DBE 배경 제거: 검은 링, 글로우, 광량 그래디언트, 그리고 샘플 포인트

DBE(DynamicBackgroundExtraction)는 PixInsight 선형 단계의 중요한 도구로, 배경의 광량 그래디언트와 색상 그래디언트를 추정하여 제거하는 데 사용합니다. 하지만 이것은 단순히 ‘배경을 평평하게 만드는’ 것만큼 단순하지 않습니다—검은 링과 글로우부터 샘플 포인트의 배치까지, 어느 것이나 세심하게 파고들어야 하는 기술입니다. 이 글에서는 DBE의 몇 가지 사용법과 흔한 함정을 정리해 봅니다.

DBE는 도대체 무엇을 하는가

DBE의 핵심은, 광량 그래디언트가 고르지 않은 이미지에 대해 배경 모델을 만들어 내고, 이를 뺄셈이나 나눗셈을 통해 제거하는 데 있습니다. 이것은 천체 이미지 선형 단계의 중요한 한 걸음입니다.

흥미롭게도, 이 배경 모델을 통해 촬영 당시의 상황을 거꾸로 추측해 볼 수도 있습니다—예를 들어 거울 주변의 비네팅이나, 글로우 제거가 지나쳤던 탓에 생긴 검은 그림자 같은 것입니다. 배경 모델의 형태는 원본 이미지와 거의 일치하는 경우가 많아, 다운로드해서 비교하며 관찰해 볼 만합니다.

특히 강조하고 싶은 점은, 뺄셈이라 하더라도 원본 이미지에서 배경 모델을 그대로 빼기만 하면 되는 것은 아니라는 것입니다. 이 과정에는 적어도 공간 주파수와 관련된 알고리즘이 관여하며, 그 목적은 남기고 싶은 천체 신호(예를 들어 별의 색 변화)에 되도록 영향을 주지 않는 데 있습니다. 처리 전후를 비교할 때는, 두 이미지에 동일한 STF 설정을 사용해야 비로소 공정하게 차이를 알아볼 수 있다는 점을 기억하십시오.

검은 링: 은하를 찍을 때 흔한 골칫거리

적지 않은 동호인의 은하 사진에는 검은 링 문제가 있는데, DBE가 바로 이를 해결할 수 있습니다.

보통 은하를 찍을 때, 저는 **휘도 채널(luminance channel)**에 대해 적어도 두 번은 DBE를 합니다—먼저 검은 링을 처리하고, 다음으로 고르지 않은 광량 그래디언트를 처리합니다. 반면 컬러 채널에 대해서는 보통 색상 그래디언트의 고르지 않음만 처리합니다(즉 두 번째 단계만). 다만 샘플 포인트는 휘도 채널과 다를 수 있습니다.

검은 링을 처리하는 구체적인 방법은 이렇습니다. 원이나 원하는 형태를 그린 뒤 Fixed에 체크하고, 그 링에 대해 밝기를 수동으로 조정합니다. 단색 이미지에서는 R/K 칸만 효과가 있으며, 보통은 아주 작은 수치로 미세 조정하고, 몇 번 시도해서 검은 링이나 밝은 링을 평평하게 만들면 됩니다.

한 가지 전제로 짚어 둘 점은, 이미지는 먼저 캘리브레이션(다크 빼기, 플랫 나누기, 플랫 다크)을 거친 뒤에 DBE를 해야 한다는 것입니다. 만약 처음부터 검은 링이나 밝은 링이 심하다면, 먼저 캘리브레이션 프레임에 문제가 없는지 확인하십시오—캘리브레이션 프레임이 해야 할 일을 DBE에게 대신 시켜서는 안 됩니다.

미세한 스케일 구조와 글로우 제거

DBE는 화면 안의 작은 스케일 구조를 제거하는 데에도 쓸 수 있습니다. 예를 들어 일부 카메라(QHY 183M 등)에서 완전히는 캘리브레이션으로 제거하지 못하는 글로우 같은 것입니다.

이것은 힘든 작업으로, 그저 대량의 샘플 포인트를 천천히 놓아 갈 수밖에 없어 매우 시간이 걸립니다. 하지만 결과물은 제법 좋아서, 남은 글로우도 거의 평평하게 만들 수 있습니다. 배경 모델과, 글로우가 남은 원본 이미지를 비교해 보면, 이 공정이 무엇을 제거했는지 뚜렷하게 볼 수 있습니다.

샘플 포인트: DBE의 성패를 가르는 열쇠

DBE가 잘되고 못되고는, 샘플 포인트가 제대로 놓였는지에 크게 좌우됩니다.

기본값을 맹신하지 마십시오. 평소에는 문제없지만, 일단 대비가 높은 밝기 그래디언트를 만나면 기본값은 일을 그르칩니다.

1. 수동으로 놓은 경우, 어떤 예처럼 파란 부분이 전부 계산에서 제외되어(즉 놓으나 마나가 되어) 버릴 수 있습니다.
2. 자동으로 놓은 경우는 더 처참한데—샘플 포인트가 거의 중성 회색 부근에 몰려 버려, 배경을 올바르게 추정하는 것이 도무지 불가능합니다.

위의 상황은 사실 샘플 박스 크기만 바꿨을 뿐, 다른 파라미터는 모두 기본값 그대로였습니다. 그래서 그 말이 딱 들어맞습니다—Default is an illusion(기본값은 환상이다).

샘플 포인트를 암흑 성운 위에 놓아도 될까요? 저는 실측을 한번 해 봤습니다. 어떤 이미지에서는 하늘 배경의 밝기가 약 0.007, 암흑 성운의 밝기도 0.007 안팎이었고, 그 밖의 위치는 0.008보다 컸습니다. 이런 상황에서 DBE가 암흑 성운을 샘플 포인트로 골라도, 제 생각에는 그다지 큰 영향은 없습니다. 천 마디 말이, 사진이 스스로 말하게 하는 것만 못합니다.

실제 사례: 이미지가 평평하지 않을 때는 어떻게 하는가

예전에 어떤 동호인이 이렇게 문의해 온 적이 있습니다—자기 이미지가 조금 평평하지 않은데 어떻게 해결해야 하느냐는 것이었습니다. 원본 이미지는 살짝 비네팅이 있었고, DBE를 하고 나니 평평해졌으며, 광량 그래디언트 모델이 보여 준 것도 위쪽 모서리가 조금 어두운 비네팅 정도였습니다. 사실 이 이미지는 품질이 매우 좋은 것이었습니다.

여기서 한 가지 주의점이 나옵니다. 만약 이미지가 처리 후에 오히려 평평하지 않게 되었다면, 그저 DBE를 강하게만 하지 말고, 마스크를 잘 활용하고 처리 절차 쪽을 개선하십시오. 한 가지 더 덧붙이자면—오버샘플링된 데이터에는 drizzle이 필요 없습니다. 필요한 것은 디컨볼루션(deconvolve)입니다.

정리

DBE는 겉으로는 ‘배경을 제거하는’ 것이지만, 실제로는 샘플 포인트의 판단이라는 기술입니다. 은하의 검은 링과 카메라의 글로우부터 대비가 높은 그래디언트까지, 어느 상황에나 저마다 대응하는 샘플링 전략이 있으며, 기본값이 최선의 답인 경우는 거의 없습니다. 샘플 포인트를 올바른 자리에 놓아야 비로소 DBE는 깨끗하면서도 천체 신호를 해치지 않는 배경을 여러분에게 돌려줍니다.