Deconvolução: máscaras, PSF e reparo de estrelas (um olhar histórico)

Este artigo reúne notas sobre deconvolução manual feitas entre 2020 e 2022, antes de o BlurXTerminator surgir. No PixInsight de hoje, essa etapa foi em grande parte substituída por ferramentas de IA como o BXT — mais rápidas e melhores, sem precisar construir à mão uma pilha de máscaras. Ainda assim, compreender os princípios da deconvolução manual e os problemas que ela enfrenta continua muito valioso: mostra a você o que o BXT resolve nos bastidores e ajuda a localizar onde está o problema quando você se depara com alguma dificuldade.

O que a deconvolução faz e por que ela é feita na fase linear

Vou começar com uma medição. O PixInsight tem um script chamado FWHMEccentricity, que permite medir e traçar o gráfico de distribuição de FWHM (largura a meia altura) e Eccentricity (excentricidade). Comparei as estrelas antes e depois da deconvolução: depois da deconvolução, a FWHM das estrelas Moffat4 encolheu em todos os casos para abaixo de 2, e a Eccentricity também melhorou.

Uma breve explicação do significado desses dois números:

• Quanto menor a FWHM, menores as estrelas parecem;
• Quanto menor a Eccentricity, mais redondas as estrelas parecem.

É exatamente por isso que se recomenda fazer a deconvolução em estado linear — esse processo torna as estrelas, de fato, menores e mais redondas.

Acrescento alguns pré-requisitos para a execução: para imagens coloridas, extraia primeiro o canal de luminância antes de fazer; a imagem precisa estar em estado linear. Se você usa uma câmera monocromática, na fase linear sempre faço a deconvolução no canal de luminância, e a diferença entre antes e depois é muito evidente (especialmente clara ao ampliar para 300%). As imagens de uma câmera colorida podem ser tratadas da mesma forma — igualmente, basta extrair o canal de luminância.

O método de antigamente: PSF, Local Support e Object Mask — nenhum pode faltar

Antigamente eu sempre achava a deconvolução no PixInsight um transtorno e muito complicada — é preciso fazer uma PSF, um Local Support e também um Object Mask. Só mais tarde percebi que, na verdade, essas coisas são bastante básicas; fazendo algumas vezes e pegando o jeito, chega a ser bem rápido.

O verdadeiro gargalo não está nesses passos em si, mas nas máscaras. Para processar uma única imagem, você acaba fazendo, em média, pelo menos cinco ou seis máscaras. Naquela época, o maior gargalo ocorria, na verdade, no cérebro humano e não no computador — o computador corre depressa; é a pessoa que precisa julgar uma a uma e pintar uma a uma.

Os dois aborrecimentos mais comuns da deconvolução manual

Na era manual, os problemas mais incômodos da deconvolução concentravam-se, em sua maioria, nas regiões de nebulosas brilhantes:

1. As estrelas fracas dentro de nebulosas brilhantes sempre acabam com um anel preto ao redor da estrela;
2. As estrelas brilhantes dentro de nebulosas brilhantes ficam danificadas no centro.

Ambos os problemas são basicamente causados por uma máscara de deconvolução mal feita. Naquele tempo tentei ajustar o Local Support, mas fazia pouca diferença; depois de ajustar a máscara, melhorava só um pouco e nunca parecia eliminar-se por completo. Exemplos típicos desse tipo de nebulosa brilhante são M42 e NGC 3372.

O preço de uma máscara mal feita: Hard Edge

A importância da máscara fica mais clara nesta comparação a seguir. A imagem da esquerda é um trabalho que processei há dois anos, e a da direita é um trabalho mais recente, ambas capturadas com um sistema CDK de 17 polegadas ou maior.

A imagem da esquerda mostra justamente o problema comum quando a máscara das estrelas grandes da deconvolução não é bem feita: a luminância das estrelas grandes se contrai em excesso, criando uma borda marcada (hard edge). A propósito, o Topaz Denoise AI provoca o mesmo problema quando usado sem máscara alguma — e é por isso que não recomendo usá-lo diretamente sem uma máscara.

Às vezes, em vez de escrever um monte de explicações, é melhor dedicar esse tempo a deixar as estrelas bem-feitas. Essa frase se encaixa especialmente bem na era da deconvolução manual — seu sucesso ou fracasso se decide quase inteiramente no trabalho ingrato da mascaragem.

Palavras finais

Hoje o BXT simplificou tudo isso: não é preciso fazer a PSF à mão, não é preciso pintar cinco ou seis máscaras, e ele evita em grande parte as sequelas de uma máscara mal feita, como os anéis pretos e os hard edges. Mas o objetivo que a deconvolução busca alcançar nunca mudou — tornar as estrelas menores e mais redondas, e recuperar o detalhe que a atmosfera e o sistema óptico borraram. Uma vez que você entenda contra o que a era manual estava lutando, terá uma noção mais clara de exatamente qual trabalho o BXT está lhe poupando.