Hibakezelés: hibás oszlopok, hot/cold pixel, por és hot pixelek zaja

Az asztrofotós utófeldolgozás során sosem létezik tökéletes adat, csak megoldások, amelyeket a problémáinkra találunk. A kalibrációs képek elintézik a szisztematikus hibák nagy részét, de mindig akad néhány, ami átcsúszik a hálón: hibás oszlopok, hibás pixelek, porárnyékok, megmaradt hot pixelek zaja. Ez a cikk összegyűjti az előfeldolgozás szakaszában gyakran előforduló néhány hibatípust, valamint az egyes típusokhoz tartozó kezelési módszert.

Három gyakori hibatípus és az ellenintézkedések

Először egy összefoglaló táblázat: ez a három leggyakrabban előforduló hibatípus az előfeldolgozásban, valamint az egyes típusok kezelési elve:

1. defect column (hibás oszlop, CCD-kameráknál gyakori): a Defect Map fájllal szüntetjük meg.
2. hot / cold pixel (forró/hideg pixel): dark képekkel szüntetjük meg, amit a dark képek nem tudnak eltávolítani, azt a Cosmetic Correction folyamattal kezeljük tovább.
3. dust shadow (porárnyék): flat képekkel szüntetjük meg, amit a flat képek nem tudnak eltávolítani, azt az integrálás után egy másik csatornával helyettesítve javítjuk.

Az alábbiakban a két trükkösebb típust fejtjük ki külön-külön.

Hibás oszlopok (defect column): a Defect Map fájlra támaszkodjunk, ne a rejectionre

A hibás oszlopok CCD-kameráknál gyakoribbak, CMOS-kameráknál ritkábbak. Volt egy CCD, amelynél már a Defect Map fájl elkészítése is egy órámba került, mert körülbelül 50 hibás oszlopa volt (vagyis azok a fekete vonalak a képen).

Jogosan kérdezhetné valaki: miért nem elég egyszerűen a rejectionre bízni ezeket az integrálás során? Azért, mert a rejection nem tudja megszüntetni őket – a hibás oszlopok túl sötétek; ha a rejectionnel próbáljuk eltávolítani őket, jó néhány másik jó pixelt fel kell áldoznunk, és az eredmény ráadásul gyenge is. Ezért a helyes megoldás az, hogy elkészítjük a kamerához a Defect Map fájlt, majd a DefectMap folyamattal betöltve alkalmazzuk azt a hibás oszlopokat tartalmazó light képekre. Ez nagymértékben csökkenti a hibás oszlopok hatását, a maradékot pedig kényelmesen rábízhatjuk az integrálás során futó rejection algoritmusra. Ezt a módszert magam is folyamatosan használom, például a „Latte” nevű távcső 16803-as CCD-jén egy jól látható hibás oszlop van a kép közepén, plusz három kevésbé feltűnő – pontosan így kezeljük őket.

Hot pixelek zaja: mindenképpen a csillagillesztés előtt meg kell szüntetnünk

Ha a hot pixelek zaját nem tisztítjuk meg alaposan a dark és a Cosmetic Correction szakaszában, váratlan bajt okozhatnak. Nézzük meg ezt a példát:

A bal oldali kép a csillagillesztés előtti állapotot mutatja, a jobb oldali az utánit – vajon miért bukkan fel a jobb oldali képen egy csomó fánkszerű alakzat? A válasz: azok a fehér pontok nem csillagok, hanem hot pixelek. Ezeknek a hot pixeleknek el kellett volna tűnniük a dark levonásakor és a Cosmetic Correction során, de ez nem történt meg, így a csillagillesztéskor az interpolációs algoritmus fánk alakúra „alakította” őket, és jelentős számban ott maradtak a végső képben.

A jó hír az, hogy elegendő számú felvétel és megfelelően beállított rejection algoritmus-paraméterek mellett végül ezek a fánkok is mind eltűntek. Ez azonban éppen azt mutatja: a hot pixeleket lehetőleg már a dark és a Cosmetic Correction szakaszában meg kell szüntetnünk, nehogy az illesztési folyamat a képet zavaró alakzattá formálja őket – a felelősséget ne hárítsuk teljesen a későbbi rejectionre.

Mellékesen jegyzem meg: ha valaki úgy érzi, hogy a PixInsightba beépített Cosmetic Correction hatása nem elég jó, a közösségben van egy társunk (Roberto Sartori) is, aki PixelMath kóddal írt megoldást a hot and cold pixel kezelésére. Kipróbáltam, és meglepő módon jobban működött, mint a beépített Cosmetic Correction – mennyire irigylem azokat, akik tudnak programozni!

Szélsőséges eset: egy nagy távcső összetett hibái

Végül nézzünk meg egy szélsőséges „minden hiba egy rakáson” példát, egy 1 méteres osztályú nagy távcsőről. Egy ilyen távcsővel fotózni valójában egyáltalán nem szórakoztató – azimutális mechanikát és mezőforgatót (field rotator) használ, és amikor a zenittől 20 fokon belüli célpontot fotózunk, a célpont helyzetének megtartásához a mezőforgató rendkívül gyorsan forog, ami elágazó diffrakciós tüskéket eredményez: minden felvételen más a tüskék szöge, sőt előfordul, hogy egyetlen felvételen belül két különböző szögű tüske is látszik.

Ezen a képen van még egy defect column is (ennek kezelése viszonylag egyszerű), valamint valami, ami az oldalról szivárog be, és feltehetően AMP GLOW – kinézetre olyan, mint a falpenész. Az ilyen összetett hibákra nincs kész megoldás, csak egyenként, szétszedve tudjuk kezelni őket – ez is az asztrofotós utófeldolgozás megszokott velejárója: tökéletes adat nem létezik, amit tehetünk, az az, hogy minden egyes problémának megtaláljuk a maga megoldását.