มีเฟรมน้อยก็ลบร่องรอยดาวเทียมได้: อย่ารีบลบทั้งเฟรม
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
- ไฟล์ RAW ต้นฉบับที่ถ่ายมา ห้ามแก้ไขก่อนทำ Stacking
- จุดขาวที่ขอบขวาสุดของ Levels ห้ามขยับ เพราะจะทำลายข้อมูล
ที่จริงนี่ล้วนเป็นแนวคิดการประมวลผลที่ค่อนข้างเก่า ประเด็นสำคัญอยู่ที่ ผู้ใช้ต้องรู้ว่าตัวเองกำลังทำอะไรอยู่ ตราบใดที่เข้าใจหลักการชัดเจน ก็สามารถลากเส้นสีดำบนร่องรอยดาวเทียมได้ เพื่อบังคับให้พิกเซลเหล่านั้นกลายเป็นค่าผิดปกติและคัดออกไปตอนทำ Stacking และยังสามารถปรับจุดขาวให้แกนดาวบางดวงที่จางลงสว่างขึ้นได้ด้วย กฎที่มีอยู่ก็เพื่อป้องกันไม่ให้มือใหม่ทำข้อมูลเสียหายโดยไม่ตั้งใจ แต่เมื่อเข้าใจกลไกเบื้องหลังแล้ว ก็สามารถทำลายกฎนั้นได้อย่างสมเหตุสมผลในจุดที่เหมาะสม