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Ferramentas de remoção de estrelas: comparação e resolução de problemas, do StarNet ao StarXTerminator

Esticamento e fase não linear2020.08

A remoção de estrelas (retirar os pontos estelares) tornou-se nos últimos anos uma parte importante do pós-processamento astronômico: se você tira primeiro as estrelas, pode se concentrar em realçar a nebulosidade de fundo ou os detalhes das galáxias, e no final recoloca as estrelas. Este artigo organiza a evolução das ferramentas de remoção de estrelas, do StarNet e StarNet2 até o StarXTerminator, além de algumas dificuldades que você encontrará na prática.

O primeiro StarNet e suas múltiplas aplicações

O ponto de partida das ferramentas de remoção de estrelas foi o StarNet++, que funciona com um modelo treinado por IA. Mais tarde, o PI também passou a integrar o StarNet; depois de instalá-lo, você precisa primeiro atualizá-lo e indicar a localização do banco de dados dos modelos, caso contrário não funciona. A versão integrada tem uma vantagem sobre a versão em plugin: consegue mostrar o progresso da execução no console, de modo que não deixa você pensando que o programa travou, como acontecia com o plugin dos primeiros tempos. (A propósito: se a entrada for uma imagem colorida, a máscara de estrelas gerada também será colorida.)

A tela de instalação e de configuração do banco de dados dos modelos do StarNet integrado ao PI

Exemplo dos resultados de remoção de estrelas do StarNet integrado ao PI

O console do StarNet mostrando o progresso da execução

O valor das ferramentas de remoção de estrelas não está apenas na “remoção de estrelas” em si. No caso das nebulosas, o StarNet++ tem pelo menos estas aplicações adicionais:

  1. Usar a imagem sem estrelas para fazer blending (mesclagem).
  2. Criar uma Nebula Mask (máscara de nebulosa).
  3. Fazer uma redução de estrelas sem a erosão tradicional.

Quanto às aplicações em galáxias, nos primeiros tempos eu ainda não tinha encontrado um uso particularmente adequado. Pode-se dizer que provavelmente ainda restam muitas aplicações desse tipo de ferramenta esperando para serem descobertas.

Um rival de nova geração: entra em cena o StarXTerminator

Depois do StarNet, surgiu um novo plugin de remoção de estrelas — o StarXTerminator (SXT), que também usa um modelo treinado por IA. Na prática, o novo plugin tem um desempenho bem melhor que o StarNet++, ficando mais limpo tanto nos fundos de nebulosa quanto nas galáxias.

Comparação do desempenho de remoção de estrelas entre o StarNet++ (à esquerda) e o novo plugin de remoção de estrelas (à direita)

Comparação do desempenho de remoção de estrelas entre o StarNet++ e o novo plugin de remoção de estrelas em uma galáxia

StarNet2 vs StarXTerminator: escolher a ferramenta conforme a distância focal do sistema

No entanto, o SXT não vence em todas as situações. Por causa das diferenças em seus modelos de treinamento, cada um tem seus pontos fortes:

  • Sistemas grandes (longa distância focal): o StarXTerminator tem desempenho melhor e chega até a eliminar automaticamente, de passagem, os pixels quentes (hot pixels).
  • Sistemas pequenos (curta distância focal): o StarNet2 é, ao contrário, mais ideal no tratamento das estrelas pequenas.

Com base neste resultado experimental e nas recomendações de fóruns estrangeiros, a melhor estratégia na época era: para os sistemas pequenos, StarNet2; para os sistemas grandes, StarXTerminator. (O sistema grande nos testes era um CDK 17 + SBIG STXL11002, e o sistema pequeno, um TOA 130 + SBIG STX-16803.)

A diferença nos resultados de remoção de estrelas entre o StarNet2 e o StarXTerminator em sistemas grandes e pequenos

Comparação ampliada de um recorte dos resultados de remoção de estrelas do StarNet2 e do StarXTerminator

O SXT continua a evoluir: o tratamento das espículas de difração e das pequenas galáxias

O SXT continua a progredir a cada atualização de versão. Tomando como exemplo a versão beta 1.9.14 combinada com o AI 11, ele já consegue remover sem problemas os pontos estelares de oito espículas de difração do JWST (o Telescópio Espacial James Webb); na época ainda restava uma pequena parte das extremidades das espículas, mas isso deve se resolver depois que a versão oficial for atualizada.

O resultado do StarXTerminator 1.9.14 + AI 11 removendo os pontos estelares de oito espículas de difração das estrelas do JWST

No reconhecimento de pequenas galáxias, o SXT 2 também progrediu. Tomando como exemplo uma imagem de cometa colorida, linear e ainda não calibrada: após a remoção de estrelas, tanto os pontos estelares quanto os rastros de satélite foram removidos, deixando o cometa colorido e as pequenas galáxias do fundo — e algumas dessas pequenas galáxias, ao usar o StarNet2, seriam tomadas por estrelas e removidas junto com elas.

O StarXTerminator 2 preserva as pequenas galáxias de fundo que o StarNet2 poderia remover por engano

Resolução de problemas: surge um padrão de grade no fundo após a remoção de estrelas em estado linear

Um problema comum: após a remoção de estrelas no estado linear, o fundo apresenta muitos quadradinhos (em forma de tabuleiro de xadrez). Se você usa o StarXTerminator da RC Astro, neste caso pode marcar “Large Overlap”, e depois de marcado o quadriculado do fundo em geral desaparece.

Comparação antes (à esquerda) e depois (à direita) de marcar Large Overlap, com a grade do fundo desaparecida

Ampliação de um recorte de como Large Overlap corrige a grade do fundo

Mas há um preço a pagar: depois de marcar Large Overlap, a área de sobreposição é maior e a remoção de estrelas demora cerca do dobro (por exemplo, uma imagem que antes levava 20 segundos pode agora levar 40). Portanto, se você não tem aceleração por GPU, não é recomendável marcá-lo — se quiser uma experiência fluida, ter uma placa de vídeo como uma RTX 3060 torna tudo muito mais confortável.

Além disso, convém lembrar que às vezes marcar Large Overlap produz, ao contrário, alguns artefatos estranhos; se isso acontecer, lembre-se de desmarcá-lo.

O fenômeno da grade após a remoção de estrelas com o SXT e o efeito corretivo de Large Overlap