تصحيح تدرّج الخلفية: ABE وDBE وGC وGraXpert

إزالة تدرّجات الضوء واللون في الخلفية مهارة أساسية في المرحلة الخطية من التصوير الفلكي. فمن ABE وDBE المدمجَين في PixInsight، إلى GradientCorrection (GC) وMultiscaleGradientCorrection (MGC) اللذين ظهرا لاحقًا، وصولًا إلى البرنامج المستقل المجاني GraXpert، تتزايد الأدوات المتاحة باستمرار. وتُرتّب هذه المقالة موقع كلّ منها والفروق بينها، وما خرجتُ به من اختباراتي العملية.

المبدأ الأساسي لتصحيح تدرّج الخلفية

تسوية تدرّجات الضوء واللون في الخلفية تجري بالطرح، غير أنّ المفتاح هو التالي: لا بدّ من أداة قادرة على تقدير نموذج الخلفية تقديرًا صحيحًا. وهذا بالضبط هو الدور الذي يؤدّيه ABE أو DBE في PixInsight.

أمّا الاكتفاء بطرح تدرّج دون تقدير نموذج الخلفية تقديرًا صحيحًا فيؤدّي عادةً إلى نتيجة فيها مشكلات، لأنّ نموذج الخلفية الحقيقي كثيرًا ما يكون صورة معقّدة إلى حدّ بعيد، لا تدرّجًا خطيًا بسيطًا. وحتى في الطرح نفسه، لا يكفي أن يُطرح نموذج الخلفية من الصورة الأصلية مباشرةً؛ إذ تتضمّن العملية على الأقل خوارزميات متعلّقة بالترددات المكانية، سعيًا إلى تقليل تأثّر إشارة الجرم السماوي قدر الإمكان (كانزياح لون النجوم مثلًا). وعند المقارنة بين ما قبل وما بعد، يرجى الانتباه إلى فحص الصورتين بإعدادات STF نفسها.

ABE وDBE: قريبان متشابهان

ABE (AutomaticBackgroundExtractor) وDBE (DynamicBackgroundExtraction) عمليتان متشابهتان لاستخراج الخلفية في PixInsight، وخيارات معاملاتهما الأساسية متشابهة كذلك، ولا يختلفان إلا في التسميات بعض الشيء.

من حيث المبدأ، يشمل DBE جميع وظائف ABE، ويزيد عليها معاينة فورية للمحتوى، وإمكانية وضع نقاط العيّنات يدويًا وعلى شكل مضلّعات. ومن ثَمّ فمن يُتقن DBE يُتقن ABE بطبيعة الحال. وفي الواقع، عند وضع توزيع نقاط العيّنات في ABE إلى جوار التوزيع «التلقائي» لنقاط العيّنات في DBE، يتبيّن أنّ المواضع متقاربة إلى حدّ كبير. وممّا يجدر الانتباه إليه أنّ أخذ العيّنات التلقائي في DBE ليس سوى واحدة من طرق استخدامه، فثمّة طرق أخرى أكثر يدويةً وأكثر دقّة.

GraXpert: خيار مستقل مجاني

GraXpert برنامج مستقل مجاني يُستخدم لإزالة تدرّجات الضوء واللون في الخلفية والصورة ما تزال في الحالة الخطية، وأداؤه جيد وقابليته للتحكّم عالية، ونتائجه إجمالًا أفضل من خاصية إزالة التلوّث الضوئي في تطبيقات الهاتف. وبإمكانه حفظ ملفات TIFF أو XISF بعمق 32 بت، وهو يدعم المنصّات الثلاث الكبرى: Windows وMac وLinux. ولمن لا يستخدم DBE في PixInsight، فهذا خيار جدير بالنظر.

ثم أصدر GraXpert وحدة مُدرَّبة بالذكاء الاصطناعي (وإن كان من الأفضل عدم تعليق آمال كبيرة على الذكاء الاصطناعي)، فصار بالإمكان إزالة تدرّج الضوء دون النقر يدويًا على نقاط العيّنات، بل إنّ النسخة الرسمية لا تتطلّب تنزيل وحدة الذكاء الاصطناعي يدويًا، فالبرنامج ينزّلها بنفسه عند الحاجة.

وهنا نصيحة صريحة: لمن يمتلك بالفعل PixInsight، فاستخدام DBE المدمج هو الخيار الأفضل بلا شكّ؛ أمّا لمن لم يشترِ PixInsight، فإنّ GraXpert هو على الأرجح البرنامج المجاني الأفضل أداءً في إزالة تدرّج الضوء في المرحلة الخطية.

ولاحقًا طوّر أحد الهواة عمليةً في PixInsight (Process لا Script) تستدعي وظيفة GraXpert مباشرةً داخل PI، فتوفّر خطوة تصدير الصورة إلى GraXpert ثم إعادة استيرادها. وشرط الاستخدام هو تثبيت GraXpert أولًا وتفعيل قاعدة بيانات الذكاء الاصطناعي وتنزيلها؛ عندئذٍ فقط تعمل هذه العملية.

غير أنّني لاحظتُ في مقارنة مباشرة أنّ GraXpert AI ما يزال يختار مناطق ليست من الخلفية. ولننظر إلى صورة M101 أدناه (مائلة إلى الخضرة بعد دمج RGB، وربما بسبب مشكلة في إطارات Flat أو تسرّب ضوئي أو إطارات المعايرة): نموذج GraXpert AI على اليسار يختار خطأً جزءًا من الجرم الرئيسي، بينما نموذج DBE على اليمين أنظف بوضوح. وإجمالًا، يبقى نموذج DBE أفضل.

GradientCorrection (GC): جيل جديد من الأتمتة

ما دامت المعاملات مختارة على النحو الصحيح، فأداء GC جيد حقًا إلى حدّ بعيد. وأكبر مزاياه أنّه لا يتطلّب النقر على الخلفية يدويًا؛ فحتى مع صورة تملؤها النجوم والسدم من طرف إلى طرف ولا تكاد تُوجد فيها خلفية، لا داعي للقلق من تعذّر وضع نقاط العيّنات.

وفي الاختبار العملي، بدا السديم المظلم في قناة اللمعان أكثر تجسّمًا بوضوح بعد المعالجة؛ أمّا قناة الألوان فكان فيها في الأصل تدرّج ينتقل من الأخضر في جهة إلى الأزرق في الجهة الأخرى، وقد استوى كثيرًا بعد المعالجة.

MultiscaleGradientCorrection (MGC): للتصدّي للتلوّث الضوئي الشديد

يناسب MGC بوجه خاص الحالات التي لا تتوفّر فيها إطارات Flat ويوجد فيها كذلك تعتيم محيطي شديد. وقد اختبرتُ مسارًا كاملًا: الصورة الأصلية → بعد معالجة MGC → ثم معالجة DBE؛ وبفحص الصور الثلاث بإعدادات STF نفسها يظهر بوضوح كيف تُزال الأطراف المعتمة وتدرّج الضوء خطوةً خطوة.

وقد تجلّت قوة MGC كاملةً في حالة واقعية. فقد صوّر أحد الهواة من منطقة ملوّثة ضوئيًا، ومن دون منصة استوائية أيضًا، ولم يكن متأكّدًا من وجود مشكلة في إطارات Flat أو غيرها. فنزّلتُ ملفه المجمَّع، واستخدمتُ MGC وBXT وSPCC وNXT، إضافةً إلى تمديد غير خطي وأداة المنحنيات، فأنجزتُ النتيجة في نحو 15 دقيقة — حتى سديم رأس الحصان الذي لم يكن ظاهرًا في الصورة الأصلية قد برز، ولم ألحظ طوال العملية أي مشكلة واضحة في التجميع أو في إطارات Flat. أمّا أن يتكفّل MGC بتدرّج التلوّث الضوئي دفعةً واحدة فأمر مثير للدهشة حقًا.

خلاصة

أدوات تصحيح تدرّج الخلفية تتجدّد باستمرار، لكنّ منطق الاختيار بينها واضح في الحقيقة:

• مع وجود PixInsight: يرجى اعتماد DBE أداةً رئيسية، وإسناد المهمة إلى GC أو MGC عند الحاجة إلى أتمتة كاملة أو عند تعذّر العثور على الخلفية، أمّا في التلوّث الضوئي الشديد فيُمهَّد باستخدام MGC ويُختَم باستخدام DBE.
• من دون PixInsight: يبقى GraXpert أفضل بديل مجاني من حيث النتيجة.

ستزداد الأدوات ذكاءً يومًا بعد يوم، لكنّ الفكرة الجوهرية — «الحصول أولًا على نموذج خلفية صحيح، ثم طرحه برفق» — لن تتغيّر. وبفهم هذه النقطة وحدها يصير ممكنًا تحديد الأداة ومجموعة المعاملات التي تناسب الصورة الماثلة أمامنا.