Correzione dei gradienti di fondo: ABE, DBE, GC e GraXpert

Rimuovere i gradienti di luce e di colore dello sfondo è un’abilità fondamentale della fase lineare nelle immagini astronomiche. Dagli ABE e DBE integrati in PixInsight, ai successivi GradientCorrection (GC) e MultiscaleGradientCorrection (MGC), fino al software autonomo e gratuito GraXpert, gli strumenti disponibili sono sempre di più. Questo articolo mette in ordine la loro collocazione, le differenze e ciò che ho ricavato dalle mie prove.

Il principio di base della correzione dei gradienti di fondo

Appianare i gradienti di luce e di colore dello sfondo si fa sì con una sottrazione, ma il punto cruciale è questo: serve uno strumento capace di stimare correttamente un modello di fondo. Sono proprio ABE o DBE, in PixInsight, a svolgere questo ruolo.

Se ci si limita a sottrarre un gradiente senza aver stimato correttamente il modello di fondo, il risultato di solito presenta dei problemi. Un modello di fondo reale, infatti, è spesso un’immagine piuttosto complessa e non un semplice gradiente lineare. E per di più, anche trattandosi di una sottrazione, non basta sottrarre il modello di fondo direttamente dall’immagine originale: il processo coinvolge quantomeno algoritmi legati alle frequenze spaziali, allo scopo di ridurre il più possibile l’effetto sul segnale degli oggetti celesti (per esempio il viraggio di colore delle stelle). Quando confronta il prima e il dopo, si ricordi di esaminarli con le stesse impostazioni di STF.

ABE e DBE: una coppia di parenti stretti

ABE (AutomaticBackgroundExtractor) e DBE (DynamicBackgroundExtraction) sono due processi di estrazione del fondo simili in PixInsight; anche le opzioni dei parametri chiave si assomigliano, solo i nomi differiscono un po’.

In linea di principio, DBE include tutte le funzioni di ABE, e in più offre l’anteprima del contenuto in tempo reale e la capacità di collocare i punti di campionamento manualmente e in poligoni. Quindi, se sa usare DBE, sa naturalmente usare anche ABE. In effetti, mettendo a confronto la disposizione dei punti di campionamento di ABE con quella «automatica» di DBE, le posizioni risultano piuttosto vicine. Va notato che il campionamento automatico di DBE è soltanto uno dei suoi modi d’uso: ce ne sono altri, più manuali e più minuziosi.

GraXpert: una scelta autonoma e gratuita

GraXpert è un software autonomo e gratuito, usato per rimuovere i gradienti di luce e di colore dello sfondo nello stato lineare; funziona piuttosto bene, offre un buon controllo e nel complesso dà risultati migliori delle funzioni di rimozione dell’inquinamento luminoso delle app per cellulare. Può salvare file TIFF o XISF a 32 bit e supporta le tre grandi piattaforme: Windows, Mac e Linux. Se non usa il DBE di PixInsight, è una scelta che vale la pena considerare.

In seguito GraXpert ha rilasciato un modulo addestrato con IA (ma non riporre troppe speranze nell’IA), che consente di rimuovere i gradienti di luce senza dover cliccare manualmente i punti di campionamento; nella versione ufficiale non è nemmeno necessario scaricare da sé il modulo di IA, poiché il software lo scarica autonomamente quando serve.

Ecco un consiglio schietto: se ha già PixInsight, usare il DBE integrato è senza dubbio la scelta migliore; ma se non ha acquistato PixInsight, GraXpert è probabilmente il software gratuito con la migliore rimozione dei gradienti di luce nella fase lineare.

In seguito un appassionato ha addirittura sviluppato un processo di PixInsight (un Process, non uno script) che richiama la funzionalità di GraXpert direttamente dentro PI, risparmiando il passaggio di esportare l’immagine in GraXpert e reimportarla. Il presupposto d’uso è che occorre prima installare GraXpert e avere attivato e scaricato il database di IA; solo allora questo processo può funzionare.

Tuttavia, in un confronto diretto, ho osservato che GraXpert AI seleziona ancora parti che non sono sfondo. Prenda la M101 qui sotto (verdastra dopo la combinazione RGB, presumibilmente un problema di flat, di fuga di luce o di frame di calibrazione): il modello di GraXpert AI a sinistra seleziona per errore parte del soggetto, mentre il modello di DBE a destra è nettamente più pulito. Nel complesso, il modello di DBE è ancora migliore.

GradientCorrection (GC): la nuova generazione dell’automazione

Basta scegliere i parametri giusti e GC funziona davvero piuttosto bene. Il suo vantaggio maggiore è che non occorre cliccare manualmente sullo sfondo: anche di fronte a un’immagine in cui stelle e nebulose riempiono l’intero fotogramma e non si trova alcuno sfondo, non c’è da preoccuparsi di non riuscire a piazzare i punti di campionamento.

Nelle mie prove, la nebulosa oscura del canale di luminanza, a lavoro finito, è diventata visibilmente più tridimensionale; nel canale a colori c’era in origine un gradiente che passava dal verde su un lato al blu sull’altro, e a lavoro finito è risultato assai più uniforme.

MultiscaleGradientCorrection (MGC): affrontare l’inquinamento luminoso grave

MGC è particolarmente adatto a gestire le situazioni in cui mancano i flat e c’è una forte vignettatura. Ho provato un flusso di lavoro: immagine originale → dopo l’elaborazione con MGC → poi elaborata con DBE; esaminando le tre con lo stesso STF, si vede chiaramente come i bordi scuriti e il gradiente di luce vengano eliminati passo dopo passo.

La potenza di MGC si è manifestata pienamente in un caso reale. Un appassionato aveva ripreso in una zona con inquinamento luminoso e per giunta senza montatura equatoriale, non sicuro se ci fossero problemi di flat o d’altro genere. Ho scaricato il suo file già integrato e, usando MGC, BXT, SPCC, NXT, più uno stretch non lineare e lo strumento curve, in circa 15 minuti ho portato a termine il risultato: la Nebulosa Testa di Cavallo, invisibile nell’immagine originale, è emersa, e in tutto il procedimento non ho notato problemi evidenti di integrazione o di flat. Che MGC abbia sistemato il gradiente da inquinamento luminoso in una sola passata è stato davvero sorprendente.

In sintesi

Gli strumenti per la correzione dei gradienti di fondo si rinnovano di continuo, ma la logica della scelta è in realtà molto chiara:

• Con PixInsight: DBE come strumento principale; quando serve la piena automazione o non si trova lo sfondo, lo si affida a GC o MGC; per l’inquinamento luminoso grave, si getta la base con MGC e si rifinisce con DBE.
• Senza PixInsight: GraXpert è l’alternativa gratuita con la resa migliore.

Gli strumenti diventeranno sempre più intelligenti, ma il concetto fondamentale — prima ottenere un modello di fondo corretto, poi sottrarlo con delicatezza — non cambierà. Solo comprendendo questo potrà giudicare quale strumento e quale combinazione di parametri si addicano all’immagine che ha davanti.