حذف پسزمینه با DBE: حلقههای تیره، glow، گرادیان نوری و نقاط نمونهبرداری
DBE (DynamicBackgroundExtraction) ابزاری مهم در مرحلهٔ خطی PixInsight است که برای برآورد و حذف گرادیان نوری و گرادیان رنگی پسزمینه به کار میرود. اما این ابزار بسیار فراتر از «صاف کردن پسزمینه» است — از حلقههای تیره و glow گرفته تا جاگذاری نقاط نمونهبرداری، هر بخش آن مهارتی است که باید موشکافانه بررسی شود. این نوشته چند شیوهٔ استفاده از DBE و دامهای رایج آن را جمعبندی میکند.
DBE دقیقاً چه کاری انجام میدهد
هستهٔ کار DBE این است که برای تصویری با گرادیان نوری ناهموار یک مدل پسزمینه میسازد و سپس آن را با تفریق یا تقسیم حذف میکند. این گامی مهم در مرحلهٔ خطی تصویر نجومی است.
جالب آنکه از روی همین مدل پسزمینه میتوان وضعیت هنگام عکاسی را هم استنتاج کرد — مثلاً ویگنتینگ پیرامون آینه، یا سایههای تیرهای که از زیادهروی در حذف glow پدید آمدهاند. شکل مدل پسزمینه اغلب تقریباً با تصویر اصلی یکی است و ارزشش را دارد که آن را دانلود کنید و در مقایسه با تصویر اصلی وارسی کنید.
باید بهویژه تأکید کنم: حتی در حالت تفریق هم قضیه این نیست که کافی است مدل پسزمینه را مستقیم از تصویر اصلی کم کنید. این فرایند دستکم الگوریتمهایی مربوط به فرکانس مکانی را در بر میگیرد و هدفشان این است که تا حد ممکن به آن بخش از سیگنال اجرام آسمانی که میخواهیم نگه داریم آسیبی نرسد (مثلاً تغییر رنگ ستارهها). هنگام مقایسهٔ پیش و پس از پردازش یادتان باشد که برای هر دو تصویر از تنظیمات STF یکسان استفاده کنید؛ تنها آنوقت است که میتوان تفاوت را منصفانه دید.
حلقهٔ تیره: دردسری رایج در عکاسی از کهکشانها
عکسهای کهکشانی بسیاری از دوستان علاقهمند مشکل حلقهٔ تیره دارند و DBE درست همان چیزی است که میتواند آن را حل کند.
معمولاً وقتی از کهکشان عکس میگیرم، روی کانال luminance (L) دستکم دو بار DBE اجرا میکنم: اول حلقهٔ تیره را حل میکنم و بعد ناهمواری گرادیان نوری را. اما روی کانالهای رنگی معمولاً فقط ناهمواری گرادیان رنگی را حل میکنم (یعنی فقط گام دوم)، هرچند ممکن است نقاط نمونهبرداری با کانال luminance فرق داشته باشد.
روش عملی برخورد با حلقهٔ تیره چنین است: پس از رسم دایره یا هر شکلی که میخواهید، Fixed را تیک بزنید و روشنی و تیرگی همان حلقه را دستی تنظیم کنید. در تصویر تکرنگ فقط فیلد R/K اثر دارد و معمولاً با عددی بسیار کوچک تنظیم دقیق انجام میشود؛ چند بار امتحان کنید تا حلقهٔ تیره یا حلقهٔ روشن صاف شود.
یک پیششرط را هم یادآوری کنم: تصویر باید نخست کالیبره شده باشد (کم کردن dark، تقسیم بر flat، flat dark) و بعد نوبت DBE برسد. اگر از همان ابتدا حلقهٔ تیره یا روشن خیلی شدید باشد، نخست بررسی کنید که آیا فریمهای کالیبراسیون مشکلی دارند یا نه — کاری را که فریمهای کالیبراسیون باید انجام میدادند به دوش DBE نیندازید.
حذف ساختارهای ریزمقیاس و glow
از DBE میتوان برای حذف برخی ساختارهای کوچکمقیاس داخل کادر هم استفاده کرد؛ مثلاً همان glow که بعضی دوربینها (مانند QHY 183M) نمیتوانند بهطور کامل کالیبرهاش کنند.
این کار طاقتفرساست: چارهای نیست جز اینکه آرامآرام تعداد زیادی نقطهٔ نمونهبرداری بگذارید و بسیار وقتگیر است. اما نتیجهاش بد نیست و glow باقیمانده تقریباً بهطور کامل صاف میشود. با مقایسهٔ مدل پسزمینه و تصویر اصلی که glow در آن ماندهاست، بهروشنی میبینید این مرحله چه چیزی را برداشتهاست.
نقاط نمونهبرداری: کلید کامیابی یا شکست DBE
خوب یا بد از کار درآمدن DBE تا حد زیادی به این بستگی دارد که نقاط نمونهبرداری درست گذاشته شده باشند یا نه.
به مقدارهای پیشفرض ایمان نداشته باشید. در حالت عادی مشکلی نیست، اما همینکه به گرادیان روشنایی پرکنتراست بربخورید، مقدارهای پیشفرض کار را خراب میکنند:
- اگر نقطهها را دستی گذاشته باشید، ممکن است مانند بعضی نمونهها بخشهای آبی بهکلی از محاسبه کنار گذاشته شوند (یعنی گذاشتنشان بیفایده بودهاست)؛
- و اگر خودکار گذاشته شوند، وضع از این هم بدتر است — نقاط نمونهبرداری تقریباً همه نزدیک خاکستری خنثی جمع میشوند و برآورد درست پسزمینه اصلاً ممکن نیست.
در وضعیتی که گفتم، در واقع فقط اندازهٔ کادر نمونهبرداری تغییر کرده بود و بقیهٔ پارامترها همه پیشفرض بودند. برای همین آن جمله خوب گفته شدهاست: Default is an illusion (مقدار پیشفرض یک توهم است).
آیا میشود نقاط نمونهبرداری را روی سحابی تاریک گذاشت؟ من یک اندازهگیری عملی انجام دادم: در تصویری روشنایی پسزمینهٔ آسمان حدود 0.007 بود، روشنایی سحابی تاریک هم حدود 0.007، و جاهای دیگر بیشتر از 0.008. در چنین وضعیتی، به نظر من انتخاب سحابی تاریک بهعنوان نقطهٔ نمونهبرداری از سوی DBE تأثیر چندانی ندارد. هزار کلمه هم به پای این نمیرسد که خود عکس حرف بزند.
یک نمونهٔ واقعی: اگر تصویر یکدست نبود چه کنیم
یک بار یکی از دوستان علاقهمند نامه زد و پرسید: تصویرش کمی یکدست نیست، چطور آن را حل کند؟ تصویر اصلی کمی ویگنتینگ داشت و پس از DBE یکدست شد؛ مدل گرادیان نوری هم چیزی جز کمی ویگنتینگ در گوشههای بالا نشان نمیداد. در واقع کیفیت این تصویر بسیار خوب بود.
از اینجا یک یادآوری بیرون میآید: اگر تصویر پس از پردازش برعکس ناهموارتر شد، بهجای اینکه یکسره DBE را سنگینتر کنید، از ماسک خوب استفاده کنید و روند پردازش را بهبود دهید. یک نکتهٔ دیگر هم اضافه کنم — دادهٔ Oversample به drizzle نیاز ندارد؛ آنچه نیاز دارد deconvolution است (deconvolve).
جمعبندی
DBE در ظاهر «حذف پسزمینه» است، اما در عمل مهارتی است که بر داوری دربارهٔ نقاط نمونهبرداری استوار است. از حلقهٔ تیرهٔ کهکشانها و glow دوربین گرفته تا گرادیانهای پرکنتراست، هر وضعیتی راهبرد نمونهبرداری خودش را دارد و مقدار پیشفرض تقریباً هیچوقت بهترین پاسخ نیست. نقاط نمونهبرداری را درست بگذارید تا DBE پسزمینهای تمیز به شما برگرداند که به سیگنال اجرام آسمانی هم آسیب نزند.