Korekce gradientu pozadí: ABE, DBE, GC a GraXpert

Odstranění světelných a barevných gradientů z pozadí je základní dovedností lineární fáze při zpracování astronomických snímků. Od ABE a DBE vestavěných v programu PixInsight přes pozdější GradientCorrection (GC) a MultiscaleGradientCorrection (MGC) až po bezplatný samostatný program GraXpert – dostupných nástrojů stále přibývá. V tomto článku shrnuji, jak si jednotlivé nástroje stojí, v čem se liší a co jsem zjistil při vlastním testování.

Základní princip korekce gradientu pozadí

Vyrovnání světelného a barevného gradientu pozadí sice probíhá odečtením, ale klíčové je toto: potřebujete nástroj, který dokáže správně odhadnout model pozadí. Přesně tuto roli v programu PixInsight plní ABE nebo DBE.

Pokud jen prostě odečtete přechod, aniž byste model pozadí odhadli správně, výsledek obvykle vykazuje problémy. Skutečný model pozadí je totiž často poměrně složitý obraz, nikoli jednoduchý lineární přechod. A i u odečítání nejde jen o to, že se model pozadí přímo odečte od původního snímku – proces zahrnuje přinejmenším algoritmy související s prostorovou frekvencí, aby se co nejvíc zamezilo ovlivnění signálu nebeských objektů (například barevnému posunu hvězd). Při porovnávání před a po nezapomeňte použít stejné nastavení STF.

ABE a DBE: blízcí příbuzní

ABE (AutomaticBackgroundExtractor) a DBE (DynamicBackgroundExtraction) jsou dva podobné procesy pro extrakci pozadí v programu PixInsight; podobné jsou i možnosti jejich klíčových parametrů, liší se jen trochu název.

V zásadě DBE obsahuje všechny funkce ABE a navíc přidává náhled obsahu v reálném čase i možnost umísťovat vzorkovací body ručně a v podobě mnohoúhelníků. Takže pokud umíte používat DBE, přirozeně umíte i ABE. Když totiž umístění vzorkovacích bodů ABE položíte vedle „automatického“ umístění vzorkovacích bodů DBE, jejich pozice jsou ve skutečnosti dost blízko sebe. Je třeba mít na paměti, že automatické vzorkování DBE je jen jedním ze způsobů použití – existují i další, ručnější a preciznější postupy.

GraXpert: bezplatná samostatná volba

GraXpert je bezplatný samostatný program určený k odstranění světelných a barevných gradientů pozadí, dokud je snímek ještě lineární; funguje docela dobře, nabízí vysokou míru kontroly a výsledky bývají celkově lepší než funkce pro odstranění světelného znečištění v mobilních aplikacích. Umí ukládat 32bitové soubory TIFF nebo XISF a podporuje všechny tři hlavní platformy – Windows, Mac i Linux. Pokud nepoužíváte DBE z programu PixInsight, stojí za zvážení.

Později GraXpert vydal modul natrénovaný pomocí AI (i když od AI příliš velká očekávání nemějte), díky němuž lze odstranit světelné gradienty bez ručního klikání na vzorkovací body; v oficiální verzi dokonce nemusíte modul AI stahovat sami – program si ho podle potřeby stáhne sám.

Tady mám přímočarou radu: pokud PixInsight už máte, vestavěné DBE je jednoznačně lepší volba; ale pokud jste PixInsight nekoupili, GraXpert je pravděpodobně bezplatný program s nejlepším odstraněním světelného gradientu v lineární fázi.

Později jeden z nadšenců dokonce vyvinul proces pro PixInsight (Process, nikoli skript), který volá funkce programu GraXpert přímo uvnitř PI, takže ušetříte krok s exportem snímku do programu GraXpert a jeho zpětným importem. Podmínkou použití je, že musíte nejprve nainstalovat GraXpert a mít aktivovanou a staženou databázi AI – teprve pak tento proces funguje.

V přímém srovnání jsem si ale všiml, že GraXpert AI stále vybírá i části, které nejsou pozadím. Vezměte si třeba níže uvedený snímek M101 (po spojení RGB nazelenalý, pravděpodobně kvůli problému se snímkem flat, únikem světla nebo kalibračními snímky): model GraXpert AI vlevo omylem vybere část samotného objektu, zatímco model DBE vpravo je zjevně čistší. Celkově je model DBE stále lepší.

GradientCorrection (GC): nová generace automatizace

Stačí zvolit správné parametry a GC funguje opravdu velmi dobře. Jeho největší výhoda je, že nemusíte na pozadí klikat ručně – i u snímku, kde je celé pole zaplněné hvězdami a mlhovinou a pozadí prostě není k nalezení, se nemusíte bát, že se vzorkovací body nepodaří umístit.

Při testování se temná mlhovina v luminančním kanálu po zpracování znatelně stala plastičtější; v barevném kanálu byl původně po obou stranách gradient přecházející ze zelené do modré, který se po zpracování také dost vyrovnal.

MultiscaleGradientCorrection (MGC): boj s vážným světelným znečištěním

MGC se obzvlášť hodí na situace bez snímků flat a se silnou vinětací. Vyzkoušel jsem jeden postup: původní snímek → po zpracování MGC → dále zpracovaný DBE, všechny tři jsem prohlížel se stejným STF a je jasně vidět, jak se ztmavené okraje a světelný gradient postupně odstraňují.

Síla MGC se naplno projevila na jednom konkrétním případu. Jeden nadšenec fotil v oblasti se světelným znečištěním, navíc bez paralaktické montáže, a nebyl si jistý, zda má problém se snímky flat nebo něčím jiným. Stáhl jsem si jeho už poskládaný soubor a pomocí MGC, BXT, SPCC a NXT, plus nelineárního roztažení histogramu a nástroje křivky, jsem výsledek dokončil zhruba za 15 minut – vynořila se dokonce mlhovina Koňská hlava, kterou na původním snímku nebylo vidět, a celým procesem jsem prošel bez jediného zjevného problému se skládáním nebo se snímky flat. Že MGC vyřešil gradient světelného znečištění na jeden zátah, mě opravdu překvapilo.

Shrnutí

Nástroje pro korekci gradientu pozadí se neustále obměňují, ale logika výběru je vlastně velmi jasná:

• Máte PixInsight: hlavním nástrojem nechte DBE; když potřebujete plnou automatizaci nebo pozadí nenajdete, svěřte to GC nebo MGC; u vážného světelného znečištění položte základ pomocí MGC a dokončete DBE.
• Nemáte PixInsight: GraXpert je bezplatná alternativa s nejlepším výsledkem.

Nástroje budou stále chytřejší, ale tato základní myšlenka – nejprve získat správný model pozadí a pak ho jemně odečíst – se nezmění. Teprve když tohle pochopíte, dokážete posoudit, který nástroj a která sada parametrů se hodí právě pro snímek, který máte před sebou.