Rimozione del fondo con DBE: anelli scuri, glow, gradienti di luce e punti di campionamento

DBE (DynamicBackgroundExtraction) è uno strumento importante della fase lineare di PixInsight, usato per stimare e rimuovere il gradiente di luce e il gradiente di colore del fondo. Ma è molto più del semplice «spianare il fondo»: dagli anelli scuri al glow, fino alla disposizione dei punti di campionamento, è tutto un lavoro che richiede uno studio minuzioso. Questo articolo raccoglie alcuni modi d’uso di DBE e le sue insidie più comuni.

Che cosa fa davvero DBE

Il cuore di DBE consiste nel creare un modello di fondo per un’immagine dal gradiente di luce irregolare, per poi rimuoverlo tramite sottrazione o divisione. È un passo importante della fase lineare di un’immagine astronomica.

La cosa interessante è che, attraverso questo modello di fondo, si può anche risalire alle condizioni del momento della ripresa: per esempio la vignettatura intorno allo specchio, oppure le ombre scure prodotte da una rimozione eccessiva del glow. La forma del modello di fondo è spesso quasi identica a quella dell’immagine originale, e vale la pena scaricarlo per osservarlo a confronto.

Va sottolineato in particolare: anche con la sottrazione, non basta sottrarre senz’altro il modello di fondo all’immagine originale. Questo processo coinvolge quantomeno algoritmi legati alla frequenza spaziale, il cui scopo è evitare per quanto possibile di intaccare la parte di segnale degli oggetti celesti che si vuole conservare (per esempio le stelle che cambiano colore). Quando confronta il prima e il dopo, si ricordi di applicare a entrambe le immagini le stesse impostazioni STF: solo così potrà cogliere la differenza in modo equo.

Anelli scuri: un fastidio comune quando si fotografano le galassie

Non poche foto di galassie degli appassionati presentano il problema degli anelli scuri, e DBE è proprio ciò che fa al caso per risolverlo.

Di solito, quando fotografo galassie, sul canale di luminanza eseguo DBE almeno due volte: prima per trattare gli anelli scuri, poi per trattare l’irregolarità del gradiente di luce. Sui canali di colore, invece, tratto di norma solo l’irregolarità del gradiente di colore (cioè solo il secondo passo), ma i punti di campionamento possono differire da quelli del canale di luminanza.

Il modo concreto di trattare un anello scuro: dopo aver disegnato un cerchio o la forma che le serve, spunti Fixed e regoli manualmente la luminosità per quell’anello. In un’immagine monocromatica ha effetto solo il campo R/K; di solito si mette a punto con un valore molto piccolo, si prova qualche volta e si spiana l’anello scuro o l’anello chiaro.

Un presupposto da ricordare: l’immagine deve prima essere calibrata (sottrazione dei dark, divisione per i flat, flat dark) e solo dopo si passa a DBE. Se fin dall’inizio gli anelli scuri o chiari sono molto marcati, controlli prima se il problema sta nei frame di calibrazione: non lasci che DBE faccia il lavoro che avrebbero dovuto fare i frame di calibrazione.

Eliminare le strutture di piccola scala e il glow

DBE si può usare anche per eliminare alcune strutture di piccola scala nell’inquadratura, per esempio il glow che certe fotocamere (come la QHY 183M) non riescono a eliminare del tutto con la calibrazione.

È un lavoro faticoso: non resta che collocare a poco a poco un gran numero di punti di campionamento, il che richiede moltissimo tempo. Ma il risultato è piuttosto buono, e il glow residuo si riesce a spianare quasi del tutto. Confrontando il modello di fondo con l’immagine originale in cui resta il glow, si vede con chiarezza che cosa questa fase ha rimosso.

I punti di campionamento: la chiave del successo o del fallimento di DBE

La riuscita o meno di DBE dipende in larga misura dal fatto che i punti di campionamento siano collocati bene o no.

Non abbia fede cieca nei valori predefiniti. Di solito va tutto bene, ma non appena ci si imbatte in un gradiente di luminosità ad alto contrasto, i valori predefiniti falliscono:

1. Se li si colloca a mano, può capitare come in certi esempi, in cui le zone blu vengono tutte escluse dal calcolo (tanto vale non averle messe);
2. Se li si colloca in automatico è ancora peggio: i punti di campionamento si addensano quasi tutti attorno al grigio neutro, rendendo del tutto impossibile stimare correttamente il fondo.

Nella situazione appena descritta, in realtà era stata modificata solo la dimensione del riquadro di campionamento; tutti gli altri parametri erano ai valori predefiniti. Ecco perché quella frase calza a pennello: Default is an illusion (il valore predefinito è un’illusione).

Si possono mettere i punti di campionamento su una nebulosa oscura? Ho fatto una prova reale: in una certa immagine la luminosità del fondo cielo era circa 0,007, quella della nebulosa oscura anch’essa attorno a 0,007, mentre le altre zone superavano 0,008. In questa situazione, che DBE scelga la nebulosa oscura come punto di campionamento non ha, a mio avviso, un grande impatto. Mille parole non valgono quanto la foto che parla da sé.

Un caso concreto: che fare quando un’immagine non è piatta

Un appassionato una volta scrisse per chiedere: la sua immagine era un po’ irregolare, come poteva risolvere? L’immagine originale aveva una leggera vignettatura, e dopo DBE è diventata piatta; e ciò che il modello di gradiente di luce mostrava era, appunto, solo un po’ di vignettatura negli angoli in alto. In realtà questa immagine era di ottima qualità.

Da qui nasce un promemoria: se un’immagine dopo l’elaborazione diventa semmai meno piatta, sfrutti bene le maschere e migliori la procedura di elaborazione, invece di caricare ostinatamente sempre più DBE. Un’ulteriore precisazione: i dati con oversample non hanno bisogno del drizzle; ciò di cui hanno bisogno è la deconvoluzione (deconvolve).

In sintesi

In superficie DBE riguarda il «togliere il fondo», ma nella pratica è un’arte che ruota attorno al giudizio sui punti di campionamento. Dagli anelli scuri delle galassie al glow della fotocamera, fino ai gradienti ad alto contrasto, ogni situazione ha la sua strategia di campionamento corrispondente, e il valore predefinito non è quasi mai la soluzione migliore. Metta i punti di campionamento al posto giusto, e solo allora DBE potrà restituirle un fondo pulito che, per giunta, non danneggia il segnale degli oggetti celesti.