धूमकेतु छवि प्रोसेसिंग का सामान्य परिचय: अलाइनमेंट, स्टार रिमूवल और कंपोज़िटिंग

धूमकेतु की छवि प्रोसेसिंग की मूल कठिनाई एक ही वाक्य में कही जा सकती है: धूमकेतु पृष्ठभूमि के तारों के सापेक्ष गति करता है, इसलिए धूमकेतु और तारों को अलाइनमेंट पैरामीटर के एक ही सेट से एक साथ प्रोसेस नहीं किया जा सकता। इसीलिए तेज़ गति से चलने वाले धूमकेतु को प्रोसेस करते समय धूमकेतु और तारों की पृष्ठभूमि को हमेशा अलग-अलग प्रोसेस किया जाता है और अंत में दोनों को जोड़ा जाता है। यह लेख वर्षों में जमा हुए मेरे धूमकेतु-प्रोसेसिंग के अनुभवों को एक सामान्य परिचय के रूप में समेटता है — अलाइनमेंट के औज़ारों और स्टार रिमूवल से लेकर रंग तथा कंपोज़िटिंग तक। रही बात व्यावहारिक उदाहरण की, तो “PixInsight से धूमकेतु की प्रोसेसिंग” की त्सुचिनशान धूमकेतु शृंखला देखी जा सकती है।

धूमकेतु अलाइनमेंट क्यों चाहिए: एक तुलना

पहले एक तुलना देख लेते हैं, जो बताती है कि धूमकेतु अलाइनमेंट आख़िर किस समस्या को हल करता है।

ऊपर की तस्वीर में बाईं ओर उन छवियों के इंटीग्रेशन का परिणाम है जिन्हें धूमकेतु के नाभिक पर अलाइन किया गया और जिनसे तारे हटा दिए गए; दाईं ओर केवल स्टार रजिस्ट्रेशन करके सीधे इंटीग्रेट करने का परिणाम है। दाईं ओर वाली छवि, जिसे कभी नाभिक पर अलाइन नहीं किया गया, इंटीग्रेशन के बाद नाभिक के आसपास कुछ ख़ामियाँ दिखाती है — और मैं यह ज़ोर देकर कहना चाहता हूँ कि वे “नाभिक के आसपास की बारीकियाँ” नहीं हैं, बल्कि रिजेक्शन एल्गोरिदम द्वारा आउटलायर हटा दिए जाने के बाद बची हुई टूट-फूट हैं। नाभिक की छवि भी इन्हीं ख़ामियों की वजह से अधूरी रह जाती है। दूसरे शब्दों में, अगर आप नाभिक और पूँछ का पूरा स्वरूप बचाए रखना चाहते हैं, तो धूमकेतु अलाइनमेंट का यह चरण छोड़ा नहीं जा सकता।

Comet Alignment (CA) टूल

PixInsight में धूमकेतु अलाइनमेंट के लिए जो टूल है, वह Comet Alignment (CA) है। सबसे बुनियादी इस्तेमाल इसे Star Alignment (SA) के साथ जोड़कर करना है: SA से तारों का रजिस्ट्रेशन किया जाता है, CA से धूमकेतु को अलाइन किया जाता है, और अंत में तारों की तथा धूमकेतु की दो छवियाँ बनती हैं, जिन्हें आगे अलग-अलग प्रोसेस किया जाता है। SA में धूमकेतु की स्थिति चुनने का तरीक़ा माउस के बाएँ बटन से क्लिक करना है।

एक तरीक़ा जो कभी विफल रहा और बाद में सफल हुआ

कई साल पहले एक साथी खगोल-फ़ोटोग्राफ़र ने एक उन्नत विचार बताया था: CA से धूमकेतु को अलाइन करके इंटीग्रेशन से “शुद्ध धूमकेतु छवि” बनाइए, फिर एक बार और CA चलाकर स्टार-रजिस्टर्ड छवियों में से धूमकेतु को घटा दीजिए, और इस तरह साफ़-सुथरी, केवल तारों वाली पृष्ठभूमि पा लीजिए। विस्तृत चरण इस प्रकार हैं:

1. धूमकेतु की छवियों का कैलिब्रेशन कीजिए।
2. Star Alignment से तारों का रजिस्ट्रेशन कीजिए और स्टार-रजिस्टर्ड छवियाँ बनाइए।
3. CA से स्टार-रजिस्टर्ड छवियों में धूमकेतु का नाभिक चुनिए और नाभिक पर अलाइन की गई छवियाँ बनाइए।
4. Image Integration से धूमकेतु पर अलाइन की गई छवियों का इंटीग्रेशन कीजिए और लगभग तारों से मुक्त “शुद्ध धूमकेतु छवि” बनाइए।
5. शुद्ध धूमकेतु छवि को सेव कीजिए, CA के subtract operand image में इसी शुद्ध धूमकेतु छवि को चुनिए और एक बार फिर आउटपुट लीजिए, जिससे “स्टार-रजिस्टर्ड और धूमकेतु-रहित” छवियाँ बनें।
6. Image Integration से स्टार-रजिस्टर्ड तथा धूमकेतु-रहित छवियों का इंटीग्रेशन कीजिए, जिससे “शुद्ध तारा छवि” मिले।

सच कहूँ तो, जब मैंने यह तरीक़ा पहली बार अपने पास मौजूद डेटा पर आज़माया था, तो वह सफल नहीं रहा — चरण 5 में साफ़-सुथरी “स्टार-रजिस्टर्ड और धूमकेतु-रहित छवि” बन ही नहीं पाई। कुछ स्टार-रजिस्टर्ड छवियों में धूमकेतु फिर भी बचा रह गया, या इतना ज़्यादा घटा दिया गया कि धूमकेतु की जगह पूरी तरह काली पड़ गई, और इंटीग्रेशन के बाद भी धूमकेतु अधूरा ही रहा। लेकिन जिन साथी ने यह तरीक़ा बताया था, उनके अपने डेटा पर यह सफल रहा था, इसलिए उस समय मैंने इसे सबकी जानकारी के लिए दर्ज कर ही लिया। बाद में मैंने अपना तरीक़ा सुधारा और सरल पृष्ठभूमि वाले लियोनार्ड धूमकेतु के एक डेटा सेट (TOA 150 + QHY 268c, 90 सेकंड की 16 फ़्रेम) से यह सब दोबारा किया, और पुष्टि हुई कि comet alignment का यह पारंपरिक तरीक़ा वाक़ई सफल हो सकता है। और चूँकि पृष्ठभूमि में कोई ख़ास मंदाकिनी, तारागुच्छ या नीहारिका नहीं है, यह शुरुआती लोगों के अभ्यास के लिए काफ़ी उपयुक्त है।

नया CA: पहले तारों का रजिस्ट्रेशन ज़रूरी नहीं

नए Comet Alignment में एक अहम बदलाव है: अब पहले तारों का रजिस्ट्रेशन करना ज़रूरी नहीं है।

बस पहली और आख़िरी छवि पर नाभिक की स्थिति “मोटे तौर पर” चुन लीजिए और Compute PSF fits पर निशान लगा दीजिए — बाक़ी छवियों के नाभिक की गणना और अलाइनमेंट प्रोग्राम ख़ुद कर लेगा। इसीलिए धूमकेतु का गति-पथ सीधी रेखा न भी हो, तब भी अलाइनमेंट उतनी ही अच्छी तरह हो जाता है। ऐसा करने का स्पष्ट लाभ यह है कि दो बार इंटरपोलेशन से गुज़रना नहीं पड़ता — पहले तारों का रजिस्ट्रेशन और फिर धूमकेतु का अलाइनमेंट करने वाला पुराना तरीक़ा दो बार इंटरपोलेशन करने के बराबर है, और हर इंटरपोलेशन में थोड़ी-सी छवि गुणवत्ता खो जाती है। (ध्यान दीजिए कि वीडियो में छवियों के फ़ाइल नाम के अंत में _c_cc_ca लगा है, _r नहीं, यानी वे केवल Calibration, Cosmetic Correction और Comet Alignment से गुज़री हैं, Registration से नहीं।) यह नया तरीक़ा कुछ और उपयोग भी पैदा करता है, जैसे लगातार कई दिनों के धूमकेतु डेटा का इंटीग्रेशन, या धूमकेतु की निरंतर गति का टाइम-लैप्स वीडियो बनाना।

स्टार रिमूवल: नाभिक को आसानी से नुक़सान पहुँचता है

धूमकेतु की प्रोसेसिंग में स्टार रिमूवल से बचा नहीं जा सकता, लेकिन नाभिक और कोमा को स्टार रिमूवल के औज़ार आसानी से तारा समझ बैठते हैं और नष्ट कर देते हैं। यहाँ मैं इसे कुछ स्थितियों में बाँटकर समझाता हूँ।

रैखिक अवस्था में रंगीन छवि से तारे हटाने की समस्या

अगर आपने StarXTerminator (SXT) नहीं ख़रीदा है और Starnet++ से बैच में तारे हटाना चाहते हैं, तो रंगीन छवियों के साथ एक झंझट पेश आता है: रैखिक अवस्था में रंगीन छवि Starnet++ से गुज़रने के बाद नाभिक और कोमा में ख़राबी आ जाती है।

इसका हल यह है कि RGB के तीनों चैनलों को अलग कीजिए, हर एक से अलग-अलग तारे हटाइए, और फिर उन्हें वापस जोड़ दीजिए — ठीक वैसे ही जैसे मोनोक्रोम कैमरे से लिए गए RGB चैनलों को प्रोसेस किया जाता है। ऐसा करने के बाद नाभिक और कोमा काफ़ी हद तक सामान्य दिखने लगते हैं। चैनलों को बैच में अलग करने के लिए स्क्रिप्ट्स में मौजूद Batch Channel Extraction Script का इस्तेमाल किया जा सकता है।

मास्क से नाभिक की सुरक्षा

बैच में तारे हटाते समय SXT या Starnet कभी-कभी नाभिक को सीधे तारा मानकर मिटा देते हैं, या धूमकेतु के अलग-अलग स्केल वाले हिस्सों को अलग कर देते हैं, जिससे नाभिक धुँधला पड़ जाता है। इसका हल है नाभिक पर मास्क लगाना:

1. GAME जैसे किसी प्रोग्राम से नाभिक का मास्क बनाइए।
2. SXT के Process Batch में मास्क लोड करने का विकल्प चुनिए।

ढके हुए क्षेत्र (मास्क का काला हिस्सा) से तारे नहीं हटाए जाते, इसलिए नाभिक सुरक्षित रह जाता है। अगर आप Starnet इस्तेमाल कर रहे हैं, तो बैच में तारे हटाते समय Process Container में भी मास्क लोड किया जा सकता है।

व्यवहार में एक छोटी-सी तरकीब है: तारे हटाने से पहले याद रखिए कि पहली और आख़िरी छवि में नाभिक की स्थिति पक्की कर लें, फिर GAME या Clone Stamp Tool से पहली और आख़िरी छवि के नाभिक की स्थितियों को जोड़ने वाली रेखा पर मास्क बनाएँ, और उसके बाद ही तारे हटाएँ — तभी नाभिक को होने वाले नुक़सान से प्रभावी ढंग से बचा जा सकता है।

रंग और पृष्ठभूमि का कैलिब्रेशन

धूमकेतु की पूँछ के सिरे पर कभी-कभी अजीब रंग दिख जाते हैं — लाल, बैंगनी, हरा, सब कुछ। दरअसल इनमें से ज़्यादातर उसी आसमानी पृष्ठभूमि के रंग होते हैं जहाँ धूमकेतु मौजूद है, जो अकेले धूमकेतु को उभारने के बाद और नुमायाँ हो जाते हैं (जैसे कुछ साल पहले NEOWISE पर दिखी तीसरी लाल पूँछ)। इन्हें रखना है या हटाना, यह निजी पसंद पर निर्भर है; हटाना हो तो मेरा तरीक़ा बस उस एक रंग को खींचकर निकाल देना है।

सैद्धांतिक रूप से कैलिब्रेशन पूरा होने के बाद आसमान की पृष्ठभूमि काले-भूरे रंग के क़रीब होनी चाहिए, लेकिन तारों की अनुपस्थिति में धूमकेतु का कैलिब्रेशन आसानी से विफल हो जाता है या ग़लत निकलता है, ख़ासकर रंगीन कैमरे से ली गई छवियों में। मेरे अनुभव में, धूमकेतु की प्रोसेसिंग की सबसे बड़ी दो समस्याएँ हैं रंग का कैलिब्रेशन और तारों के अवशेष हटाना; इन दोनों को हल कर लिया तो असल में 90 प्रतिशत सफलता मिल ही चुकी है।

समापन: बुनियादी कौशल अब भी अहम हैं

धूमकेतु की प्रोसेसिंग में अक्सर कई दिन आगे-पीछे आज़माइश करनी पड़ती है, और उनमें से पूरा एक दिन अटके रहने में बीत जाए, यह भी ख़ूब संभव है — कभी-कभी दिमाग़ को ठहरने का वक़्त चाहिए होता है, तभी हल सूझता है।

AI औज़ार (स्टार रिमूवल और शोर घटाने वाले क़िस्म के) समय तो काफ़ी बचा देते हैं, लेकिन वह समय असल में कंप्यूटर की गणना-लागत पर टल जाता है (CPU धीमा हो या GPU न हो, तो गणना में बहुत देर लगती है)। इसके अलावा, PixInsight के बुनियादी औज़ार भी उतने ही अपरिहार्य हैं: जाने-पहचाने DBE, STF, Histogram Transformation, Curve Transformation के अलावा Wavelet, HDRMT और रंग-संतृप्ति के औज़ार — मास्क के साथ मिलाकर इस्तेमाल किए जाएँ तो — ये सब छवि से गुणवत्ता निचोड़ने की कुंजी हैं। औज़ार आगे बढ़ते रहेंगे, लेकिन इन्हीं बुनियादी कौशलों को साध लेना ही वह असली दम है जिससे धूमकेतु को लगातार अच्छी तरह प्रोसेस किया जा सकता है।