Kas ir astronomiskā attēlu apstrāde?

Regulāra astronomiskā attēlu apstrāde vispirms ietver virkni pamata darbību. Attēla kalibrēšana, izlīdzināšana un trokšņu samazināšana ir svarīga daudzu veidu astronomiskajiem attēliem. Kalibrēšanai ir nepieciešams noņemt nevēlamos datus vai signālu ierakstus no attēliem to uzņemšanas laikā, lai pētāmo varētu ierakstīt skaidrāk.

Attēlu izlīdzināšanu un salikšanu viens virs otra, izmantojot programmatūru, izmantojot fiksētus atskaites punktus, var izmantot, lai palielinātu attēla datu kvalitāti un blīvumu. Tas ietver tādus procesus kā ASV bāzētā Nacionālā aeronautikas un kosmosa pārvalde (NASA), ko sauc par Drizzle tehniku, kas darbojas ar attēliem, kas uzņemti no Habla kosmosa teleskopa. Drizzle tehnika padara attēlus asākus, saliekot vairākus paraugus vienu virs otra, lai izveidotu izšķirtspēju ar pikseļu blīvumu, kas ir lielāks nekā jebkuram attēlam atsevišķi.

Attēlu apstrādes algoritmi programmatūrā arī atvieglo trokšņu samazināšanu. Kosmosa attēlos var būt nejaušs troksnis no starojuma vai gaismas atstarošanas no Zemes, un to filtrēšanai tiek izmantotas vairākas metodes. Zemās caurlaidības metode samazina augstfrekvences troksni, kur malu izlīdzināšana novērsīs attēla novirzes, kas izskatās kā objektu malas, bet patiesībā ir tikai kropļojumi.

Lielākā daļa astronomisko fotoattēlu tiek ierakstīti pelēko toņu sērijās, izmantojot uzlādes ierīci (CCD), kas tomēr satur attēlā iegultus krāsu datus. Tas rada nepieciešamību pēc astronomiska attēlu apstrādes mehānisma, lai fokusētu attēlu uz interesējošo apgabalu. Attēlu vizualizācijas metodes to dara, izmantojot dažādus filtrus, lai izceltu noteiktas attēla zonas un samazinātu citas. Tie ietver šādu elementu mainīšanu attēlā, piemēram, tā spilgtuma īpašības, kā arī filtrus primārajām sarkanās, zaļās un zilās gaismas krāsām, ūdeņraža gāzes efektiem kosmosā un daudz ko citu.

Attēlu filtrēšana, ko izmanto astronomiskajā attēlu apstrādē, ir noregulēta uz konkrētiem gaismas viļņu garumiem un parasti ir paredzēta platjoslas vai šaurjoslas funkcijai. Platjoslas filtri ļauj reģistrēt daudzus gaismas viļņu garumus, piemēram, visas vienas sarkanās krāsas variācijas redzamajā spektrā. Šaurjoslas filtrs bloķē visu gaismu, izņemot parasti viena raksturīgā viļņa garuma gaismu, kas tiek filtrēts līdz dažu nanometru vai metra miljardo daļu līmenim. Pētot dažādus kosmosa reģionus, piemēram, galaktikas, tiek izvēlēts platjoslas filtrs, savukārt konkrēti zvaigžņu objekti, piemēram, planētas, zvaigznes vai asteroīdi, var būt noteikta šaurjoslas filtra fokusā.

Daudzas kosmosā esošo objektu fotogrāfijas ir tikušas daudz rediģētas, pirms tās pēc astronomiskās attēlu apstrādes tiek nodotas medijiem. Tā kā astronomiskie pētījumi detalizēti strādā ar pelēkās skalas attēliem, kosmosa reģiona patieso krāsu attēlojums tiek konstruēts pēc fakta, piešķirot krāsas, pamatojoties uz attēla gaismas viļņu garumiem, izmantojot programmatūras rīkus. Tāpat bieži publiskos attēlus var veidot viltus krāsas, kas izvēlētas, lai uzlabotu attēla objektu estētisko vai asu kvalitāti.