Como salvar imagens com a ajuda do empilhamento de sigma

Eliminar rastos de satélites!

Os aviões e os satélites são um incómodo para os astrofotógrafos. Mas será realmente necessário descartar completamente as imagens?

Qualquer pessoa que comece na fotografia do céu profundo aprende rapidamente sobre a existência de um problema: uma parte significativa das fotografias é “ornamentada” com desagradáveis rastos. Aviões e satélites são um incómodo para os astrofotógrafos quando atravessam o campo de imagem e destroem dados de imagem cuidadosamente recolhidos. Mas será realmente necessário descartar completamente as imagens?

Os programas para o processamento de dados de imagem astronómicos oferecem variadíssimos métodos de empilhamento, para combinar uma série de imagens numa só imagem. A variante mais simples é o valor médio, em que os valores de brilho dos píxeis de todas as imagens individuais são incluídos no valor final em proporções iguais. Assim, se se calcular a média de várias imagens, o brilho de um rasto de satélite é reduzido, mas seria necessário combinar um número absurdo de imagens até que a rasto deixasse de ser percetível.

Uma outra possibilidade é a chamada mediana. Aqui, todos os valores de brilho para cada pixel são classificados por tamanho e o valor médio é selecionado. Por exemplo, se tiver cinco fotografias com os valores de brilho de um pixel 9, 201, 7, 5 e 11, a mediana é 9. Na segunda imagem, o satélite tinha passado por cima do pixel — por isso foi retirado com sucesso dos dados. Isto já permite a possibilidade de utilizar fotografias com rastos de satélite.

Mas a mediana provoca resultados piores do que o valor médio. Isto pode ser facilmente ilustrado com os seguintes valores a partir de cinco fotografias fictícias: 9, 9, 9, 9, 10. Este cenário poderia corresponder a uma cauda de nebulosa pouco luminosa ou à cauda de maré de uma galáxia, onde apenas muito raramente é registado um fotão — neste caso, apenas um fotão na última imagem. O resto com o valor 9 é um brilho constante do céu. O valor médio aqui mostraria pelo menos um ligeiro brilho com 9,2, enquanto a mediana é 9. As áreas de objetos pouco luminosos “sofrem”, portanto, durante o empilhamento de medianas. Apenas com várias fotografias é que a sua qualidade se aproxima do valor médio, sem nunca chegar à mesma.

Para conseguir isto, a mediana m dos valores é novamente determinada em primeiro lugar. Esta é mais adequada como valor de referência, pois é mais resistente a distúrbios em comparação com o valor médio. O desvio padrão σ da distribuição de valores é utilizado como o valor limiar agora necessário. Na realidade, é utilizado um múltiplo κσ (geralmente κ ≈ 2) deste, que também é ajustável em alguns programas, pois o intervalo [m - σ, m + σ] contém apenas cerca de 68% dos valores. Neste caso, a condição seria demasiado rigorosa e um número demasiado elevado de dados recolhidos seria eliminado. Todos os valores de píxeis que agora se encontram fora do intervalo deixam de ser utilizados. Por fim, o valor médio é calculado a partir dos restantes valores de píxeis. Isto dissipa os rastos de satélite e permite obter excelentes resultados.

No entanto, algo tem de ser tido em consideração: o número de imagens a partir do qual é necessário obter a média não deve ser demasiado pequeno. Se, por exemplo, tiver apenas três fotografias, o desvio padrão é demasiado grande e o rasto não é perfeitamente removido; esta remoção apenas é bem-sucedida a partir de cinco fotografias. Também é necessário ter em consideração que um rasto de satélite não é uma linha absolutamente nítida, mas sim uma borda suave. Por vezes, apenas é possível obter resultados realmente bons com o empilhamento de mais de cinco fotografias. Em casos difíceis, pode ser sensata a variação do fator de escala κ.

Assim, verifica-se que as fotografias com rastos de satélite ou interferências semelhantes ainda podem ser perfeitamente utilizadas. Se tiver pelo menos cinco fotografias na pilha, estas podem ser removidas com sucesso com o empilhamento de sigma. Além dos satélites e dos aviões, também são removidos os chamados “cósmicos”. Dois programas gratuitos que oferecem o empilhamento de sigma são o Fitswork e o Regim.

Autor: Mario Weigand / Licença: Oculum-Verlag GmbH