दोष निवारण: defect column, hot/cold pixel, धूल और हॉट पिक्सेल का शोर

खगोल-फ़ोटोग्राफ़ी की पोस्ट-प्रोसेसिंग के रास्ते पर परिपूर्ण डेटा कभी नहीं मिलता, मिलते हैं तो बस समस्याओं के लिए खोजे गए हल। कैलिब्रेशन फ़्रेम व्यवस्थित दोषों का अधिकांश हिस्सा निपटा देते हैं, फिर भी कुछ न कुछ जाल से बचकर निकल ही आता है: defect column, ख़राब पिक्सेल, धूल की परछाइयाँ, बचे रह गए हॉट पिक्सेल। यह लेख प्रीप्रोसेसिंग चरण में आम तौर पर मिलने वाले कुछ दोषों को, और उनमें से हर एक के अपने उपचार को, एक जगह समेटता है।

तीन आम तरह के दोष और उनके उपाय

पहले एक सारांश तालिका। ये प्रीप्रोसेसिंग में सबसे अधिक मिलने वाले तीन तरह के दोष और उनके उपचार के सिद्धांत हैं:

1. defect column (ख़राब कॉलम, CCD पर आम): Defect Map से हटाइए।
2. hot / cold pixel (हॉट पिक्सेल/कोल्ड पिक्सेल): डार्क से हटाइए; जो डार्क से न हटे, उसे Cosmetic Correction से निपटाइए।
3. dust shadow (धूल की परछाईं): फ़्लैट से हटाइए; जो फ़्लैट से न हटे, उसे इंटीग्रेशन के बाद किसी दूसरे चैनल से बदलकर सुधारिए।

नीचे मैं इनमें से अपेक्षाकृत पेचीदा दो तरह के दोषों को अलग-अलग विस्तार से देखता हूँ।

ख़राब कॉलम (defect column): Defect Map पर भरोसा कीजिए, पिक्सेल रिजेक्शन पर नहीं

defect column CCD कैमरों पर अपेक्षाकृत आम हैं और CMOS कैमरों पर कम ही मिलते हैं। एक CCD ऐसा था जिसके लिए अकेले Defect Map बनाने में मुझे एक घंटा लग गया, क्योंकि उसमें क़रीब 50 defect column थे (फ़्रेम पर दिखने वाली वही काली लकीरें)।

कोई पूछ सकता है: इंटीग्रेशन के समय उन्हें सीधे reject क्यों न कर दिया जाए? क्योंकि वे reject होते ही नहीं — defect column बहुत गहरे होते हैं; उन्हें पिक्सेल रिजेक्शन से हटाना चाहें तो और भी कई अच्छे पिक्सेल क़ुर्बान करने पड़ते हैं, और ऊपर से नतीजा भी अच्छा नहीं आता। इसलिए सही तरीक़ा यह है कि कैमरे के लिए एक Defect Map बनाइए, उसे DefectMap process से लोड करके उन लाइट फ़्रेम पर लगाइए जिनमें defect column हैं; इससे उनका असर बहुत घट जाता है, और जो थोड़ा-बहुत बचा रहता है उसे इंटीग्रेशन के समय पिक्सेल रिजेक्शन एल्गोरिदम आराम से हटा देता है। यह तरीक़ा मैं ख़ुद हमेशा से इस्तेमाल करता आया हूँ — जैसे “Latte” वाला 16803 CCD: उसमें फ़्रेम के ठीक बीचोंबीच एक साफ़ दिखने वाला defect column है, साथ में तीन कम दिखने वाले, और उसे बिल्कुल इसी तरह निपटाया जाता है।

हॉट पिक्सेल: इन्हें स्टार रजिस्ट्रेशन से पहले ज़रूर हटा दीजिए

अगर हॉट पिक्सेल डार्क और Cosmetic Correction के चरण में अच्छी तरह साफ़ न किए जाएँ, तो वे ऐसी मुसीबत खड़ी करते हैं जिसकी आपने कल्पना भी न की होगी। यह उदाहरण देखिए:

बाईं तस्वीर स्टार रजिस्ट्रेशन से पहले की है, दाईं उसके बाद की — दाईं तस्वीर में डोनट जैसी इतनी सारी आकृतियाँ आख़िर क्यों उग आईं? जवाब यह है: वे सफ़ेद बिंदु तारे नहीं, हॉट पिक्सेल हैं। इन्हें तो डार्क घटाते समय और Cosmetic Correction में ही मिट जाना चाहिए था, पर ऐसा हुआ नहीं; नतीजतन स्टार रजिस्ट्रेशन के दौरान इंटरपोलेशन एल्गोरिदम ने इन्हें डोनट की शक्ल में “बदल” दिया और ये अंतिम छवि में बचे रह गए — और वह भी कम संख्या में नहीं।

अच्छी ख़बर यह है कि पर्याप्त फ़्रेम होने और पिक्सेल रिजेक्शन एल्गोरिदम के पैरामीटर ठीक से सेट होने पर आख़िरकार ये सारे डोनट पूरी तरह मिट ही गए। पर यही बात इस ओर भी इशारा करती है: हॉट पिक्सेल को यथासंभव डार्क और Cosmetic Correction के चरण में ही हटा देना चाहिए, ताकि रजिस्ट्रेशन की प्रक्रिया उन्हें फ़्रेम गंदा करने वाली किसी चीज़ में न बदल दे — सारी ज़िम्मेदारी बाद वाले पिक्सेल रिजेक्शन पर मत डालिए।

वैसे, अगर आपको लगे कि PixInsight में अंतर्निर्मित Cosmetic Correction का असर पर्याप्त अच्छा नहीं है, तो समुदाय में एक साथी शौक़ीन (Roberto Sartori) भी हैं जिन्होंने hot and cold pixel निपटाने के लिए PixelMath का कोड लिखा है। मैंने उसे आज़माया, और हैरानी की बात कि वह अंतर्निर्मित Cosmetic Correction से भी बेहतर निकला — प्रोग्रामिंग जानने वाले साथियों से मुझे सचमुच ईर्ष्या होती है।

चरम उदाहरण: एक बड़े टेलीस्कोप के मिले-जुले दोष

आख़िर में “हर तरह का दोष एक साथ जमा” वाला एक चरम उदाहरण देखते हैं, जो 1 मीटर श्रेणी के एक बड़े टेलीस्कोप से आया है। ऐसे टेलीस्कोप से शूट करना असल में ज़रा भी मज़ेदार नहीं है — उसमें ऑल्ट-एज़िमथ माउंट और फ़ील्ड रोटेटर लगे हैं, और ज़ेनिथ से 20 डिग्री के भीतर के लक्ष्य शूट करते समय, लक्ष्य की स्थिति बनाए रखने के लिए, फ़ील्ड रोटेटर बहुत तेज़ी से घूमता है; नतीजा यह कि डिफ़्रैक्शन स्पाइक दो-फाड़ हो जाते हैं, हर तस्वीर में स्पाइक का कोण अलग निकलता है, और कभी-कभी तो एक ही तस्वीर के भीतर दो अलग-अलग कोणों वाले स्पाइक मिल जाते हैं।

इस छवि में एक defect column भी है (उसे निपटाना अपेक्षाकृत आसान है), और साथ ही किनारे से रिसती हुई कोई चीज़ जो AMP GLOW जान पड़ती है — देखने में बिल्कुल दीवार पर लगी सीलन जैसी। ऐसे मिले-जुले दोषों का कोई बना-बनाया हल नहीं है; उन्हें एक-एक करके अलग करके ही निपटाया जा सकता है — और खगोल-फ़ोटोग्राफ़ी की पोस्ट-प्रोसेसिंग में यही आम बात है: परिपूर्ण डेटा होता ही नहीं, और हम इतना ही कर सकते हैं कि हर समस्या के लिए उसका अपना हल ढूँढ़ लें।