Pri skladaní astronomických obrazov sa dosahuje lepšie prekreslenie, lepší odstup signálu od šumu tak, že sa poskladá veľa obrázkov. Signál z objektov nachádzajúcich sa na rovnakej pozícii sa sčíta. Pohybujúce sa objekty sa naopak štatisticky vymažú. Tento fakt sa využíva pri eliminácii hotpixlov a náhodne zachytených kozmických častíc. Prípadne sa eliminujú aj prelietajúce satelity a lietadlá. V kometárnej fotografii je žiaľ takýmto pohybujúcim sa objektom aj hlavný cieľ snímky – kométa. Na zachytenie čo najlepšieho signálu kométy je potrebné zregistrovať obrázky na kométu. Takto poskladané obrázky môžu mať vo výsledku hviezdy zobrazené ako čiarky, prípadne môžu byť hviezdy z obrazu eliminované a kométa tak lepšie vynikne.
Mnoho autorov chce dosiahnuť okrem pekne prekreslenej kométy aj ostré a bodové hviezdy (galaxie, hmloviny a iné objekty) v pozadí. Toto sa dá dosiahnuť jedným obrázkom len v prípade, že je pohyb kométy veľmi malý a počas celej expozičnej doby (suma všetkých obrázkov) sa nepohne tak, aby došlo k rozmazaniu obrazu.
Vo väčšine prípadov je potrebné postupovať trocha zložitejšie. V stručnosti sa dá postup popísať v nasledovných troch bodoch:
- Získať obraz s hviezdnym pozadím s maximálne potlačeným obrazom rozmazanej kométy.
- Získať obraz kométy s maximálne potlačenými rozmazanými hviezdami.
- Oba obrazy spojiť
Na internete sa dá nájsť množstvo postupov skladania komét na hviezdy, všetky technicky vychádzajú z uvedených troch bodov. Rozdiely sú v konkrétnej realizácii uvedených bodov.
Johannes Schedler a jeho postup pre Photoshop: http://panther-observatory.com/comet_processing.htm
Harry Page a jeho video pre prostredie PixInsight: http://harrysastroshed.com/pixinsight/pixinsight%20video%20files/2013%20pix%20vids/cometstack2/cometstack2.mp4
Alejandro Tombolini z Argentíny zverejnil pravdepodobne najdetailnejší postup: http://pixinsight.com.ar/en/info/processing-examples/38/lovejoy-comet.html
Na poslednom menovanom postupe je zaujímavé aj to, ako autor odstraňuje rôzne gradienty a artefakty v obraze.
Pri svojom spracovaní používam program PixInsight a postupujem podobne ako Alejandro Tombolini. Postup si však upravujem podľa reálnych potrieb. Pre puristov ešte dodám, že toto nie je postup na získanie vedeckých snímok. Ide o syntetickú kompozíciu – kreslenie – hoci v maximálnej miere čo najobjektívnejšie.
Ako na to, si ukážeme na príklade spracovania kométy P/Tuttle-Giacombini-Kresák (41P). Zdrojové dáta získal Marián Mičúch na stretnutí HAF 2017. Využili sme prostredie horskej chaty na Bezovci a v peknej tmavej lokalite nafotili obrázky kométy. Základný postup kalibrácie nebudem rozpisovať. Vychádzame zo sady skalibrovaných obrázkov. Predpokladom je aj to, že obrázky v sebe obsahujú údaj o presnom dátume a čase snímania. Udaj by mal byť uložený vo FITS hlavičke ako parameter DATE-OBS. Hodnota je použitá programom pri registrácii.
Obrázok hviezdneho pozadia
Obrázky je potrebné najprv zregistrovať na hviezdy. Po registrácii obrázkov na hviezdy vykonáme sčítanie obrázkov s nastavením maximálneho vylúčenia jasných pixlov. Toleranciu pre jasné pixle som nastavil na 0.
Výsledkom je obrázok hviezdneho pozadia s maximálne potlačeným obrazom kométy.
Obrázok kométy bez hviezd
Druhým krokom je získanie obrázku s ostrou kométou ale s maximálne potlačenými hviezdami. Analogicky s predchádzajúcim postupom je potrebné zregistrovať obrázky na kométu a poskladať tieto obrazy. Pohybujúcim objektom sa stanú hviezdy, preto ich bude možné pri skladaní maximálne potlačiť. Na registráciu obrázkov na kométu použijeme modul CometAlignment. Načítame všetky obrázky zregistrované na hviezdy.
Vyberieme prvý obrázok a označíme na ňom kométu. Stačí kliknuť približne na jadro kométy o presný výpočet centroidu sa postará program.
Rovnaký postup zopakujeme aj na poslednom obrázku. Program automaticky vypočíta rýchlosť pohybu kométy.
S použitím presného okamihu expozície (parameter DATE-OBS vo fits hlavičke) následne vypočíta posun jednotlivých obrázkov voči sebe tak, aby na sérii snímok ostala kométa na jednom mieste. Obrázky sú zregistrované na pohybujúci sa objekt.
Sčítaním týchto obrázkov s rovnakými parametrami ako v prvej sade získame výsledný obrázok kométy s maximálne potlačenými stopami hviezd. Tam kde sa hviezdy na jednotlivých obrázkoch neprekrývajú, je ich obraz úplne potlačený. V mieste, kde dochádza k malému prekryvu, vznikajú zvyškové obrazy.
Pred ďalším spracovaním je vhodné odstrániť zvyškové gradienty v pozadí.
Spojenie obrazu kométy a hviezdneho pozadia
Čaká nás posledný krok – spojenie oboch obrazov do výsledného kompozitu. Tento krok má niekoľko možností realizácie, popíšeme si niektoré.
Nech použijeme akúkoľvek metódu vytvorenia kompozitu, je dobré mať v oboch obrázkoch rovnakú úroveň pozadia.
- Pri roztiahnutí histogramu doteraz lineárnych obrázkov je možné postupovať čisto vizuálne a hodnotu pozadia odhadnúť.
- Matematicky presnejšia metóda – v oboch obrázkoch si označíme lokality s pozadím (bez hviezd a bez častí kométy). Následne použijeme modul MaskedStretch, ktorý umožňuje definovať cieľovú úroveň pozadia a určiť vzorku s pozadím v obrázku. To nám zabezpečí aplikáciu takého histogramu, aby oba obrázky mali rovnakú úroveň pozadia.
Ak by sme takéto dva obrázky sčítali metódou Maximum, zvyškové obrazy hviezd by sa prejavili svetlými šmuhami okolo pôvodných hviezd. Potrebujeme teda buď odstrániť zvyšky hviezd z obrázku kométy, alebo sčítať obrázky cez masku, ktorá prepustí z obrázku kométy len samotnú kométu, prípadne použiť masku na hviezdy a preniesť obrazy hviezd do obrázku kométy. Všetky spôsoby sú o selektívnych zásahoch do obrazu. Buď pomocou klonovacieho razítka, alebo vytvorením špeciálnej masky. Maska na prenos hviezd je najmenej vhodný spôsob, pretože nemusí zabezpečiť vloženie inch objektov (galaxie, hmloviny) do obrázku s kométou. Maska na kométu môže preniesť aj niektoré hviezdne artefakty, ak sa nachádzajú v kome, alebo vo chvoste. Jednoduché sčítanie obrazov je pravdepodobne najvhodnejšia metóda, no občas treba manuálne odstrániť zvyšky hviezd z obrazu kométy.
V tomto konkrétnom prípade som zvolil jednoduché sčítanie obrazov cez funkciu Max, pretože zvyšky hviezd neboli tak silné, aby sa rušivo prejavili vo výslednom obraze. Vo výslednom obrázku boli ešte nejaké tmavšie pixle. Aplikoval som preto funkciu MorphologicalTransformation na elimináciu len tmavších pixlov. Pôsobenie funkcie bolo definované parametrami threshold.
Porovnanie úpravy…
A napokon výsledný obrázok…
Zhrnutie
Aby bolo možné postup zrealizovať v ľubovoľnom inom programe určenom na spracovanie obrázkov, dôležité kroky by sa dali vo všeobecnosti popísať nasledovne.
Pri vytváraní zdrojových obrázkov treba nastaviť veľmi prísne pravidlo na elimináciu jasných pixlov. T.j. použiť pri skladaní len tie pixle, ktoré sa líšia o čo najmenšiu hodnotu. Ja som zvolil nulový rozdiel.
Na registrovanie obrázkov na kométu existuje množstvo postupov. Program DSS používa podobný postup ako tu bol popísaný. Označenie kométy na prvom a poslednom obrázku s automatickým určením centroidu. Program Astroart využíva zregistrovanie obrázkov podľa údajov z efemeridy, prípadne manuálne označenie centroidu na pohybujúcom sa objekte. Pre používateľov programu IRIS existuje mierne zložitejší postup popísaný na stránke http://www.astrosurf.com/buil/iris/tutorial19/doc40_us.htm.
Pri spájaní výsledného kompozitu je potrebné aby mali zdrojové obrázky rovnakú úroveň pozadia. Inak by (hlavne pri použití masiek) vznikli nepekné miesta s tmavším pozadím okolo jasných objektov.
Pri odstraňovaní rôznych kazov je potrebné využiť kresliace nástroje. Tieto spravidla nie sú obsiahnuté v špecializovaných programoch určených na spracovanie astronomických obrazov.
Ostatné úpravy (úprava jasu, kontrastu, redukcia šumu, saturácia, …) je potrebné robiť na výslednom poskladanom obrázku.