انحراف مرکز میدان تصویر و درزهای اینتگریشن

وقتی داده‌ها را در چند شب روی هم جمع می‌کنید، یا داده‌هایی را که با چند مجموعهٔ تجهیزات مختلف گرفته‌اید با هم ترکیب می‌کنید، مرکز میدان تصویر هر مجموعه اغلب بر دیگری منطبق نمی‌شود — گاهی به این دلیل که زاویهٔ چرخش میدان تجهیزات فرق دارد، و گاهی به این دلیل که به هر علتی نشانه‌روی تلسکوپ جابه‌جا شده‌است. این موضوع پس از اینتگریشن (integration) درزهای آشکاری بر جای می‌گذارد. خبر خوب این است: در بیشتر موارد چنین وضعیتی نیازی به عکاسی دوباره ندارد — تا زمانی که برای هم‌ترازی و اینتگریشن از پارامترهای درست استفاده کنید، درز را می‌توان تقریباً به‌طور کامل از میان برد. هیچ‌یک از پیکسل‌هایی را که به‌سختی به دست آورده‌اید هدر ندهید.

حتی با 45 درجه اختلاف چرخش میدان هم می‌توان بدون درز کار کرد

همان نخستین باری که خواستم عکس‌های گرفته‌شده با دو مجموعهٔ تجهیزات متفاوت را با هم ترکیب کنم، به این مشکل برخوردم: با آنکه هدف یکی بود و فاصلهٔ کانونی تلسکوپ‌ها هم تقریباً یکسان بود، میدان تصویر دو دوربین درست 45 درجه با هم اختلاف داشت؛ به همین دلیل چهار گوشه بر هم منطبق نمی‌شدند و روی هم گذاشتن مستقیم آن‌ها مرز آشکاری از هم‌پوشانی پدید می‌آورد.

پس از هم‌ترازی و انباشت مناسب، هیچ ردی از مرز دیده نمی‌شود. باید یادآوری کنم که همهٔ این‌ها یک پیش‌شرط دارد: کالیبراسیون flat باید موفق باشد. خود انحراف میدان تأثیر چندانی ندارد؛ مگر آنکه بسیار بزرگ‌نمایی کنید، وگرنه در حالت عادی چندان به چشم نمی‌آید، به‌ویژه وقتی از دوربین تک‌رنگ (mono) استفاده می‌کنید. در دو مجموعه داده مانند این‌ها که 45 درجه اختلاف چرخش میدان دارند، تفاوت نسبت سیگنال به نویز (SNR) در چهار گوشه پس از اینتگریشن را تنها وقتی می‌بینید که با دقت تا 300% بزرگ‌نمایی کنید.

بلعیدن نواحی سیاه «بدون هم‌پوشانی» با pixel rejection (حذف پیکسل‌های پرت)

نمونهٔ دیگری از انحراف مرکز را ببینیم. هنگام پردازش M51 دو مجموعهٔ تصویر A و B داشتم؛ در مجموعهٔ B برای آنکه OAG روی یک ستارهٔ درخشان بیفتد، مرکز تصویر روی خود M51 قرار نگرفته بود. پس از هم‌ترازی مجموعهٔ B با مجموعهٔ A که «مرکزش M51 است»، آن بخش‌هایی از تصویرهای مجموعهٔ B که محدودهٔ متناظر A را پوشش نمی‌دهند کاملاً سیاه ظاهر می‌شوند.

نکتهٔ کلیدی این است که در اینتگریشن نهایی A و B، یک روش pixel rejection مناسب انتخاب کنید و همهٔ آن بخش‌های سیاه را reject کنید؛ آن‌گاه درز به‌کلی نامرئی می‌شود، حتی با بزرگ‌نمایی 400–500%. کم نیستند کسانی که فکر می‌کنند «دوباره عکس بگیریم و تمام»، اما این در واقع هدر دادن داده است: مجموعهٔ B تنها در کانال L، 15 فریم 20 دقیقه‌ای دارد؛ و برای عکاسی دوباره تا رسیدن به همان موقعیت مجموعهٔ A، تنها برای کانال L باید دست‌کم 5 ساعت دیگر وقت گذاشت. تا زمانی که M51 هنوز در محدودهٔ تصویر باشد، با استفادهٔ درست از پیش‌پردازش مسئله حل می‌شود؛ چه نیازی به شروع دوباره از صفر است؟

درزهای کانال‌های رنگی را نادیده نگیرید

هنگام کار با انحراف میدان، دام دیگری هم هست که به‌آسانی از چشم می‌افتد: درز در کانال‌های مختلف به شکل متفاوتی خود را نشان می‌دهد.

باز هم دو مجموعه تصویر که میدانشان بر هم منطبق نیست: کانال luminance (L) چون تعداد فریم‌های دو طرف مرز تقریباً یکسان است، پس از اینتگریشن هیچ تفاوتی نشان نمی‌دهد (تصویر چپ)؛ اما در میان کانال‌های رنگی، کانال آبی چون تعداد فریم‌های دو طرف مرز اختلاف زیادی دارد، نسبت سیگنال به نویز آن به‌روشنی متفاوت است و در نتیجه مرز پدیدار می‌شود (تصویر وسط). در پایان، پس از ترکیب LRGB، کانال آبی که نسبت سیگنال به نویز بدتری دارد باعث می‌شود مرز در تصویر نهایی همچنان دیده شود (تصویر راست).

پس نتیجه کاملاً روشن است: کانال‌های رنگی به‌اندازهٔ کانال luminance اهمیت دارند و هر دو بر کیفیت تصویر نهایی اثر می‌گذارند. اگر یکی از این دو خوب پردازش نشده باشد، در عمل کل کار نهایی را پایین می‌کشد. به‌جای چسبیدن به جمله‌هایی از این دست که «یک فریم L با 5 دقیقه نوردهی، 4 ساعت RGB را نجات داد»، بهتر است صادقانه مشکل هر کانال را جداگانه و تا آخر حل کنید — همهٔ این‌ها را در واقع می‌توان با آزمایش در نرم‌افزار راستی‌آزمایی کرد، نه با تکیه بر تجربه‌هایی که به گوش معقول می‌آیند اما چندان درست نیستند.