Tratamento de defeitos: defect column, hot/cold pixel, poeira e ruído de pixels quentes
No caminho da pós-produção astronômica nunca existem dados perfeitos, apenas soluções encontradas para os problemas. Os frames de calibração eliminam a maior parte dos defeitos sistemáticos, mas sempre sobram alguns que escapam pela rede: defect columns, pixels defeituosos, sombras de poeira, pixels quentes residuais. Este artigo reúne alguns tipos de defeitos comuns na fase de pré-processamento, junto com o método de tratamento correspondente a cada um.
Três tipos comuns de defeitos e suas contramedidas
Primeiro, uma tabela-resumo: estes são os três tipos de defeitos que mais frequentemente se encontram no pré-processamento, com o respectivo princípio de tratamento:
- defect column (linhas defeituosas, comuns nos CCD): eliminar com uma Defect Map.
- hot / cold pixel (pixel quente/frio): eliminar com os darks; o que os darks não conseguirem tirar, tratar com Cosmetic Correction.
- dust shadow (sombra de poeira): eliminar com os flats; o que os flats não conseguirem tirar, reparar depois da integração substituindo-o por outro canal.
A seguir, desenvolvo separadamente os dois tipos mais insidiosos.
Linhas defeituosas (defect column): conte com a Defect Map, não com a rejeição
As linhas defeituosas são mais comuns nas câmeras CCD e mais raras nas CMOS. Para uma certa CCD, só a criação da Defect Map me tomou uma hora, porque ela tinha por volta de 50 linhas defeituosas (justamente aquelas linhas pretas no enquadramento).
Alguém pode perguntar: por que não simplesmente rejeitá-las (reject) diretamente durante a integração? Porque não dá para eliminá-las com o reject — as linhas defeituosas são escuras demais; para removê-las com a rejeição de pixels seria preciso sacrificar bastantes outros pixels bons e, ainda por cima, o resultado é ruim. O modo correto, portanto, é criar uma Defect Map para a câmera, carregá-la com o processo DefectMap e aplicá-la aos lights que apresentam linhas defeituosas: assim se reduz enormemente o impacto das linhas, e o resíduo que sobra deixa-se comodamente para o algoritmo de rejeição durante a integração. Esse método eu mesmo uso desde sempre. Por exemplo, a CCD 16803 da “Latte” tem uma linha defeituosa evidente bem no centro do enquadramento, mais três pouco visíveis, e é tratada exatamente assim.
Pixels quentes: é indispensável eliminá-los antes do alinhamento
Se os pixels quentes (hot pixels) não forem limpos direito na fase dos darks e da Cosmetic Correction, causam problemas que você jamais imaginaria. Veja este exemplo:
A imagem da esquerda é antes do alinhamento das estrelas, a da direita é depois — por que a imagem da direita faz brotar uma miríade de padrões parecidos com rosquinhas? A resposta: aqueles pontos brancos não são estrelas, e sim pixels quentes. Esses pixels quentes deveriam ter sido eliminados na subtração dos darks e na Cosmetic Correction, mas não foram e, assim, durante o alinhamento das estrelas, o algoritmo de interpolação os “remodelou” em formato de rosquinha, que ficaram na imagem final — e em número nada desprezível.
A boa notícia é que, com um número suficiente de frames e os parâmetros do algoritmo de rejeição bem ajustados, no fim todas essas rosquinhas acabaram sendo eliminadas por completo. Mas isso ilustra perfeitamente o ponto: os pixels quentes devem ser eliminados, na medida do possível, na fase dos darks e da Cosmetic Correction, para evitar que o processo de alinhamento os transforme em algo que atrapalha o enquadramento — não se deve empurrar toda a responsabilidade para a rejeição posterior.
A propósito, se você achar que a Cosmetic Correction integrada ao PixInsight não funciona bem o bastante, na comunidade há também um colega de hobby (Roberto Sartori) que escreveu um código PixelMath para tratar os hot and cold pixel. Experimentei e, surpreendentemente, funcionava até melhor do que a Cosmetic Correction integrada — tenho mesmo inveja dos colegas que sabem programar.
Um caso extremo: os defeitos combinados de um grande telescópio
Por fim, vejamos um exemplo extremo do tipo “todos os defeitos juntos de uma vez só”, vindo de um grande telescópio da classe de 1 metro. Fotografar com um telescópio desse tipo, na verdade, não tem graça nenhuma — ele usa uma montagem altazimutal e um rotador de campo e, ao fotografar alvos a menos de 20 graus do zênite, para manter a posição do alvo o rotador de campo gira a uma velocidade altíssima, o que faz surgir espículas de difração bifurcadas, cujo ângulo é diferente em cada foto, havendo às vezes até dois raios de ângulos diferentes numa mesma foto.
Nesta imagem há ainda uma defect column (cujo tratamento é relativamente simples), além de algo que ressuma por um lado e parece AMP GLOW, com o aspecto de mofo numa parede. Para esse tipo de defeito combinado não existe uma solução pronta; só resta decompô-lo item por item e enfrentá-lo separadamente — e essa também é a norma na pós-produção astronômica: dados perfeitos não existem, e o que podemos fazer é encontrar, para cada problema, a sua solução.