本站提供正體中文版。切換到正體中文本站提供简体中文版。切换到简体中文This site is available in English.View in Englishこのサイトには日本語版があります。日本語で表示이 사이트는 한국어로도 제공됩니다.한국어로 보기Diese Website ist auch auf Deutsch verfügbar.Auf Deutsch ansehenEste sitio web también está disponible en español.Ver en españolQuesto sito è disponibile anche in italiano.Visualizza in italianoCe site est également disponible en français.Afficher en françaisEste site também está disponível em português.Ver em portuguêsDeze website is ook beschikbaar in het Nederlands.In het Nederlands bekijkenЭтот сайт также доступен на русском языке.Смотреть на русскомयह वेबसाइट हिन्दी में भी उपलब्ध है।हिन्दी में देखेंهذا الموقع متاح أيضًا باللغة العربية.عرض بالعربيةSitus ini juga tersedia dalam bahasa Indonesia.Lihat dalam bahasa IndonesiaBu site Türkçe olarak da mevcut.Türkçe görüntüleTa strona jest dostępna także po polsku.Wyświetl po polskuTrang web này cũng có phiên bản tiếng Việt.Xem bằng tiếng Việtاین وب‌سایت به فارسی هم در دسترس است.مشاهده به فارسیЦей сайт також доступний українською.Переглянути українськоюTato stránka je k dispozici také v češtině.Zobrazit v češtiněEz az oldal magyarul is elérhető.Megtekintés magyarulAcest site este disponibil și în limba română.Vizualizare în română

มีเฟรมน้อยก็ลบร่องรอยดาวเทียมได้: อย่ารีบลบทั้งเฟรม

การประมวลผลล่วงหน้าและการ Stacking2021.06

หลังจากทำ Stacking เสร็จแล้วพบว่าในภาพมีร่องรอยดาวเทียม ปฏิกิริยาแรกของหลายคนคือลบเฟรมที่มีร่องรอยนั้นทิ้งไป แต่ถ้าเฟรมที่ถ่ายมาน้อยอยู่แล้ว การทิ้งเฟรมทั้งเฟรมที่มีค่าไปเพียงเพราะเส้นเดียวนั้นน่าเสียดายมาก โฟตอนที่แต่ละพิกเซลเก็บมาได้ล้วนมีค่า อย่าลบเฟรมที่ส่วนใหญ่เป็นพิกเซลดีทิ้งไปเพียงเพราะร่องรอยดาวเทียมไม่กี่เส้น บทความนี้จะพูดถึงว่าเมื่อมีเฟรมน้อย จะเอาร่องรอยดาวเทียมออกได้อย่างไรโดยไม่ต้องลบเฟรมไหนเลย

ทำไมการคัดออกค่าผิดปกติจึงล้มเหลวเมื่อมีเฟรมน้อย

ต้นตอของปัญหาคือ เมื่อจำนวนเฟรมน้อยเกินไป ตำหนิอย่างร่องรอยดาวเทียม ฝุ่น รอยเปื้อน จะกำจัดได้ยากด้วยการ “คัดออกค่าผิดปกติ” ในขั้นตอน Stacking เพียงอย่างเดียว การคัดออกค่าผิดปกติเป็นวิธีทางสถิติ เมื่อกลุ่มตัวอย่าง (จำนวนเฟรม) น้อยเกินไป สถิติก็ไม่น่าเชื่อถือ

ยกตัวอย่างจริง มีเพียง 8 ภาพ ถ่าย NGC 4038 และ 4039 ในจำนวนนั้นมีร่องรอยดาวเทียมอยู่ 1 ภาพ ในสถานการณ์แบบนี้ วิธีคัดออกค่าผิดปกติที่เกี่ยวข้องกับ sigma clipping ล้วนไม่สามารถกำจัดร่องรอยนั้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีดั้งเดิมคือลบเฟรมนั้นทิ้งไปตรง ๆ แต่ 8 เฟรมก็น้อยพออยู่แล้ว ยิ่งลบก็ยิ่งเจ็บ

สองแนวทาง: ปรับพารามิเตอร์ หรือคัดออกด้วยมือแบบบังคับ

เมื่อมีเฟรมน้อย การเอาร่องรอยดาวเทียมออกมีสองแนวทางที่ทำได้

แนวทางแรก ปรับพารามิเตอร์การคัดออกค่าผิดปกติ ลองปรับอัลกอริทึมและพารามิเตอร์การคัดออกให้เหมาะสมก่อน ตัวอย่างเช่น กรณีหนึ่งมีเฟรมเดี่ยว 6 เฟรม ในจำนวนนั้น 1 เฟรมมีร่องรอยดาวเทียมสว่างสองเส้น หลังจากเลือกอัลกอริทึมและพารามิเตอร์การคัดออกที่เหมาะสมแล้ว (ตัวอย่างนี้ใช้ percentile clipping) ร่องรอยหายไปหมดหลังทำ Stacking แนวทางนี้ถ้าแก้ปัญหาได้ก็ประหยัดแรงที่สุด

แนวทางที่สอง คัดออกด้วยมือแบบบังคับ ถ้าปรับพารามิเตอร์แล้วยังเอาร่องรอยออกไม่ได้ ใช้วิธี “บังคับคัดออกด้วยมือ” ได้ คือลากเส้นสีดำเส้นหนึ่งทับบนร่องรอยดาวเทียมโดยตรง บังคับให้พิกเซลเหล่านั้นกลายเป็นค่าผิดปกติ เพื่อให้คัดพิกเซลเหล่านั้นออกได้ตอนทำ Stacking (ทำไมจึงลากเส้นสีดำ ไม่ใช่เส้นสีขาว? ลองคิดถึงทิศทางของการคัดออกค่าผิดปกติดู ให้ผู้อ่านลองคิดเอง) ผมเคยบันทึกวิดีโอสาธิตไว้ แสดงให้เห็นว่าเมื่อมีภาพเพียง 8 ภาพและ sigma clipping ใช้ไม่ได้ผลเลย จะใช้วิธีด้วยมือแบบนี้บังคับเอาร่องรอยนั้นออกได้อย่างไรโดยไม่ต้องลบเฟรมไหนเลย (วิดีโอสาธิต: https://youtu.be/iQArxxS_K3Y)

ปรับความเข้าใจใหม่: กฎเก่าไม่ใช่สิ่งที่ทำลายไม่ได้

วิธีลากเส้นสีดำด้วยมือแบบนี้ จะไปแตะ “ข้อห้าม” ที่ปรากฏในตำราหลายเล่ม หนังสือหรือตำราหลายเล่มเขียนไว้แบบนี้

  1. ไฟล์ RAW ต้นฉบับที่ถ่ายมา ห้ามแก้ไขก่อนทำ Stacking
  2. จุดขาวที่ขอบขวาสุดของ Levels ห้ามขยับ เพราะจะทำลายข้อมูล

ที่จริงนี่ล้วนเป็นแนวคิดการประมวลผลที่ค่อนข้างเก่า ประเด็นสำคัญอยู่ที่ ผู้ใช้ต้องรู้ว่าตัวเองกำลังทำอะไรอยู่ ตราบใดที่เข้าใจหลักการชัดเจน ก็สามารถลากเส้นสีดำบนร่องรอยดาวเทียมได้ เพื่อบังคับให้พิกเซลเหล่านั้นกลายเป็นค่าผิดปกติและคัดออกไปตอนทำ Stacking และยังสามารถปรับจุดขาวให้แกนดาวบางดวงที่จางลงสว่างขึ้นได้ด้วย กฎที่มีอยู่ก็เพื่อป้องกันไม่ให้มือใหม่ทำข้อมูลเสียหายโดยไม่ตั้งใจ แต่เมื่อเข้าใจกลไกเบื้องหลังแล้ว ก็สามารถทำลายกฎนั้นได้อย่างสมเหตุสมผลในจุดที่เหมาะสม