Háttérgradiens-korrekció: ABE, DBE, GC és GraXpert

A háttér fény- és színgradiensének eltávolítása a csillagászati képek lineáris fázisának egyik alapkészsége. A PixInsightba beépített ABE-től és DBE-től kezdve, a később megjelent GradientCorrection (GC) és MultiscaleGradientCorrection (MGC) eszközökön át, egészen az ingyenes önálló szoftverig, a GraXpertig, egyre több eszköz áll rendelkezésünkre. Ebben a cikkben rendszerezem, hogy melyik hol helyezkedik el, miben különböznek, és megosztom a saját teszteléseim során szerzett tapasztalataimat is.

A háttérgradiens-korrekció alapelve

A háttér fény- és színgradiensének elsimítása kivonással történik, de a lényeg ez: szükségünk van egy olyan eszközre, amely helyesen képes megbecsülni a háttérmodellt. A PixInsightban az ABE vagy a DBE tölti be ezt a szerepet.

Ha egyszerűen csak levonunk egy átmenetet anélkül, hogy helyesen megbecsültük volna a háttérmodellt, az eredmény általában problémás lesz. A valódi háttérmodell ugyanis gyakran egy meglehetősen összetett kép, nem pedig egy egyszerű lineáris átmenet. Sőt, még a kivonás sem annyi, hogy egyszerűen levonjuk az eredeti képből a háttérmodellt: a folyamat legalább térbeli frekvenciával kapcsolatos algoritmusokat is magában foglal, hogy amennyire lehet, elkerüljük az égitestek jelének befolyásolását (például a csillagok színének megváltozását). Amikor előtte-utána képeket hasonlítunk össze, ne felejtsük el, hogy ugyanazokkal az STF-beállításokkal nézzük meg őket.

ABE és DBE: közeli rokonok

Az ABE (AutomaticBackgroundExtractor) és a DBE (DynamicBackgroundExtraction) két hasonló háttérkinyerő folyamat a PixInsightban, a legfontosabb paraméterek beállításai is hasonlóak, csupán a nevük tér el kissé.

Elvben a DBE tartalmazza az ABE összes funkcióját, és ezenfelül valós idejű tartalom-előnézettel, valamint kézi és sokszög alakú mintavételi pont elhelyezésének képességével is rendelkezik. Ha tehát tudjuk használni a DBE-t, magától értetődően tudjuk használni az ABE-t is. Valójában, ha egymás mellé tesszük az ABE mintavételi pontjainak elhelyezését és a DBE „automatikus” mintavételipont-elhelyezését, a pozíciók meglehetősen közel esnek egymáshoz. Érdemes megjegyezni, hogy a DBE automatikus mintavételezése csak az egyik használati mód – léteznek ennél kézibb és finomabb módszerek is.

GraXpert: ingyenes, önálló választás

A GraXpert egy ingyenes, önálló szoftver, amellyel lineáris állapotban távolíthatjuk el a háttér fény- és színgradiensét; az eredmény egészen jó, a kontroll is magas szintű, és összességében jobb eredményt ad, mint a mobilalkalmazások fényszennyezés-eltávolító funkciói. 32 bites TIFF- vagy XISF-fájlokat tud menteni, és mindhárom nagy platformot támogatja: a Windows, a Mac és a Linux rendszereket. Ha nem használjuk a PixInsight DBE-jét, ez egy megfontolásra érdemes választás.

Később a GraXpert kiadott egy mesterséges intelligenciával (MI) betanított modult (bár az MI-től ne várjunk túl sokat), így a fénygradiens eltávolításához nem kell kézzel kattintgatni a mintavételi pontokra; a hivatalos verzióban még az MI-modult sem kell magunknak letöltenünk, a szoftver szükség esetén automatikusan letölti.

Íme egy nyílt tanács: ha már megvan nekünk a PixInsight, akkor egyértelműen a beépített DBE a jobb választás; ha viszont nem vásároltuk meg a PixInsightot, a GraXpert valószínűleg az az ingyenes szoftver, amely a lineáris fázisban a legjobb fénygradiens-eltávolítást nyújtja.

Később egy társunk kifejlesztett egy PixInsight-folyamatot is (angolul Process, nem pedig szkript), amellyel közvetlenül a PI-ben hívható meg a GraXpert funkciója, így elkerülhető az a lépés, hogy a képet ki kell exportálni a GraXpertbe, majd vissza kell importálni. A használat feltétele: előbb telepítenünk kell a GraXpertet, valamint aktiválnunk és letöltenünk kell az MI-adatbázist – csak ezután működik ez a folyamat.

A közvetlen összehasonlításban azonban azt figyeltem meg, hogy a GraXpert AI még mindig kiválaszt nem háttérnek számító részeket is. Vegyük például az alábbi M101-et (az RGB-kombináció után zöldes árnyalatú, ami feltehetően flat-, fényszivárgási vagy kalibrációskép-problémára utal): a bal oldali GraXpert AI modell tévesen a fő objektumot is kiválasztja, míg a jobb oldali DBE-modell láthatóan tisztább. Összességében a DBE-modell még mindig jobb.

GradientCorrection (GC): az automatizálás új generációja

A GC, ha jól választjuk meg a paramétereket, tényleg egészen jól működik. A legnagyobb előnye az, hogy nem kell kézzel a háttérre kattintanunk – még akkor sem kell aggódnunk, hogy nem tudunk mintavételi pontot elhelyezni, ha a teljes képmezőt csillagok és köd tölti ki, és egyáltalán nem található háttér.

A gyakorlati tesztelés során a luminanciacsatorna sötét ködje a feldolgozás után látványosan plasztikusabbá vált; a színcsatornán eredetileg egy, a bal oldali zöldből a jobb oldali kékbe átmenő gradiens volt, amely a feldolgozás után is jóval egyenletesebbé vált.

MultiscaleGradientCorrection (MGC): a súlyos fényszennyezés ellen

Az MGC különösen alkalmas azokra a helyzetekre, amikor nincsenek flat felvételeink, és emellett súlyos peremsötétedés (vignettáció) is jelentkezik. Kipróbáltam egy munkafolyamatot: eredeti kép → MGC-feldolgozás után → majd DBE-feldolgozás; mindhárom képet ugyanazokkal az STF-beállításokkal megnézve jól látható, ahogy a sötétedő peremek és a fénygradiens fokozatosan eltűnnek.

Az MGC ereje egy valós esetben mutatkozott meg a maga teljességében. Egy társunk fényszennyezett területen, méghozzá ekvatoriális mechanika nélkül fotózott, és nem volt biztos benne, hogy van-e flat vagy egyéb probléma. Letöltöttem a már stackelt fájlját, és MGC, BXT, SPCC, NXT, valamint nemlineáris stretchelés és egy görbeeszköz segítségével nagyjából 15 perc alatt elkészült az eredmény – az eredeti képen egyáltalán nem látható Lófej-köd is előbukkant, és a folyamat során sehol nem tapasztaltam nyilvánvaló stackelési vagy flat problémát. Az, hogy az MGC egyetlen menetben megoldotta a fényszennyezési gradienst, valóban meglepő volt.

Összegzés

A háttérgradiens-korrekciós eszközök folyamatosan megújulnak, de a választás logikája valójában nagyon egyértelmű:

• Ha megvan a PixInsight: elsődleges eszközként a DBE-t használjuk; ha teljes automatizálásra van szükség, vagy nem találjuk a hátteret, bízzuk a GC-re vagy az MGC-re; súlyos fényszennyezés esetén az MGC-vel alapozzunk, és a DBE-vel fejezzük be.
• Ha nincs meg a PixInsight: a GraXpert a leghatékonyabb ingyenes alternatíva.

Az eszközök egyre okosabbak lesznek, de az az alapelv, hogy „előbb szerezzük meg a helyes háttérmodellt, aztán finoman vonjuk le”, nem fog változni. Csak ha ezt megértjük, tudjuk majd eldönteni, hogy melyik eszköz és melyik paraméterkészlet illik a kezünkben lévő képhez.