#1

Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 14.06.2020 21:13
von Heribert Cypionka | 94 Beiträge

Liebes Forum,

als Kinder haben wir Blüten der Taubnessel gezupft, um aus der Kronröhre https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d0/Lamium_album-Haarring.jpg/220px-Lamium_album-Haarring.jpg wie die Bienchen und Hummeln süßen Nektar zu zutscheln. Das habe ich auch heute getan und mich dann erfolgreich auf die Suche nach den Nektarhefen darin gemacht. Typischerweise findet man bei Lamium album Vertreter der Gattung Metschnikowia.



Die sehen aus wie kleine Flugzeuge, nicht flach, sondern wie kleine Tetrapoden. Deswegen hier in stereo,

... als Rot-Cyan-Anaglyphenbild:



... für Kreuzgucker:


... für Parallelgucker:


... und die Animation:



Viel Spaß beim Angucken und vielleicht mal selber suchen ;)

Heribert Cypionka

P.S. Zur Technik: Zeiss-Axioplan mit 40x Plan-Neofluar, differenzieller Interferenzkontrast. Videostacking mit PICOLAY: eine Fokussierfahrt von ca. 5 sec wurde mit der Canon 90D mit 4K gefilmt. Bilder mit 'FreeVideoToJPGConverter' extrahiert, die unscharfen Frames verworfen, die anderen (ca. 120) gestapelt und weiter prozessiert mit PICOLAY.


zuletzt bearbeitet 14.06.2020 21:17 | nach oben springen

#2

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 15.06.2020 21:54
von Heribert Cypionka | 94 Beiträge

Ich habe noch ein Bild, aus dem man etwas lernen kann :)



Die Probenahme war heute etwas schonender als gestern. Der Hintergrund ist nicht geputzt. Man sieht Bakterien, von denen es verschiedene Morphotypen gibt: Stäbchen (oft nebeneinader liegend), 'Bohnen' (recht dick) und haufenweise kleine Kokken. Und man sieht die 'Riesenschlange'! Die liefert den Beweis, dass hier Videostacking gemacht wurde

Es handelt sich nämlich um einen Ciliaten, der den 'rasenden Roland' macht. Der ist leider nirgendwo scharf, was nicht nur am Fokus liegt, sondern auch an seiner Schnelligkeit. Dafür ist er in dem Video immer wieder abgebildet. Anhand der Skala kann man erkennen, dass er ca. 20 µm in 2 Frames zurücklegt, was bei 30 fps 1/15 sec ist, also rast er mit etwa 300 µm pro sec. Die Belichtung war so eingestellt, dass Fotos mit 1/200 sec gut belichtet waren. In der Zeit bewegt er sich aber um 1.5 µm und kann keinesfalls scharf abgebildet werden - da hätte ich blitzen müssen.

Herzliche Grüße
Heribert


zuletzt bearbeitet 15.06.2020 21:57 | nach oben springen

#3

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 15.06.2020 22:28
von gogs | 203 Beiträge

Hallo Heribert,

das sind sehr gute und interessante Bilder.

Taubnesseln? und zutzeln ist für mich ganz neu, vielen Dank.

mfG Christian

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#4

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 15.06.2020 23:20
von Heribert Cypionka | 94 Beiträge

Ja, die Taubnesseln gab es früher auch häufiger, nach meinem Gefühl. Und 'zutzeln' kennt man (auch ich als Nordwestdeutscher) doch von der bayrischen Weißwurst: auslutschen...
Wo kommst denn du her? Dein Avatar sieht doch nach Schneegegend aus

LG
Heribert

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#5

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 16.06.2020 21:39
von MartinV | 29 Beiträge

Interessante Aufnahmen!

Hefe kenne ich sonst nur als Einzeller, gern auch mal in langer Kette durch Zellteilung. Ist das eine mehrzellige Hefe, oder nimmt sie bei der Teilung diese dreidimensionale Struktur an? Oder ist das ganze Gebilde nur eine Zelle?

Objekte, die durchs Bild schwimmen wie der Ciliat, lassen sich auch herausrechnen.
Idealerweise hat man mehrere Aufnahmen von jeder Fokusebene. Aus diesen Aufnahmen läßt sich der Median berechnen. (Im Falle des Videos könnten behelfweise auch ca. 5 aufeinanderfolgende Frames gehen.)
Im Unterschied zum Mittelwert (Mean) ist der Median der "Wert in der Mitte". Dazu werden Pixel nach Wertigkeit sortiert, und nur der Wert in der Mitte der Liste kommt ins Ergebnis. Objekte, die nur auf einzelnen Bildern vorhanden sind, tragen deshalb nicht zum Ergebnis bei.

Die Medianberechnung ist ein beliebter Trick, um Touristen verschwinden zu lassen. Bei Mikroskopaufnahmen lasse ich damit gern schwimmende Bakterien verschwinden, die sonst im Stackergebnis eine lange Spur ziehen würden.
Hier ein ausführlicher Artikel: https://medium.com/@nikolasmoya/simple-a...es-cdd3396c68e0

ImageMagick bietet hierfür die Option '-evaluate-sequence median'.

Viele Grüße, Martin

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#6

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 17.06.2020 09:32
von Heribert Cypionka | 94 Beiträge

Hallo Martin,

vielen Dank für deinen Kommentar und die Anregung! Zu deiner Frage: Hefen können sich ja durch Knospung vermehren. Und wenn die neue Zelle nicht weg will, entstehen halt solche Gebilde, arttypisch.

Medianfilter hat PICOLAY auch in seinen Bildbearbeitungsfunktionen, allerdings bisher nicht bildübergreifend. Das wäre mal eine gute Idee, vielen Dank! Allerdings gab und gibt es in diesem Fall auch andere Möglichkeiten.

1. Ich habe den Raser während der Aufnahme ja gesehen und den Stack einfach wiederholt. Das dauert beim Videostacking nur gut 5 sec. Tatsächlich hatte ich erst vor, das erste Video zu löschen, habe mich dann aber entschlossen, das Bild zu zeigen, um den Größenvergleich Bakterien/Hefe/Ciliat zu veranschaulichen und den Beweis fürs Video-Stacking zu liefern.

2. Der Trip dauerte ja des Ciliaten dauerte ja nur 3/4 sec, wie man aus der Zählung der paar und zwanzig Positionen sehen kann. Ich hätte den Stapel ohne diese Frames einfach noch einmal stacken können und den dann vorhandenen Hintergrund in das erste Stacking-Ergebnis klonieren können. Das dürfte einfacher sein als die Medianmethode, für die man ja auch Parameter (FIltergröße und Schwellenwerte) ausprobieren müsste.

Als Mikrobiologe möchte ich manchmal Bakterien nicht verschwinden lassen, sondern sichtbar machen, was sie so tun Dazu hier ein kurzes Video. Es zeigt einen zappelnden Spirochäten und einige schwimmende Spirillen. Der Spirochaet scheint in einer nicht sichtbaren Öse festzuhängen, durch die er sich hin- und herschraubt. Dazu die PICOLAY-Analyse (von 3 sec = 90 Frames):



Oben links ein einzelner Frame, daneben der Mittelwert, der alles zeigt was sich nicht bewegt hat, dann die Extraktion der dunkelsten Pixel, die die Laufspuren dokumentiert, und in Farbe der zeitliche Ablauf dazu. Das ist die 'Tiefenkarte'. Da in diesem Fall keine Veränderung des Fokus erfolgt ist, entspricht die Tiefenkarte der zeitlichen Abfolge.

Danke und liebe Grüße
Heribert

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#7

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 17.06.2020 13:54
von MartinV | 29 Beiträge

Hallo Heribert,

danke für die Erklärungen und Beispiele!

> Als Mikrobiologe möchte ich manchmal Bakterien nicht verschwinden lassen, sondern sichtbar machen, was sie so tun

Ok, klar, das leuchtet ein! Schön, wie lebhaft das Video ist, und wie zielgerichtet sich die Kleinen selbst bewegen (und nicht nur passiv mitschwimmen).
Ich selbst mache manchmal Aufnahmen von Pilzen und Pilzsporen unterm Mikroskop, und da schwimmt manchmal allerhand Zeug durchs Bild, was vom gewünschten Motiv ablenkt.


> Das dürfte einfacher sein als die Medianmethode, für die man ja auch Parameter (FIltergröße und Schwellenwerte) ausprobieren müsste.

Ich glaube, da hast Du mich noch mißverstanden. Für die Medianberechnung in einem Bilderstapel gibt es keine Filtergrößen oder Schwellenwerte.
Innerhalb eines Bildes kann ein Medianfilter zur Rauschunterdrückung nützlich sein, indem benachbarte Pixel verglichen werden.
Bei einem Stapel ist das Ziel und die Berechnung anders: Nur übereinanderliegende Pixel werden verglichen und nach Farbwert sortiert. Der Wert in der Mitte der Liste ist das Ergebnis.

Beispiel: 9 Bilder auf der gleichen Fokusebene.
Auf drei Bildern ist ein Punkt von einem bewegten Objekt verdeckt.
Der Punkt hat also 6x z.B einen Farbwert #FF. Auf drei Bildern hat er den Farbwert #47.
Sortiert gibt das:
#47 #47 #47 #FF #FF #FF #FF #FF #FF
Der Wert in der Mitte der Liste, der Median, wird als Ergebnis genommen: #FF
Das bewegte Objekt (Farbwert #47) verschwindet bei der Median-Berechnung vollständig.
Im Vergleich dazu würde der Mean (Durchschnitt aller Farbwerte) das bewegte Objekt geisterhaft sichtbar lassen,


Ich habe von Deinem Video die ersten 10 Frames genommen und Min, Mean und Median berechnet.
Min (darkest pixels) zeigt alle Laufspuren, wie in Deinem Beispiel:

Mean läßt die bewegten Objekte geisterhaft verblassen:

Median läßt die bewegten Objekte verschwinden:


Allein die Mitte der Spirale bleibt im Median-Bild erhalten. Sie verläßt in allen 10 Frames nicht ihren Platz und wackelt nur ein bißchen.


Viele Grüße, Martin|addpics|urv-1-18fd.png-invaddpicsinvv,urv-2-cd74.png-invaddpicsinvv,urv-3-5511.png-invaddpicsinvv|/addpics|


zuletzt bearbeitet 17.06.2020 14:01 | nach oben springen

#8

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 17.06.2020 15:42
von Heribert Cypionka | 94 Beiträge

Hallo Martin,

vielen Dank für die schöne Ausarbeitung! Ich hatte dich schon verstanden. Natürlich ist da ein Filter drin, von dem du vielleicht nicht weißt, ob er nun 3x3, 5x5 oder 9x9 ist. Aber das beeinflusst das Ergebnis. Und durch einen Schwellenwert, ab welcher Differenz die Faltung angewendet werden soll, kann man auch das Ergebnis evtl. verbessern. Die Operation vernichtet ja Information (genauso wie das Mitteln), und das könnte man damit graduell steuern, kann es aber auch lassen.

Da gilt der gute alte Wassersatz: Wasser kann man trinken, es aber auch lassen

Herzlichen Gruß
Heribert

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#9

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 17.06.2020 17:46
von Heribert Cypionka | 94 Beiträge

Ich bin mit meiner letzten Antwort nicht zufrieden :(

Natürlich geht es in dem Beispiel nicht um Flächenfilter, sondern um die Tiefe, also Anzahl von Frames die an einem Punkt zum Median zusammengefasst werden. In meinem ursprünglichen Bild tritt der Ciliat an einem Punkt in mindestens 2 Frames auf, mit Schatten eher in vier. Damit der Median das nicht mehr sieht, sollte die Filtergröße (Tiefe) mindestens 8 sein. In diesen 8 Frames werden aber an anderer Stelle Hefezelle gerade durchgestackt, und man wird im Median Information über sie verlieren. In dem Spirochaeten-Video (und auch dem verlinkten Artikel) wurde ja nicht gestackt. Hier führt die Wiederholung der Aufnahme möglicherweise zur Verbesserung des Bildes. Beim Stacken kommt es aber gerade auf die Änderungen von Bild zu Bild an. Deswegen würde man den Median bilden und ihn mit dem Stackergebnis ohne Median verschneiden. So ähnlich hatte ich das ja schon beschrieben (die Bilder mit Ciliat einfach herausnehmen und die entsprechenden Bereich als Hintergrund in das Stapelbild klonieren)...

So, ich hoffe das ist jetzt verständlich und korrekt ausgedrückt.

LG
Heribert


zuletzt bearbeitet 17.06.2020 17:47 | nach oben springen

#10

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 18.06.2020 19:25
von gogs | 203 Beiträge

Zitat von Heribert Cypionka im Beitrag #4
Ja, die Taubnesseln gab es früher auch häufiger, nach meinem Gefühl. Und 'zutzeln' kennt man (auch ich als Nordwestdeutscher) doch von der bayrischen Weißwurst: auslutschen...
Wo kommst denn du her? Dein Avatar sieht doch nach Schneegegend aus

LG
Heribert


Aus Judenburg Steiermark/Österreich, seit 1985 in Mühlheim/Main/Hessen.

mfG
Christian

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#11

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 18.06.2020 20:41
von Heribert Cypionka | 94 Beiträge

Hallo Christian, dann bist du natürlich mindestens zur Hälfte entschuldigt. Ich kenne auch viele österreichische Spezialwörter nicht, obwohl ich 10 Jahre am Bodensee gelebt habe.
Übrigens gibt es bei Wikipedia ein Bild dazu. Genauso macht man es bei der Taubnesselblüte, nur dass die deutlich kleiner ist ;)

LG
Heribert

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#12

RE: Videostacking: Nektarhefen aus der Taubnessel

in Stacking: Flora und Fauna indoor 19.06.2020 01:09
von MartinV | 29 Beiträge

Hallo Heribert,

> Ich bin mit meiner letzten Antwort nicht zufrieden

Danke :-)
Ja, der Median-Filter zur Bewegungsentfernung ist "teuer". Er braucht theoretisch mindestens drei, praktisch eher 5 bis 10 Aufnahmen, um bewegte Objekte sicher zu entfernen.
Die Tiefe kann man hier als Filtergröße beschreiben, eine gute Namensgebung.

> In diesen 8 Frames werden aber an anderer Stelle Hefezelle gerade durchgestackt, und man wird im Median Information über sie verlieren.

Ja. Der Median-Tiefenfilter/Bewegungsfilter ist sinnvoll, wenn man von vornherein mehrere Aufnahmen auf jeder Fokusebene macht. Ein Video, bei dem viele Aufnahmen gemacht werden, während der Focus gleichbleibend nur langsam verändert wird, wäre ein praktikabler Mittelweg.

> Beim Stacken kommt es aber gerade auf die Änderungen von Bild zu Bild an. Deswegen würde man den Median bilden und ihn mit dem Stackergebnis ohne Median verschneiden.

Auch ein interessanter Ansatz! Mit den Möglichkeiten nachträglicher, manueller Bildbearbeitung zum Kombinieren verschiedener Ergebnisse habe ich mich erst wenig befaßt.

Viele Grüße,
Martin

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