Видалення фону в DBE: темні кільця, glow, світлові градієнти та точки вибірки

DBE (DynamicBackgroundExtraction) — важливий інструмент лінійного етапу PixInsight, який використовують для оцінки та видалення світлового й кольорового градієнта фону. Але це набагато більше, ніж просте «вирівнювання фону» — від темних кілець і glow до розміщення точок вибірки, кожна деталь вимагає ретельного опрацювання. Ця стаття зводить докупи кілька способів застосування DBE та типові пастки.

Що DBE насправді робить

Суть DBE в тому, що для зображення з нерівномірним світловим градієнтом він будує модель фону, а потім прибирає її відніманням або діленням. Це важливий крок лінійного етапу астрономічного зображення.

Цікаво, що за цією моделлю фону можна навіть відновити умови зйомки — наприклад, віньєтування навколо дзеркала або темні тіні, що виникли через надмірне видалення glow. Форма моделі фону часто майже збігається з оригіналом, тож варто завантажити її й порівняти.

Варто особливо наголосити: навіть у випадку віднімання йдеться не просто про те, щоб відняти модель фону від оригіналу. Цей процес включає щонайменше алгоритми, пов’язані з просторовою частотою, мета яких — по можливості уникнути впливу на сигнал небесних об’єктів, який хочеться зберегти (наприклад, зміну кольору зір). Порівнюючи «до» і «після», не забувайте застосовувати однакові налаштування STF до обох зображень — лише так можна чесно оцінити різницю.

Темні кільця: типова проблема під час зйомки галактик

У фотографіях галактик багатьох астрофотографів-аматорів трапляється проблема темних кілець, і DBE якраз здатен її вирішити.

Коли я знімаю галактики, на канал яскравості (luminance) я зазвичай застосовую DBE щонайменше двічі: спочатку опрацьовую темне кільце, потім — нерівномірний світловий градієнт. А для кольорових каналів зазвичай опрацьовую лише нерівномірність кольорового градієнта (тобто лише другий крок), хоча точки вибірки для них можуть відрізнятися від точок на каналі яскравості.

Конкретний спосіб опрацювання темного кільця: намалюйте коло чи потрібну форму, позначте Fixed і вручну підлаштуйте яскравість для цього кільця. У монохромному зображенні діє лише поле R/K; зазвичай підлаштовують дуже малим значенням, роблять кілька спроб і вирівнюють темне або світле кільце.

Одна передумова, про яку варто нагадати: перед DBE зображення обов’язково має бути відкаліброване (віднімання dark, ділення на flat, flat dark). Якщо темне або світле кільце сильне вже із самого початку, спершу перевірте, чи немає проблеми в калібрувальних кадрах — не змушуйте DBE виконувати роботу, яку мали зробити калібрувальні кадри.

Усунення дрібномасштабних структур і glow

DBE також можна застосовувати для усунення деяких дрібномасштабних структур на кадрі, наприклад glow, який деякі камери (як-от QHY 183M) не можуть повністю прибрати калібруванням.

Це важка робота: доводиться повільно розставляти велику кількість точок вибірки, що забирає дуже багато часу. Але результат непоганий — залишковий glow вдається вирівняти майже повністю. Порівнявши модель фону з оригіналом, на якому ще лишився glow, добре видно, що саме прибрав цей крок.

Точки вибірки: ключ до успіху чи невдачі DBE

Наскільки добре спрацює DBE, значною мірою залежить від того, чи правильно розставлені точки вибірки.

Не покладайтеся сліпо на значення за замовчуванням. Зазвичай усе гаразд, але щойно трапляється контрастний градієнт яскравості, значення за замовчуванням підводять:

1. Якщо точки розставлені вручну, може статися, як у деяких прикладах, що всі сині ділянки повністю виключаються з розрахунку (тобто розставлені марно);
2. якщо вони розставлені автоматично, ще гірше — точки вибірки скупчуються майже суцільно біля нейтрального сірого, і правильно оцінити фон стає взагалі неможливо.

У щойно описаній ситуації насправді змінили лише розмір рамки вибірки, а всі інші параметри лишилися за замовчуванням. Тому та фраза й влучна: Default is an illusion (значення за замовчуванням — це ілюзія).

Чи можна розміщувати точки вибірки на темній туманності? Я провів практичний тест: на одному зображенні яскравість фону неба становила близько 0,007, яскравість темної туманності теж була в межах 0,007, а в інших місцях — понад 0,008. За таких умов, коли DBE обирає темну туманність як точку вибірки, я вважаю, це не має великого впливу. Тисяча слів не зрівняється з фотографією, яка говорить сама за себе.

Реальний випадок: що робити, коли зображення нерівне

Одного разу мені написав знайомий астрофотограф-аматор із питанням: його зображення трохи нерівне, як це виправити? Оригінал мав легке віньєтування, а після DBE все вирівнялося; модель світлового градієнта показувала лише невелике віньєтування у верхніх кутах. Насправді якість цього зображення була дуже високою.

Звідси нагадування: якщо зображення після обробки стало ще нерівнішим, краще вміло скористайтеся маскою і вдоскональте порядок обробки, а не просто підсилюйте DBE. І ще одне зауваження — дані Oversample не потребують drizzle, їм потрібна деконволюція (deconvolve).

Підсумок

На перший погляд DBE — це «видалення фону», але насправді це майстерність оцінки точок вибірки. Від темних кілець на галактиках і glow камери до контрастних градієнтів — кожна ситуація має свою стратегію вибірки, і значення за замовчуванням майже ніколи не є найкращим рішенням. Лише розмістивши точки вибірки правильно, DBE поверне вам чистий фон, що не шкодить сигналу небесних об’єктів.