Dekonvolúció: maszkok, PSF és csillagjavítás (történeti áttekintés)
Ez a cikk a 2020 és 2022 közötti időszakban készült jegyzeteimből áll össze a kézi dekonvolúcióról, még a BlurXTerminator megjelenése előttről. A mai PixInsightban ezt a lépést többnyire már a BXT-hez hasonló MI-eszközök váltották fel – gyorsabban és jobban, anélkül, hogy egy csomó maszkot kellene kézzel elkészíteni. Ugyanakkor a kézi dekonvolúció elveinek és az általa megoldandó problémáknak a megértése továbbra is nagyon értékes: megmutatja, mit old meg helyettünk a BXT a háttérben, és segít eldönteni, hol keresendő a hiba, ha valami nem stimmel.
Mit csinál a dekonvolúció, és miért érdemes lineáris fázisban végezni
Kezdjük egy tényleges méréssel. A PixInsightban van egy szkript, az FWHMEccentricity, amellyel megmérhető és ábrázolható az FWHM (félértékszélesség) és az Eccentricity (excentricitás) eloszlása. Összehasonlítottam a csillagokat a dekonvolúció előtt és után: a dekonvolúció után a Moffat4-csillagok FWHM-értéke mind 2 alá csökkent, és az Eccentricity is javult.
Röviden a két szám jelentéséről:
- Ha csökken az FWHM, a csillagok kisebbnek látszanak;
- Ha csökken az Eccentricity, a csillagok kerekebbnek látszanak.
Pontosan ez az oka annak, hogy a dekonvolúciót lineáris állapotban ajánlott elvégezni – ez az eljárás valóban kisebbé és kerekebbé teszi a csillagokat.
Hadd tegyek hozzá néhány előfeltételt a végrehajtáshoz: színes képeknél előbb nyerjük ki a luminanciacsatornát, csak utána kezdjünk hozzá; a képnek lineáris állapotban kell lennie. Ha monokróm kamerát használok, a lineáris fázisban mindig a luminanciacsatornán végzem el a dekonvolúciót, és az előtte-utána különbség nagyon szembetűnő (különösen jól látszik 300%-ra nagyítva). A színes kamera képeivel is ugyanígy elvégezhető, itt is elég kinyerni a luminanciacsatornát.
A régi módszer: a PSF, a Local Support és az Object Mask közül egy sem hagyható ki
Régen mindig úgy éreztem, hogy a PixInsightban a dekonvolúció bosszantó és nagyon bonyolult dolog – PSF-et is kell csinálni, Local Support funkciót is, Object Mask maszkot is. Csak később jöttem rá, hogy ezek valójában elég alapvető dolgok; ha párszor megcsinálom és belejövök, tényleg elég gyorsan megy.
Az igazi szűk keresztmetszet nem magukban ezekben a lépésekben van, hanem a maszkokban. Egy kép feldolgozása során átlagosan legalább öt-hat maszkot kell készíteni. Akkoriban a feldolgozás legnagyobb szűk keresztmetszete valójában nem a számítógépben, hanem az emberi agyban volt – a számítógép gyorsan fut, az embernek kell egyenként megítélnie és egyenként megrajzolnia őket.
A kézi dekonvolúció két leggyakoribb problémája
A kézi korszakban a dekonvolúció legfejtörőbb problémái többnyire a fényes ködök területein összpontosultak:
- A fényes ködökben lévő halvány csillagok körül mindig fekete gyűrű jelenik meg;
- A fényes ködökben lévő fényes csillagok közepe megsérül.
Ez a két probléma alapvetően mindkét esetben a rosszul elkészített dekonvolúciós maszk következménye. Akkoriban megpróbáltam állítani a Local Support beállításait, de nem sokat számított; a maszk beállítása után is csak kismértékben javult a helyzet, és úgy tűnt, sosem lehet teljesen megszüntetni. Az ilyen fényes ködök tipikus példája az M42 és az NGC 3372.
A rosszul elkészített maszk ára: Hard Edge
A maszk fontossága az alábbi összehasonlításból látszik a legvilágosabban. A bal oldali kép egy két évvel ezelőtt feldolgozott alkotás, a jobb oldali egy újabb keletű munka; mindkettő CDK 17 hüvelykes vagy annál nagyobb rendszerrel készült felvétel.
A bal oldali kép pontosan azt a gyakori problémát mutatja, amikor a dekonvolúció nagycsillag-maszkja nincs jól elkészítve: a nagy csillagok fényessége túlzottan összehúzódik, és jól látható él (hard edge) keletkezik. Mellesleg a Topaz Denoise AI is ugyanezt a problémát okozza, ha bármilyen maszk nélkül használjuk – ezért nem ajánlom a maszk nélküli közvetlen használatát.
Néha jobb egy csomó magyarázat megírása helyett azt az időt inkább a csillagok rendbetételére fordítani. Ez a mondás különösen jól illik a kézi dekonvolúció korszakára – sikere vagy kudarca szinte teljes egészében a maszkolás nevű robotmunkán múlt.
Zárszó
Ma a BXT mindezt leegyszerűsítette: nem kell kézzel PSF-et készíteni, nem kell öt-hat maszkot rajzolni, és jelentős mértékben elkerülhetők az olyan következmények is, mint a rosszul elkészített maszk okozta fekete gyűrűk és a hard edge. De a dekonvolúció célja sosem változott – kisebbé és kerekebbé tenni a csillagokat, és visszahozni azokat a részleteket, amelyeket a légkör és az optikai rendszer elmosott. Ha megértjük, mivel küzdött a kézi korszak, világosabban látjuk majd, pontosan milyen munkát spórol meg nekünk a BXT.