Loại bỏ nền bằng DBE: vòng đen, glow, gradient ánh sáng và điểm lấy mẫu

DBE (DynamicBackgroundExtraction) là công cụ quan trọng ở giai đoạn tuyến tính của PixInsight, dùng để ước lượng và loại bỏ gradient ánh sáng cùng gradient màu của nền. Nhưng nó còn xa mới đơn giản như chuyện “làm phẳng nền” — từ vòng đen, glow cho tới cách đặt các điểm lấy mẫu, mọi khâu đều đòi hỏi sự tinh tế. Bài này tổng hợp vài cách dùng DBE và những cái bẫy thường gặp.

DBE rốt cuộc đang làm gì

Cốt lõi của DBE là tạo ra một mô hình nền cho ảnh có gradient ánh sáng không đều, rồi loại bỏ mô hình đó bằng phép trừ hoặc phép chia. Đây là một bước quan trọng ở giai đoạn tuyến tính của ảnh thiên văn.

Điều thú vị là qua mô hình nền này, bạn còn có thể suy ngược ra tình trạng lúc chụp — chẳng hạn hiện tượng tối góc (vignetting) quanh gương, hoặc bóng đen do loại bỏ glow quá tay. Hình dạng của mô hình nền thường gần như trùng khớp với ảnh gốc, rất đáng tải về để đối chiếu quan sát.

Cần nhấn mạnh riêng: ngay cả với phép trừ thì cũng không phải cứ lấy ảnh gốc trừ thẳng đi mô hình nền là xong. Quá trình này ít nhất có liên quan đến các thuật toán về tần số không gian, mục đích là hạn chế tối đa việc phần tín hiệu thiên thể mà bạn muốn giữ lại bị ảnh hưởng (ví dụ sao bị đổi màu). Khi so sánh trước và sau khi xử lý, nhớ dùng cùng một thiết lập STF cho cả hai ảnh thì mới thấy được khác biệt một cách công bằng.

Đối chiếu mô hình nền do DBE tạo ra với kết quả sau khi loại bỏ gradient ánh sáng

Vòng đen: nỗi phiền toái thường gặp khi chụp thiên hà

Không ít ảnh thiên hà của những người cùng sở thích gặp vấn đề vòng đen, mà DBE thì vừa đúng là công cụ giải quyết được.

Thông thường khi chụp thiên hà, với kênh luminance (L) tôi làm DBE ít nhất hai lần: trước tiên xử lý vòng đen, sau đó xử lý gradient ánh sáng không đều. Còn với các kênh màu, tôi thường chỉ xử lý phần gradient màu không đều (tức là chỉ làm bước thứ hai), nhưng các điểm lấy mẫu có thể khác với ở kênh luminance.

Hai lượt DBE trên kênh luminance: trước tiên loại bỏ vòng đen, sau đó làm phẳng gradient ánh sáng

Cách làm cụ thể với vòng đen: vẽ xong hình tròn hoặc hình dạng bạn cần, tích chọn Fixed, rồi chỉnh tay độ sáng tối cho riêng vòng đó. Với ảnh đơn sắc chỉ có ô R/K là có tác dụng; thường bạn tinh chỉnh bằng một giá trị rất nhỏ, thử vài lần là làm phẳng được vòng đen hoặc vòng sáng.

Một tiền đề cần nhắc: ảnh phải được hiệu chỉnh trước (trừ frame dark, chia frame flat, frame flat dark) rồi mới làm DBE. Nếu ngay từ đầu vòng đen hoặc vòng sáng đã rất nặng, hãy kiểm tra trước xem các frame hiệu chỉnh có vấn đề gì không — đừng bắt DBE đi làm thay phần việc mà các frame hiệu chỉnh lẽ ra phải làm.

Thao tác tinh chỉnh tay vòng đen bằng vòng Fixed

Loại bỏ các cấu trúc quy mô nhỏ và glow

DBE cũng có thể dùng để loại bỏ một số cấu trúc quy mô nhỏ trong khung hình, ví dụ phần glow mà vài camera (như QHY 183M) không hiệu chỉnh sạch được.

Đây là việc nhọc công: chỉ còn cách từ từ đặt thật nhiều điểm lấy mẫu, rất tốn thời gian. Nhưng thành quả khá tốt, phần glow còn sót lại gần như được làm phẳng hoàn toàn. Bằng cách đối chiếu mô hình nền với ảnh gốc còn glow, bạn thấy rõ công đoạn này đã gỡ đi những gì.

Đối chiếu trước và sau khi dùng thật nhiều điểm lấy mẫu để loại bỏ phần glow còn sót của QHY 183M

Điểm lấy mẫu: mấu chốt thành bại của DBE

DBE làm tốt hay không phần lớn phụ thuộc vào việc các điểm lấy mẫu có được đặt đúng chỗ hay không.

Đừng mê tín giá trị mặc định. Bình thường thì không sao, nhưng hễ gặp gradient độ sáng tương phản cao là giá trị mặc định sẽ hỏng việc:

Nếu đặt bằng tay, kết quả sẽ giống như trong vài ví dụ: phần màu xanh lam bị loại hoàn toàn khỏi phép tính (coi như đặt uổng công);
Nếu đặt tự động thì còn tệ hơn — các điểm lấy mẫu gần như dồn hết quanh vùng xám trung tính, hoàn toàn không thể ước lượng nền cho đúng.

Trong tình huống nêu trên, thực ra chỉ có kích thước khung lấy mẫu là được chỉnh, mọi tham số khác đều để mặc định. Vậy nên câu này quả là chí lý: Default is an illusion (giá trị mặc định là một ảo tưởng).

Minh chứng cho việc dưới gradient tương phản cao, đặt điểm lấy mẫu bằng tay lẫn tự động đều thất bại

Đặt điểm lấy mẫu lên tinh vân tối có được không? Tôi từng đo thử: ở một tấm ảnh nọ, độ sáng nền trời khoảng 0.007, độ sáng tinh vân tối cũng quanh mức 0.007, còn những vị trí khác thì lớn hơn 0.008. Trong tình huống như vậy, theo tôi việc DBE chọn tinh vân tối làm điểm lấy mẫu không ảnh hưởng gì nhiều. Nói ngàn lời cũng không bằng để bức ảnh tự nó lên tiếng.

Một ca thực tế: ảnh không đều thì làm sao

Từng có một người cùng sở thích viết thư hỏi: ảnh của anh ấy hơi không đều, phải giải quyết thế nào? Ảnh gốc hơi bị tối góc, làm xong DBE là phẳng phiu, còn mô hình gradient ánh sáng cũng chỉ cho thấy góc phía trên hơi tối mà thôi. Thực ra chất lượng tấm ảnh này rất tốt.

Điều đó dẫn tới một lời nhắc: nếu sau khi xử lý mà ảnh lại càng không đều, hãy khéo dùng mặt nạ và cải thiện quy trình xử lý, thay vì cứ một mực dùng DBE nặng tay hơn. Bổ sung thêm một điểm — dữ liệu oversample không cần drizzle; thứ nó cần là deconvolution.

Ảnh gốc, kết quả và mô hình gradient ánh sáng của một tấm ảnh có tối góc được hiệu chỉnh bằng DBE

Tóm lại

Nhìn bề ngoài, DBE là chuyện “bỏ nền”, nhưng thực chất đó là công phu về khả năng phán đoán điểm lấy mẫu. Từ vòng đen của thiên hà, glow của camera cho tới gradient tương phản cao, mỗi tình huống đều có chiến lược lấy mẫu tương ứng, còn giá trị mặc định thì gần như chưa bao giờ là lời giải tốt nhất. Đặt điểm lấy mẫu cho đúng, khi đó DBE mới trả lại cho bạn một nền vừa sạch vừa không làm tổn thương tín hiệu thiên thể.