Correção de gradientes de fundo: ABE, DBE, GC e GraXpert

Remover os gradientes de luz e de cor do fundo é uma habilidade fundamental da fase linear nas imagens astronômicas. Dos ABE e DBE integrados ao PixInsight, aos posteriores GradientCorrection (GC) e MultiscaleGradientCorrection (MGC), até o software autônomo e gratuito GraXpert, as ferramentas disponíveis são cada vez mais numerosas. Este artigo organiza a função de cada uma, suas diferenças e o que aprendi nos meus próprios testes.

O princípio básico da correção de gradientes de fundo

Aplainar os gradientes de luz e de cor do fundo é feito com uma subtração, mas o ponto crucial está aqui: você precisa de uma ferramenta capaz de estimar corretamente um modelo de fundo. É justamente esse o papel que ABE ou DBE desempenham no PixInsight.

Se você simplesmente subtrair um gradiente, sem ter estimado corretamente o modelo de fundo, o resultado costuma apresentar problemas. Isso porque um modelo de fundo real muitas vezes é uma imagem bastante complexa, e não um simples gradiente linear. E, mesmo tratando-se de uma subtração, não basta subtrair o modelo de fundo diretamente da imagem original: o processo envolve, no mínimo, algoritmos relacionados às frequências espaciais, a fim de evitar ao máximo que o sinal dos objetos celestes seja afetado (por exemplo, a mudança de cor das estrelas). Ao comparar o antes e o depois, lembre-se de examiná-los com os mesmos ajustes de STF.

O complexo modelo de fundo estimado pelo DBE: não é um simples gradiente

ABE e DBE: um par de parentes próximos

ABE (AutomaticBackgroundExtractor) e DBE (DynamicBackgroundExtraction) são dois processos de extração de fundo semelhantes no PixInsight; as opções dos parâmetros-chave também são parecidas, apenas os nomes diferem um pouco.

Em princípio, o DBE contém todas as funções do ABE e acrescenta a pré-visualização do conteúdo em tempo real, além da capacidade de posicionar pontos de amostragem manualmente e em polígonos. Assim, se você sabe usar o DBE, naturalmente sabe usar também o ABE. De fato, colocando lado a lado o posicionamento dos pontos de amostragem do ABE e o posicionamento “automático” dos pontos de amostragem do DBE, as posições resultam bastante próximas. Vale notar que a amostragem automática do DBE é apenas um de seus modos de uso: há outros, mais manuais e mais minuciosos.

A correspondência de parâmetros entre ABE e DBE, e uma comparação das posições dos pontos de amostragem das duas ferramentas

GraXpert: uma opção autônoma e gratuita

GraXpert é um software autônomo e gratuito, usado para remover os gradientes de luz e de cor do fundo no estado linear; funciona muito bem, oferece bom controle e, no geral, dá resultados melhores do que as funções de remoção de poluição luminosa dos aplicativos de celular. Pode salvar arquivos TIFF ou XISF de 32 bits e é compatível com as três grandes plataformas: Windows, Mac e Linux. Se você não usa o DBE do PixInsight, essa é uma opção que vale a pena considerar.

Depois, o GraXpert lançou um módulo treinado com IA (mas não deposite grandes esperanças na IA), o que permite remover os gradientes de luz sem precisar clicar manualmente nos pontos de amostragem; na versão oficial, você nem precisa baixar o módulo de IA por conta própria, pois o software o baixa sozinho quando necessário.

Aqui vai um conselho franco: se você já tem o PixInsight, usar o DBE integrado é sem dúvida a melhor escolha; mas se você não comprou o PixInsight, o GraXpert é provavelmente o software gratuito com a melhor remoção de gradientes de luz na fase linear.

A operação do GraXpert para remover gradientes de fundo, e o resultado

Mais tarde, um entusiasta chegou a desenvolver um processo do PixInsight (um Process, e não um script) que chama a funcionalidade do GraXpert diretamente dentro do PI, poupando a etapa de exportar a imagem para o GraXpert e reimportá-la. O pré-requisito de uso é: você precisa primeiro instalar o GraXpert e ter ativado e baixado o banco de dados de IA; só então esse processo consegue funcionar.

O processo que chama o GraXpert diretamente dentro do PixInsight

No entanto, numa comparação direta, observei que o GraXpert AI ainda seleciona partes que não são fundo. Veja a M101 abaixo (esverdeada após a combinação RGB, provavelmente um problema de flat, de vazamento de luz ou de frames de calibração): à esquerda, o modelo do GraXpert AI seleciona por engano parte do objeto principal, enquanto à direita o modelo do DBE é nitidamente mais limpo. No conjunto, o modelo do DBE ainda é melhor.

Comparação direta dos modelos de fundo do GraXpert AI e do DBE (M101)

GradientCorrection (GC): a nova geração da automação

Basta escolher os parâmetros certos e o GC funciona realmente muito bem. Sua maior vantagem é que não é preciso clicar manualmente no fundo: mesmo diante de uma imagem em que estrelas e nebulosas preenchem todo o quadro e simplesmente não se encontra fundo algum, não há com que se preocupar quanto a não conseguir posicionar pontos de amostragem.

Nos meus testes, a nebulosa escura do canal de luminância, depois de concluído o trabalho, ficou visivelmente mais tridimensional; no canal de cor havia originalmente um gradiente que passava do verde de um lado ao azul do outro, e, ao final, ficou bastante mais uniforme.

Comparação antes e depois do GradientCorrection e o modelo de gradiente de fundo

MultiscaleGradientCorrection (MGC): enfrentar a poluição luminosa severa

O MGC é especialmente adequado para lidar com situações sem flats e com forte vinhetagem. Testei um fluxo de trabalho: imagem original → depois do processamento com MGC → então processada com DBE; examinando as três com o mesmo STF, dá para ver claramente as bordas escurecidas e o gradiente de luz sendo eliminados passo a passo.

Comparação da remoção de gradiente em três fases: original, MGC e MGC+DBE

A potência do MGC se revelou por completo em um caso real. Um entusiasta havia fotografado em uma área com poluição luminosa e, ainda por cima, sem montagem equatorial, sem ter certeza se havia problemas de flat ou de outra natureza. Baixei seu arquivo já integrado e, usando MGC, BXT, SPCC e NXT, mais um stretch não linear e a ferramenta de curvas, concluí o resultado em cerca de 15 minutos: a Nebulosa Cabeça de Cavalo, invisível na imagem original, emergiu, e em todo o processo não vi problemas evidentes de integração ou de flat. Que o MGC tenha resolvido o gradiente de poluição luminosa numa única passada foi realmente surpreendente.

Processar com ferramentas como o MGC uma imagem sem montagem tirada em área com poluição luminosa: a Nebulosa Cabeça de Cavalo emerge

Em resumo

As ferramentas de correção de gradientes de fundo se renovam sem parar, mas a lógica da escolha é, na verdade, muito clara:

Com PixInsight: tenha o DBE como ferramenta principal; quando precisar de automação total ou não encontrar o fundo, deixe a cargo do GC ou do MGC; para poluição luminosa severa, prepare a base com o MGC e finalize com o DBE.
Sem PixInsight: o GraXpert é a alternativa gratuita com o melhor resultado.

As ferramentas ficarão cada vez mais inteligentes, mas o conceito central — primeiro obter um modelo de fundo correto e depois subtraí-lo com suavidade — não vai mudar. Só compreendendo isso é que você poderá julgar qual ferramenta e qual conjunto de parâmetros combinam com a imagem que tem diante de você.