Nuova procedura per l’elaborazione delle comete

Un annoso problema della ripresa delle comete è che queste ultime non stanno ferme in cielo, ma si muovono, spesso anche con moto apparente piuttosto veloce che causa mosso nelle immagini. 

Se l’autoguida viene effettuata sulle stelle, la presenza di mosso è inevitabile. L’alternativa è autoguidare sulla cometa, oppure disporre di una montatura con una motorizzazione in grado di inseguire attivamente la cometa in AR e declinazione, dopo aver configurato i parametri orbitali. Questa funzione è disponibile nativamente in alcuni modelli avanzati (es. 10 Micron), oppure tramite software appositi, come ad esempio Skytrack, che usa il driver ASCOM della montatura.

Quale che sia il metodo di inseguimento sulla cometa, il risultato sarà che la cometa risulterà ferma nelle immagini, ma le stelle di fondo saranno strisciate. Lo stesso effetto si ottiene allineando sulla cometa una serie di pose corte guidate sulle stelle.

Se si osserva una cometa visualmente (sia ad occhio nudo sia attraverso un binocolo o un telescopio), essa ci apparirà ferma rispetto alle stelle di fondo. Vogliamo quindi ottenere lo stesso effetto estetico nelle nostre immagini a lunga posa.

Nel 2018 il mio buon amico e guru di Pixinsight Edoardo Radice aveva approntato una procedura per l’allineamento in Pixinsight descritta in dettaglio nel suo tutorial su Youtube e sul mio sito web a questo link. Tale procedura, pur funzionando bene, è piuttosto lunga e complessa.

Recentemente, la disponibilità di strumenti avanzati basati sull’IA ha reso la vita più semplice, permettendomi di sviluppare un workflow concettualmente più semplice. Qui di seguito vi propongo la descrizione dettagliata. Il principio di base è l’elaborazione separata della sola cometa e delle stelle, che poi vengono unite alla fine (v. figura qui sotto).

Prerequisiti:

• Conoscenza approfondita di PixInsight, dei suoi concetti 
• Possesso di una licenza dei tool di Pixinsight di Russell Croman: NoiseXterminator, BlurXterminator e StarXterminator.
• Un set di immagini lineari inseguite sulle stelle, correttamente calibrate.

BlurXterminator e NoiseXterminator sono consigliabili ma comunque opzionali, StarXterminator è invece indispensabile. Se non disponibile, sarà necessario utilizzare uno strumento simile come Starnet++ (il quale, pur valido, offre risultati di qualità inferiore rispetto al tool di Croman).

La versione della procedura che segue è per camere monocromatiche con filtri separati (LRGB o solo RGB). Il concetto è applicabile anche a camere a colori, reflex o riprese mono con un solo filtro, ad esempio L. 

Ecco i passi da seguire:

1. Allineare insieme tutte le pose calibrate con StarAlignment, indipendentemente dal canale (L, R, G, B). Questo passo normalmente è effettuato in automatico da WBPP.
2. [opzionale] Effettuare la deconvoluzione delle pose allineate sulle stelle al passo precedente con BlurXterminator e salvarle in una unica cartella, ad esempio deconv oppure registered_deconv.
3. Con StarXterminator e ImageContainer, rimuovere le stelle da tutte le pose (indipendentemente dal filtro) allineate al punto 1 o 2, e salvarle ad es. nella cartella starless.
4. Allineare tutte le pose grezze dalla cartella starless con CometAlignment. usato con tutti i frame insieme, indipendentemente dal filtro. [ Nota: sarà il processo stesso a decidere la sequenza corretta di allineamento sulla base dell’istante di acquisizione]. Come immagine di riferimento per l’allineamento, sceglierne una a circa metà della sequenza. Salvare queste immagini nella cartella CA.
5. Per ciascun canale L, R, G, B:  sommare tutte le immagini allineate sulla cometa (da CA) con ImageIntegration. Parametri consigliati Pixel Rejection: Winsorized Sigma Clipping, Sigma high 2.0, Sigma low 1.5 [Nota: la ragione di questi valori è di applicare una pixel rejection selettiva per ottenere un fondo cielo più pulito possibile].
6. Rinominare le somme ottenute per i canali RGB come comet_L, comet_R, comet_G e comet_B rispettivamente.
7. Prendere comet_R, comet_G e comet_B e unirle con ChannelCombination per formare un’immagine RGB che chiameremo comet.
8. Sottoporre l’immagine comet a una o più passate di AutomaticBackgroundExtractor e/o DynamicBackgroundExtraction a seconda delle necessità e del fondo cielo (privo di stelle) dell’immagine. Questo passo di solito è sufficiente a neutralizzare il fondo cielo dell’immagine RGB.
9. Usare ABE e/o DBE anche su comet_L se necessario.
10. Delinearizzare comet e comet_L con HistogramTransformation, in modo tale che il valore della mediana del fondo cielo sia circa uguale per comet_L e per ciascun canale RGB di comet. Ciò può essere verificato usando il processo Statistics.
11. [opzionale], sottoporre comet e comet_L a una passata di NoiseXterminator. Così sarà molto più facile togliere eventuali residui di tracce di stelle dal fondo cielo con CloneStamp.
12. Ora è il momento di occuparci delle stelle. Riprendiamo i gruppi di immagini lineari grezze allineate sulle stelle per i soli canali R, G, B. Per ciascun canale, sommiamole con ImageIntegration ottenendo stars_R, stars_G e stars_B, con gli stessi parametri del punto 4.
13. Uniamo i tre canali con ChannelCombination ottenendo l’immagine stars.
14. Calibriamo accuratamente stars tramite lo script ImageSolver e poi SpectroPhotometricColorCalibration. A questo punto otteniamo un’immagine lineare RGB risolta contenente le sole stelle più un lieve residuo di cometa mossa.
15. Delinearizziamo stars, ad esempio con una combinazione di MaskedStretch e HistogramTransformation.
16. [opzionale] creiamo una maschera di stelle con StarMask. [nota: applicando preventivamente un denoise con NoiseXterminator, rende più facile creare la maschera di stelle]
17. [opzionale se abbiamo creato la maschera di stelle al passo 15] applicare la maschera di stelle a stars delinearizzata e aumentare la saturazione con CurvesTransformation (solo curva “S”). Rimuovere la maschera di stelle.
18. Applichiamo StarXterminator a stars con “Unscreen stars” selezionato. Teniamo l'immagine con le sole stelle, ad esempio stars_stars, e buttiamo via l’immagine residua senza stelle.
19. Se abbiamo seguito i passi correttamente, adesso ci ritroviamo con due immagini: una contenente la cometa (L)RGB (comet) e una contenente le sole stelle (stars_stars). Apriamo PixelMath e applichiamo questa espressione unica a RGB/K: ~(~comet*~stars_stars) e "Create new image" selezionato. Eseguire il processo.
20. Con il passo 18 abbiamo finalmente unito le stelle alla cometa. Potrebbero rendersi necessari piccoli aggiustamenti cosmetici del fondo cielo con CurvesTransformation o HistogramTransformation.

NOTA IMPORTANTE: se oltre alle stelle il campo inquadrato dovesse contenere anche oggetti del cielo profondo quali galassie o nebulose, questa procedura resta valida ma con una piccola aggiunta. Al passo 18, l'immagine senza stelle che resta dopo StarXterminator non va buttata via. Invece, la si elabora con CloneStamp rimuovendo meglio possibile il residuo di cometa mosso preservando tutti gli altri oggetti diffusi presenti nel campo e poi la si riassembla con l'immagine contenente le sole stelle tramite PixelMath usando la stessa formula descritta al passo 19. A questo punto, sempre al passo 19, ci ritroveremo un'immagine contenente la sola cometa e un'altra contenente le sole stelle più eventuali oggetti del cielo profondo, che andranno unite ancora con PixelMath nel "solito" modo.

A questo link è disponibile un esempio guidato in formato PDF.

Anche questa procedura non è banale, penso che abbia il grosso vantaggio di non richiedere "acrobazie" con maschere di comete e sottrazione di immagini, e secondo me è forse un po' più semplice da un punto di vista concettuale. In ogni caso, mi piacerebbe molto avere vostri riscontri e commenti se volete provarlo!