры, чтобы достичь более высокой точности необработанной реконструкции

.Работа Нгуена и Брауна [30,31]

показала, что метаданные, необходимые для точной необработанной реконструкции

, могут быть вычислены непосредственно из пары изображений sRGB-raw, и эти метаданные

(всего 64 КБ) могут быть встроены в сам JPEG im-

возраст. Недавно была предложена архитектура глубокой нейронной сети

[29] для имитации конвейера камеры в обоих направлениях —

от raw-RGB к sRGB и от sRGB к raw-RGB. Однако

, чтобы использовать любой из этих методов для манипуляции ББ, по-прежнему требуется

вернуться из sRGB в необработанный RGB, манипулировать ББ, а

повторно обработать изображение через конвейер камеры.Наш метод

не требует возврата от sRGB к raw и снова вперед к

sRGB. Вместо этого наш метод позволяет обрабатывать визуализированные изображения sRGB-

непосредственно в цветовом пространстве sRGB.

3. Предлагаемый метод

Предлагаемый нами метод основан на вычислении набора

функций нелинейного отображения цвета между набором крошечных

дискретизированных изображений sRGB, визуализированных камерой. Подробности

обсуждаем в Разделах 3.1–3.3. Обзор нашей работы с кадром захвата изображения

показан на рис. 2- (A). В этой статье мы представляем каждое изображение

как матрицу 3 × P, содержащую триплеты RGB изображения,

, где P — общее количество пикселей в изображении.

3.1 Визуализация крошечных изображений

Первым шагом нашей структуры визуализации является создание крошечной копии

с пониженной дискретизацией исходного изображения в формате RGB I. Крошечная версия —

, обозначенная как X, и в наших экспериментах только 150 × 150 пикселей,

по сравнению, скажем, с 20-мегапиксельным полноразмерным изображением I.Наше крошечное изображение

raw-RGB X, которое составляет примерно 0,1% от полноразмерного изображения

, можно легко сохранить в памяти. Полноразмерное изображение raw-RGB

I сначала визуализируется через конвейер камеры с цветовой температурой

WB для получения полноразмерного выходного изображения sRGB

age O. Эта цветовая температура либо получена от производителя

союзник выбрал настройку баланса белого или оценил по AWB камеры. Крошечное изображение

X затем обрабатывается конвейером камеры Ntimes,

каждый раз с другим значением цветовой температуры WB {Ti} N

i = 1.

Эти настройки {Ti} N

i = 1 могут соответствовать предустановленным параметрам WB

камеры, таким как Tungsten, Daylight, Fluorescent, Cloudy и

Shade, или их значениям цветовой температуры, таким как 2850K, 3800K,

5500K, 6500K и 7500K, или любой другой выбранный набор цветовых температур —

ператур. Результирующие крошечные изображения sRGB, обработанные конвейером эры cam-

, обозначаются как {YTi} N

i = 1, что соответствует настройкам WB

{Ti} N

i = 1.

3.2 Функции сопоставления

Полноразмерное выходное изображение sRGB O с пониженной дискретизацией до

имеет те же размеры, что и {YTi} N

i = 1, и обозначается как Otiny.

Для каждого крошечного изображения {YTi} N

i = 1 мы вычисляем нелинейное отображение

функции MTi, которое отображает Otiny в YTi [4], решая следующую задачу минимизации

:

argmin

MTi

kMTiΦOtiny − YTik2

F, (1)

где Φ: R3 → Ru — функция ядра, которая преобразует триплеты RGB

в u-мерное пространство, где u> 3 и k.kFde-

отмечает норму Фробениуса. Для каждого изображения YTi это уравнение находит

МТ, которое минимизирует ошибки между цветами RGB в субдискретизированном изображении

Otiny и его соответствующем изображении YTi.

Руководство по ультразвуковой визуализации

Простое и быстрое руководство по оптимизации ультразвуковых изображений

С чего начать?

Обладая более чем 20-летним обучением и технической поддержкой наших клиентов, мы создали это руководство по оптимизации ультразвуковых изображений, чтобы предоставить вам простое руководство на английском языке для понимания вашего ультразвукового аппарата и способов получения наилучших изображений.Имейте в виду, что предварительные настройки производителя часто не являются «оптимальными» для ваших нужд, и изучение того, как настроить параметры вашего ультразвукового аппарата, поможет вам получить наилучшее изображение, стать более эффективным и достичь лучших клинических результатов.

Меню навигации:

Введение

A. Что такое «хорошее» ультразвуковое изображение?

1. Настройки яркости / контрастности
2. пресетов

B. Основные методы оптимизации изображений

1. Регулировка усиления
2. Элементы управления компенсацией временного усиления
3. Фокусные зоны
4. Выбор частоты
5. Автоматическая оптимизация

С.Гармоники тканей, визуализация с уменьшением спеклов, комбинированная визуализация

1. Визуализация гармоник тканей
2. Составная визуализация
3. Система подавления спеклов

D. Расширенная оптимизация ультразвукового изображения

1. Динамический диапазон (сжатие)
2. Ультразвук Карты серого
3. Плотность линий
4. Среднее значение кадра / стойкость
5. Отказ
6. Улучшение кромки

Взять под контроль

Не расстраивайтесь от ультразвука.

Ваш первый взгляд на УЗИ может быть пугающим. Врачи быстро понимают, что пользоваться аппаратом УЗИ не так просто, как казалось. По моему опыту, это было непросто проглотить, поэтому я создал это руководство. Врачи часто выражают мне свое разочарование; они открывают коробку, видят кучу посторонних кнопок и ручек, и возникает путаница. Руководство пользователя часто плохо оформлено, что только усугубляет их путаницу. Затем они включают его, смотрят на экран и чувствуют себя потерянными.

За последние 15 лет я нашел решение простым. Узнайте, с чего начать, и поймите, какие кнопки и ручки на самом деле имеют значение.

Врачи и клиницисты обычно не проходят формального обучения работе с ультразвуком. Это руководство для таких людей. Вы можете быстро освоить оптимизацию изображений, получив базовые знания об УЗИ и протестировав несколько элементов управления.

В этом руководстве я начну с описания основных функций и элементов управления для оптимизации ультразвуковых изображений.Более подробно в этом руководстве мы рассмотрим более продвинутые технологии, которые помогут вам точно настроить и по-настоящему понять свое УЗИ.

Возьмите руководство пользователя для справки.
В каждом руководстве пользователя есть раздел на лицевой стороне, в котором показано расположение различных элементов управления. Найдите эту страницу и оставьте ее открытой. Если у вас нет бумажной копии руководства, попробуйте нажать клавишу F1 на клавиатуре. Обычно при этом открывается электронное руководство. Сфотографируйте его на свой телефон или планшет, чтобы использовать его в качестве справки.

Что такое «хорошее» ультразвуковое изображение?

Хорошее качество изображения довольно субъективно. Это также связано с возможностями машины. Часто два человека, смотрящие на одно и то же изображение, по-разному смотрят на то, что является «хорошим». Те, кто раньше пользовался ультразвуковым аппаратом, часто хотят, чтобы изображения были похожи на изображения с их старых аппаратов. Новым пользователям нужны изображения, которые соответствуют точке зрения их мозга на то, как, по их мнению, должна выглядеть анатомия .Вам решать, и ваше мнение может измениться, когда вы освоите ультразвук.

Примечание:
Я буду ссылаться на скелетно-мышечную визуализацию (включая направление иглы), потому что это наиболее распространенный тип пользователей, с которыми я общаюсь, но эти шаги применимы ко всем модальностям.

Шкала серого

Перед тем, как начать, отрегулируйте яркость и / или контрастность монитора

Это один из наиболее важных шагов, особенно с мониторами с ЭЛТ (не плоскими ЖК-дисплеями).На машинах с ЭЛТ-мониторами в большинстве руководств пользователя перечислены рекомендуемые действия.

Большинство производителей предлагают начать с контрастности 90–100%, а затем отрегулировать яркость. Полоса шкалы серого (показанная справа) показывает текущую шкалу серого ультразвука от белого до черного. Начните с настройки освещения в комнате в соответствии с освещением, которое вы будете использовать при сканировании. Затем установите максимальную яркость, затем сконцентрируйтесь на самом низу полосы серого; это будет самая темная точка.Медленно уменьшайте яркость, пока самый темный уровень не станет черным и перестанет быть видимым. Верх должен быть белым, но не перенасыщенным. Если у вас есть регулировка контрастности (на многих портативных устройствах ее нет), вы можете установить ее по своему вкусу. Однако учтите, что регулировка контрастности повлияет на настройку яркости.

Настройка яркости — единственная настройка, которая остается неизменной для каждого нового исследования. Все приведенные ниже настройки не сохраняются на аппарате УЗИ, если вы не выполните определенные шаги для сохранения пользовательской предустановки.Другими словами, не стесняйтесь экспериментировать, вы всегда можете начать заново, повторно выбрав предустановку.

Совет: будьте симметричны или обратитесь за помощью

Для следующих шагов вам нужно будет увидеть, что происходит с живым изображением. Если у вас нет помощника, возьмите датчик в правую руку, нанесите немного геля и поместите датчик на левую руку или запястье. Внесите корректировки левой рукой (как правило, у левшей все наоборот). В процессе настройки вы увидите, что происходит на живом изображении.Не беспокойтесь о получении идеального изображения.

Совет: попробуйте разные предустановки УЗИ, MSK может быть не лучшей отправной точкой

Многие заводские пресеты плохо настроены. На старых машинах MSK и настройки наведения иглы / нерва не были обычными исследованиями. В таких случаях вам придется попробовать другие настройки.

Для MSK и управления иглой вы обычно можете пропустить настройки акушерства / гинекологии, брюшной полости, сердца и урологии при использовании линейного датчика. Вместо этого поищите любые предустановки, связанные с поверхностной визуализацией, такие как мелкие детали, грудь, венозные сосуды, периферические сосуды, щитовидная железа, нерв, настройки по умолчанию и различные пользовательские настройки (пользователь 1, пользователь 2, пользователь 3 и т. Д.).Повторите их несколько раз, чтобы у вас были ориентиры. Запишите свои фавориты. Для следующих шагов выберите один и придерживайтесь его. Вы можете вернуться к другим после того, как выполнили другие действия.

Примечание. На расчеты влияют выбранные вами предустановки. В MSK это обычно не проблема, но в других модальностях пакеты измерений и анализа (M&A) связаны с предустановкой. Вы можете установить для пакета M&A индивидуальный набор настроек, но, поскольку он уникален для каждой машины, он выходит за рамки данной серии.

Основные методы оптимизации

Приступая к работе, каждый должен знать эти основные элементы управления. Вы будете использовать их чаще всего, независимо от того, насколько вы продвинуты. В этом разделе вы узнаете, какие элементы управления вы, скорее всего, будете использовать на всех экзаменах.

Регулировка усиления

Не бойтесь контроля над усилением

Регулятор усиления, вероятно, будет вашим наиболее часто используемым элементом управления визуализацией. Это регулирует общую яркость ультразвукового изображения. Вы обнаружите, что переходите к этому элементу управления почти при каждом сканировании.Возьмите за привычку настраивать его, и вы удивитесь, как простой поворот может существенно повлиять на качество вашего изображения.

TGC: Элементы управления компенсацией временного усиления

Горшки для слайдов TGC

За исключением SonoSite и многих планшетов, каждая машина имеет 5-10 элементов управления слайдами, сгруппированных вместе. Это регуляторы TGC или Time Gain Compensation. Они регулируют усиление в определенных областях изображения (ближнее, среднее и дальнее поле). Лучший способ увидеть, что делает элемент управления, — это сдвинуть один из элементов управления полностью вправо, а затем полностью влево, глядя на живое изображение.Вы увидите, что определенная часть изображения становится очень яркой, а затем очень темной.

Когда вы получаете УЗИ, элементы управления TGC отображаются, как на изображении слева, в виде прямой линии посередине. Большинство технических специалистов настраивают их так, чтобы они располагались слева от центра для ближнего поля (вверху), и медленно перемещали их вправо от центра по мере того, как качество изображения ухудшается в глубине изображения. Идея состоит в том, чтобы иметь меньшее усиление в ближнем поле и большее усиление на глубине изображения, где качество изображения хуже.

Пользователи SonoSite: Общий эквивалент TGC — это две отдельные ручки усиления, которые управляют усилением ближнего и дальнего поля.

Ультразвук Положение фокуса, фокальные зоны

Это две функции оптимизации изображений, о которых часто забывают. Положение фокуса сообщает ультразвуку, на какой глубине вы хотите получить максимальное разрешение. При перемещении фокуса вверх и вниз вы увидите, как треугольник или точка перемещаются вверх или вниз влево или вправо от изображения. Вы увидите, что разрешение изображения улучшится в области выбранного фокуса.

Фокусные зоны позволяют использовать несколько точек фокусировки.По мере увеличения количества фокусных зон частота кадров будет уменьшаться, и изображение будет медленно обновляться.

Выбор частоты

Регулировка частоты позволяет увеличить разрешение за счет проникновения или увеличить проникновение за счет разрешения. Поскольку большинство преобразователей являются широкополосными, при настройке частоты обычно отображается частотный диапазон, а не отдельная частота. Некоторые машины будут отображать реальный частотный диапазон (представленный МГц); другие не показывают частоту и предлагают один из трех вариантов: «Res», «Gen» или «Pen» (я обращусь к «HARM» или « Гармоники »далее в этом руководстве).

Регулировка частоты

«Res» означает самую высокую полосу частот, доступную на датчике. Эти настройки используются для поверхностной визуализации. «Gen» представляет средние частоты, которые часто являются настройкой по умолчанию. «Перо» представляет собой самый нижний диапазон частот датчика и предназначен для более глубоких тканей или пациентов с трудностями для изображения. Попробуйте разные настройки для каждого сделанного вами изображения. Вам нужно установить максимально возможную частоту, которая позволит вам увидеть анатомию, которую вы просматриваете.

Другие машины будут показывать определенную частоту или диапазон частот. В этом случае используйте более низкие частоты, когда вам нужно проникновение в изображение. Используйте более высокие частоты, когда смотрите на поверхностное изображение. Высокие частоты обеспечивают лучшее разрешение, но теряется проникновение. Низкие частоты обеспечивают лучшее проникновение за счет разрешения изображения.

Автоматическая оптимизация

Автоматическая оптимизация изображения

Многие ультразвуковые аппараты оснащены функцией, которая автоматически оптимизирует усиление и общую контрастность изображения.Эта функция анализирует ткань на изображении и пытается предоставить вам наиболее оптимизированное изображение. Эту функцию обычно называют одним из следующих вариантов: Auto Optimize, Auto Tuning или Tissue Equalization. Большинство людей забывают, что эта кнопка существует, но часто это отличная отправная точка, когда вы набираете свои предустановки, частоту, глубину и фокусировку.

Слова утешения:

• Если вы испортили изображение , вернитесь к исходной предустановке, которую вы выбрали.Просто вернитесь к экрану исследования или предустановок и выберите предустановку, которую вы выбрали изначально. Это сбросит все ваши изменения, что позволит вам начать заново.
• Если вы внесли изменения, которые вам нравятся, , почти на каждой машине можно сохранить свои собственные пользовательские предустановки изображения. Однако все они разные и не могут быть описаны здесь, поэтому обратитесь к руководству пользователя. Обязательно запишите предпочтительные настройки.

Гармоники тканей, уменьшение спеклов и составная визуализация

За последние 20 лет на массовый рынок вышли три технологии, которые оказали наиболее значительное влияние на качество ультразвукового изображения.К ним относятся: визуализация гармоник тканей, составная визуализация и визуализация с уменьшением пятен.

Знать об их существовании — это одно, но научиться их использовать — очень важный шаг на пути к получению наилучшего качества изображения с вашего ультразвукового аппарата. Здесь я выделю основные концепции, что делают технологии и как их использовать.

Примечание: я называю их общими именами. Большинство производителей используют ту или иную форму названия «гармоники», однако функция «Уменьшение спеклов» и «Составная визуализация» дает разные названия от каждого производителя.Обратитесь к руководству пользователя, чтобы найти их на своей машине.

Визуализация гармоник тканей

Это наиболее распространенная передовая технология визуализации, которая используется примерно в 90% доступных новых и отремонтированных ультразвуковых аппаратов.

Что это? Визуализация гармоник позволяет с помощью ультразвука идентифицировать ткани тела и уменьшить количество артефактов на изображении. Он делает это, отправляя и получая сигналы на двух разных ультразвуковых частотах. Например, при включенных гармониках пробник будет излучать частоту 2 МГц, но он будет «слушать» только частоту 4 МГц.Это улучшает качество изображения, поскольку ткани тела отражают звук с частотой, вдвое превышающей исходную, что приводит к более четкому изображению, которое лучше отображает ткани тела без дополнительных артефактов. На следующем изображении показана демонстрация сигнала, отправляемого на частоте 7 МГц и принимаемого на частоте 14 МГц. Вы можете увидеть, как лучше определяется ткань тела и уменьшаются артефакты изображения.

Tissue Harmonics позволяет ультразвуку лучше идентифицировать ткань и уменьшить артефакты или «шум» на изображении. Регулировка уровней гармоник помогает оптимизировать ультразвуковое изображение

Зачем это нужно? Гармоники полезны в большинстве ситуаций, особенно для пациентов с трудностями для изображения, когда на изображении много «шума».Однако обратите внимание, что это не всегда помогает для очень поверхностных или очень глубоких тканей (это зависит от датчика). Лучший способ увидеть, что делают гармоники, — это включать и выключать их в разных ситуациях, чтобы увидеть, что помогает. На вашем компьютере вы найдете множество пресетов, в которых гармоники включены и отключены. Обязательно попробуйте их все.

Как вы им пользуетесь? Машина с гармониками будет иметь «THI», «Harm», «HI» или аналогичные кнопки / элементы управления на машине. Когда он включен, он обычно регулируется с помощью регулятора частоты.Частотный дисплей, скорее всего, изменится с отображения диапазона частот (в МГц) на низкий, средний и высокий или Pen, Gen и Res. «Низкий» и «Перо» предназначены для глубоких тканей, а «Высокий» и «Разреш.» — для поверхностной визуализации.

Недостатки? Глубокое проникновение. Изображение может полностью исчезнуть при взгляде на глубокие ткани. В этом случае вы захотите отключить его для наиболее сложных для визуализации пациентов (особенно акушерских).

Система подавления спеклов

Что это? Визуализация с подавлением спеклов (SRI, uScan, XRES и т. Д.) Использует алгоритм для определения сильных и слабых ультразвуковых сигналов.Оценивая изображение на попиксельной основе, он пытается идентифицировать ткань и устранить «пятнышки». Слабые сигналы, которые кажутся ошибочными, удаляются, а сильные сигналы усиливаются / становятся ярче. Это обеспечивает более плавное и чистое изображение. На изображении ниже показано изображение с включенным подавлением пятен.

Speckle Reduction использует алгоритм для уменьшения «пятен» на ультразвуковом изображении с одновременным улучшением изображений тканей.

Зачем это нужно? Вы можете лучше идентифицировать ткань.Это упрощает измерения и обеспечивает более четкое изображение. На большинстве машин с функцией подавления пятен она включена почти для всех предустановок. Редко он у вас будет выключен.

Как использовать: Большинство машин предлагают различные уровни уменьшения пятен. Самые низкие уровни уменьшают небольшое количество артефактов и слегка улучшают ткань, в то время как самые высокие уровни могут выглядеть чрезмерно обработанными. Чаще всего он устанавливается около среднего уровня. Это технология постобработки, что означает, что вы можете регулировать ее уровень после того, как изображение застыло.Я рекомендую вам сделать снимок, заморозить его, а затем настроить уровни уменьшения пятен, чтобы увидеть его влияние на изображение.

Недостатки? При слишком высоком значении изображение может выглядеть как скомканная бумага. Кроме того, это зависит исключительно от внутреннего компьютера и приводит к более низкой частоте кадров.

Вот различные названия, которые производители используют для обозначения технологий:

Составная визуализация

Что это? Compound Images объединяет три или более изображений под разными углами поворота в одно изображение.Традиционно датчики посылают ультразвуковые сигналы на одной «прямой видимости». Это означает, что он посылает звуковой сигнал перпендикулярно головке зонда, а затем прослушивает эхо. При составной визуализации ультразвук посылает сигналы под разными углами, позволяя «видеть» ткань под разными углами и устранять артефакты. Следующее изображение лучше всего показывает, что происходит на самом деле:

На изображении слева показаны основные ультразвуковые сигналы, перпендикулярные датчику. Справа показаны составные изображения, отправляющие и получающие сигналы под разными углами.

Зачем это нужно? Составное изображение увеличивает разрешение изображения за счет использования нескольких линий участка для устранения артефактов, теней и увеличения детализации краев.

Как его использовать: Некоторые производители включили это в качестве опции модернизации, и вам может потребоваться проверить руководство пользователя (F1 открывает руководство пользователя на большинстве ультразвуковых аппаратов). Многие системы предлагают разные уровни составной визуализации. Число или уровень обычно указывает на то, сколько линий обзора использует датчик… 3, 5, 7 и т. Д.

Недостатки? Не всегда эффективен при очень поверхностной визуализации. Недоступно для секторных преобразователей. Чем глубже проникновение, тем оно менее эффективно. Чем больше линий обзора, тем ниже частота кадров. Составная визуализация доступна только для линейных и выпуклых датчиков.

Дополнительный бонус: Некоторые машины позволяют использовать его для 2D «управления лучом», что может иметь большое значение в визуализации иглы, поскольку луч будет отражаться перпендикулярно игле.В результате получилось очень яркое изображение иглы.

Расширенная оптимизация ультразвукового изображения

Настройки или «предварительные настройки», которые поставляются на вашем ультразвуковом аппарате, создаются группой инженеров и сонографистов или, возможно, только одним сонографистом. Несмотря на это, эти люди создают настройки для того, что , по их мнению, является наилучшим из возможных изображений. Во многих случаях создание заводских предустановок предполагает, что производитель копирует общие настройки с предыдущих машин или имитирует настройки другого производителя.

Учитывая это, если вы действительно хотите получить наилучшее изображение, в ваших интересах копнуть глубже и узнать, что вам нравится . В предыдущих частях этого руководства вы познакомились с основами и знаниями, лежащими в основе этой технологии, но здесь мы собираемся углубиться в дополнительные элементы управления, некоторые из которых очень сильно влияют на то, как отображается изображение.

Не беспокойтесь, изменение этих настроек не повлияет на работу вашего устройства навсегда, если вы специально не выполните действия по сохранению предустановки.Вы всегда можете сбросить настройки до значений по умолчанию, повторно выбрав предустановку исследования в меню исследования или датчика. В худшем случае перезагрузите машину.

Эти вторичные элементы управления доступны почти на каждом компьютере (SonoSite и некоторые ультразвуковые планшеты могут не иметь их). Это не особые технологии, это, казалось бы, загадочные функции, которые определяют, как ультразвук интерпретирует / отображает изображение. Как вы увидите, при использовании этих элементов управления могут произойти кардинальные изменения. Обратите внимание, что не бывает «идеального» изображения.Это чисто в глазах смотрящего.

Динамический диапазон (сжатие)

Динамический диапазон (также известный как сжатие) позволяет указать ультразвуковому аппарату, как вы хотите, чтобы интенсивность эхо-сигнала отображалась в виде оттенков серого. Широкий / широкий диапазон отображает больше оттенков серого и в целом более гладкое изображение. Меньший / узкий диапазон будет отображать меньше оттенков серого и будет казаться более контрастным с более черно-белым изображением.

Чтобы запутать ситуацию, некоторые производители (например: GE) называют это динамическим диапазоном для живого изображения, а затем меняют его на «Сжатие», когда изображение заморожено.

Влияние динамического диапазона на одно и то же изображение.

Динамический диапазон и карты серого влияют друг на друга. Если вы измените одно, вы можете отрегулировать и другое.

Карты серого ультразвука

Регулировка карт серого на вашем изображении оказывает такое же влияние на ультразвуковое изображение, как и изменение динамического диапазона., Но они разные. В то время как динамический диапазон регулирует общее количество оттенков серого, карта серого определяет, насколько темным или светлым вы предпочитаете отображать каждый уровень белого / серого / черного в зависимости от силы ультразвукового сигнала.

Кривые на серой карте

Проще говоря, динамический диапазон увеличивает или уменьшает количество отображаемых оттенков серого, в то время как карты серого регулируют яркость каждого оттенка серого.

Хотя может показаться, что они имеют схожий эффект, они очень разные. Часто помогает настроить их в сочетании друг с другом для получения наилучшего изображения.

Эффект серой карты на том же изображении

Плотность линий

Плотность линий регулирует количество линий сканирования в ультразвуковом изображении.Более высокий уровень обеспечивает лучшее разрешение изображения (больше строк развертки), но снижает частоту кадров. Используйте это, чтобы получить наилучшее изображение с наиболее приемлемой частотой кадров.

Среднее значение кадра / стойкость

Усреднение кадра или постоянство — это аналогичные функции, в которых несколько кадров изображения объединяются или «усредняются» в одно изображение. Его эффект аналогичен эффекту уменьшения пятен, при котором изображение выглядит более гладким, а шум уменьшается.

Отклонить

Фильтр отклонения или отклонения сообщает аппарату минимальный уровень отображаемого эхо-сигнала. Например, если на изображении много шума, вы можете увеличить уровень отклонения, чтобы устранить более слабые сигналы, что сделает изображение более четким и подавит самые слабые сигналы.

Улучшение / Улучшение края

С функцией улучшения края ультразвук пытается сделать изображение более резким, комбинируя соседние сигналы. Это покажет более контрастные и более яркие края структур.

Создание пользовательских предустановок

Почти все современные ультразвуковые аппараты имеют способ сохранить ваши собственные пользовательские предустановки (за исключением большинства SonoSites и некоторых портативных портативных систем). Это будет в системных настройках, но лучше всего обратиться к руководству пользователя (нажмите F1 в большинстве систем), потому что оно отличается на каждой машине.

Использование этих настроек для оптимизации ультразвукового изображения

Изучение этих настроек позволит вам установить свои собственные пользовательские предустановки или позволит вам вносить коррективы на лету во время получения изображения.Немного попрактиковавшись, вы быстро станете экспертом по оптимизации ультразвуковой диагностики.