Corectarea gradientului de fundal: ABE, DBE, GC și GraXpert

Eliminarea gradientului de lumină și culoare din fundal este o abilitate de bază a etapei liniare în prelucrarea imaginilor astronomice. De la ABE și DBE integrate în PixInsight, la GradientCorrection (GC) și MultiscaleGradientCorrection (MGC) apărute ulterior, și până la software-ul independent și gratuit GraXpert, instrumentele disponibile devin tot mai numeroase. Acest articol pune ordine în rolul fiecăruia, în diferențele dintre ele și în concluziile mele din propriile teste.

Principiul de bază al corectării gradientului de fundal

Aplatizarea gradientului de lumină și culoare din fundal se face, ce-i drept, prin scădere, dar cheia este următoarea – este nevoie de un instrument capabil să estimeze corect un model de fundal. Tocmai acest rol îl joacă ABE sau DBE în PixInsight.

Dacă se scade pur și simplu un gradient, fără o estimare corectă a modelului de fundal, rezultatul are de obicei probleme. Asta pentru că modelul de fundal real este adesea o imagine destul de complexă, nu un gradient liniar simplu. Iar chiar și scăderea nu înseamnă doar a scădea modelul de fundal direct din imaginea originală – procesul implică cel puțin algoritmi legați de frecvența spațială, pentru a evita pe cât posibil afectarea semnalului obiectelor cerești (de exemplu, schimbarea culorii stelelor). La compararea imaginilor înainte și după, rețineți să le vizualizați cu aceleași setări STF.

Modelul complex de fundal estimat de DBE, nu un simplu gradient

ABE și DBE: o pereche de rude apropiate

ABE (AutomaticBackgroundExtractor) și DBE (DynamicBackgroundExtraction) sunt două procese de extragere a fundalului similare în PixInsight, ale căror opțiuni pentru parametrii-cheie sunt și ele asemănătoare, doar numele diferă puțin.

În principiu, DBE include toate funcțiile ABE și adaugă o previzualizare a conținutului în timp real, precum și capacitatea de a plasa puncte de eșantionare manual și poligonal. Prin urmare, oricine folosește DBE poate folosi în mod firesc și ABE. De fapt, dacă se pun alături plasarea punctelor de eșantionare din ABE și plasarea „automată” a punctelor de eșantionare din DBE, pozițiile se dovedesc a fi destul de apropiate. Trebuie reținut că eșantionarea automată a DBE este doar una dintre modalitățile de utilizare – există și alte moduri, mai manuale și mai fine.

Corespondența parametrilor dintre ABE și DBE, precum și o comparație a pozițiilor punctelor de eșantionare ale celor două instrumente

GraXpert: alegerea independentă și gratuită

GraXpert este un software independent și gratuit, folosit pentru eliminarea gradientului de lumină și culoare din fundal cât timp imaginea se află încă în stare liniară; efectul este destul de bun, controlul este ridicat, iar rezultatele sunt, în general, mai bune decât funcțiile de eliminare a poluării luminoase din aplicațiile de telefon. Poate salva fișiere TIFF sau XISF pe 32 de biți și este compatibil cu cele trei platforme majore: Windows, Mac și Linux. Dacă nu folosiți DBE din PixInsight, aceasta este o opțiune care merită luată în considerare.

Ulterior, GraXpert a lansat un modul antrenat cu AI (totuși, nu trebuie puse speranțe prea mari în AI), astfel încât gradientul de lumină poate fi eliminat fără a face clic manual pe punctele de eșantionare; în versiunea oficială nici măcar nu mai este necesară descărcarea manuală a modulului AI, software-ul îl descarcă automat atunci când este nevoie.

Iată un sfat direct: dacă aveți deja PixInsight, DBE-ul integrat este cu siguranță alegerea mai bună; dar dacă nu ați cumpărat PixInsight, GraXpert ar trebui să fie cel mai bun software gratuit din etapa liniară pentru eliminarea gradientului de lumină.

Operarea GraXpert pentru eliminarea gradientului de fundal, și rezultatul

Ulterior, un pasionat a dezvoltat chiar un proces PixInsight (un Process, nu un script) care apelează direct funcția GraXpert în interiorul PI, eliminând pasul de a exporta imaginea către GraXpert și de a o reimporta apoi. Condiția prealabilă este ca GraXpert să fie instalat mai întâi, iar baza de date AI să fie activată și descărcată – doar așa funcționează acest proces.

Procesul care apelează direct GraXpert din PixInsight

Totuși, în compararea directă am observat că GraXpert AI tot mai selectează porțiuni care nu sunt fundal. De exemplu, în imaginea M101 de mai jos (verzuie după combinarea RGB, probabil din cauza unei probleme cu flat, cu scurgeri de lumină sau cu cadrele de calibrare), modelul GraXpert AI din stânga selectează greșit o parte din subiect, în timp ce modelul DBE din dreapta este vizibil mai curat. În ansamblu, modelul DBE este totuși mai bun.

Comparație directă a modelelor de fundal GraXpert AI și DBE (M101)

GradientCorrection (GC): noua generație a automatizării

Dacă parametrii sunt aleși corect, GC oferă un efect chiar foarte bun. Cel mai mare avantaj al său este acela că fundalul nu trebuie selectat manual – chiar și pentru o imagine în care întregul cadru este acoperit de stele și nebuloase și fundalul pur și simplu nu poate fi găsit, nu este un motiv de îngrijorare faptul că punctele de eșantionare nu pot fi plasate.

În teste, nebuloasa obscură din canalul de luminanță a devenit vizibil mai tridimensională după prelucrare; în canalul de culoare, gradientul care trecea inițial de la verde la stânga la albastru la dreapta a fost, de asemenea, considerabil egalizat după prelucrare.

Comparație GradientCorrection înainte și după, și modelul de gradient de fundal

MultiscaleGradientCorrection (MGC): împotriva poluării luminoase severe

MGC este deosebit de potrivit pentru a trata situațiile fără cadre flat și cu vignetare severă. Am testat un flux de lucru: imaginea originală → după prelucrarea MGC → apoi prelucrată cu DBE; vizualizând cele trei imagini cu aceleași setări STF, se poate observa clar cum marginile întunecate și gradientul de lumină sunt eliminate treptat.

Comparație a eliminării gradientului în trei etape: original, MGC, MGC+DBE

Puterea MGC s-a manifestat din plin într-un caz real. Un pasionat a fotografiat într-o zonă cu poluare luminoasă și fără montură ecuatorială, nefiind sigur dacă exista vreo problemă cu cadrele flat sau altceva. Am descărcat fișierul lui deja prelucrat prin stacking și, folosind MGC, BXT, SPCC, NXT, plus stretch-ul neliniar și instrumentul de curbe, am finalizat rezultatul în aproximativ 15 minute – Nebuloasa Cap de Cal, invizibilă în imaginea originală, a apărut, iar pe tot parcursul procesului nu am observat nicio problemă evidentă de stacking sau de flat. Faptul că MGC a rezolvat gradientul de poluare luminoasă dintr-o singură trecere a fost cu adevărat surprinzător.

Prelucrarea unei imagini fără montură ecuatorială dintr-o zonă cu poluare luminoasă cu instrumente precum MGC – apare Nebuloasa Cap de Cal

Concluzie

Instrumentele pentru corectarea gradientului de fundal apar continuu, tot mai noi, dar logica alegerii este de fapt foarte clară:

Cu PixInsight: DBE ca instrument principal; atunci când este nevoie de automatizare completă sau fundalul nu poate fi găsit, se recurge la GC sau MGC; pentru poluare luminoasă severă, se pune baza cu MGC și se finalizează cu DBE.
Fără PixInsight: GraXpert este cea mai bună alternativă gratuită ca rezultat.

Instrumentele vor deveni tot mai inteligente, dar conceptul central – „mai întâi se obține modelul corect de fundal, apoi se scade blând” – nu se va schimba. Doar înțelegând acest lucru se poate stabili care instrument și care set de parametri se potrivesc imaginii aflate la îndemână.