Удаление следов спутников даже при малом числе кадров: не спешите удалять весь кадр

Закончив интеграцию, вы обнаруживаете на изображении след спутника, и первая реакция многих — удалить тот отдельный кадр, на котором он есть. Но если у вас изначально мало снятых кадров, выбрасывать целый драгоценный кадр из-за одной линии — на самом деле очень жаль. Фотоны, собранные каждым пикселем, драгоценны — не удаляйте отдельный кадр, состоящий в основном из хороших пикселей, только из-за нескольких следов спутников. В этой статье речь о том, как при малом числе кадров убрать следы спутников, не удаляя ни одного из них.

Почему отбраковка пикселей не работает при малом числе кадров

Корень проблемы в том, что при слишком малом числе кадров такие дефекты, как следы спутников, пыль и грязные пятна, трудно устранить только за счёт «выбраковки выбросов» при интеграции. Отбраковка выбросов — это статистический метод, и когда выборка (число кадров) слишком мала, статистика становится ненадёжной.

Приведу конкретный пример: всего 8 кадров, объект съёмки — NGC 4038 & 4039, и на одном из них есть след спутника. В такой ситуации никакие методы отбраковки выбросов на основе sigma clipping не способны эффективно убрать этот след. Традиционный подход — просто удалить этот кадр, но 8 кадров и так уже мало, а удалить ещё один — значит навредить ещё сильнее.

Два пути: настройка параметров или ручное принудительное исключение

Когда кадров мало, для удаления следов спутников есть два пути.

Первый путь: настроить параметры отбраковки. Сначала попробуйте точно подобрать алгоритм отбраковки и его параметры. Например, в одном случае было 6 отдельных кадров, на одном из которых были два ярких следа спутника; после выбора подходящего алгоритма отбраковки и параметров (в этом примере использовался percentile clipping) следы после интеграции были полностью устранены. Если проблема решается этим путём, это наименее хлопотный вариант.

Второй путь: ручное принудительное исключение. Если следы всё равно не исчезают после настройки параметров, можно использовать способ «ручного принудительного исключения» — провести прямо по следу спутника чёрную линию, принудительно превратив эти пиксели в выбросы, чтобы при интеграции они были отбракованы. (Почему именно чёрную линию, а не белую? Подумайте о направлении отбраковки выбросов — оставляю это читателю для размышления.) Я записал демонстрационное видео, показывающее, как всего при 8 кадрах, когда sigma clipping совершенно неэффективен, с помощью этого ручного способа принудительно убрать тот след, не удаляя ни одного кадра (демонстрационное видео: https://youtu.be/iQArxxS_K3Y).

Обновление представлений: старые правила не являются неприкосновенными

Такой способ ручного проведения чёрной линии нарушает немало «табу», встречающихся в учебных материалах. Во многих книгах или пособиях пишут так:

1. Исходные снятые файлы RAW нельзя изменять до интеграции.
2. Точку белого в самом правом краю «Уровней» (Levels) нельзя трогать, потому что это убивает данные.

На самом деле это довольно устаревшие представления об обработке. Главное — пользователь должен понимать, что он делает: если принцип вам ясен, вы вполне можете провести чёрную линию по следу спутника, принудительно превратив его в отбракованный выброс, а также можете скорректировать точку белого, чтобы осветлить ядра некоторых поблёкших (размытых при обработке) звёзд. Правила существуют для того, чтобы новички случайно не повредили свои данные, но, поняв механизм, стоящий за ними, вы можете обоснованно нарушить их в нужном месте.