天文画像処理とは何ですか？

天文画像処理は、宇宙望遠鏡で撮影した画像をクリーンアップする方法、または画像の要素を強調表示して、特定の星の特徴がより顕著になる方法です。 これを行う画像処理技術には、フィルターと画像前処理として知られる他の内蔵望遠鏡技術の両方が含まれ、その後、ソフトウェアを使用して画像の作業を行い、空間内のオブジェクトの解像度を上げ、画像の他の側面を鮮明にします。 画像編集は、研究の焦点と画像の最終結果に望まれるものによって異なりますが、技術にはいくつかの標準的なアプローチが含まれます。

天文画像の定期的な処理には、まず一連の基本的な手順が含まれます。 多くの種類の天体画像では、画像のキャリブレーション、位置合わせ、ノイズ低減がすべて重要です。 キャリブレーションでは、撮影中の画像から不要なデータまたは信号の記録を削除する必要があります。これにより、調査対象をより明確に記録できます。

固定基準点を使用したソフトウェアによる画像の位置合わせと積み重ねは、画像データの品質と密度を高めるために使用できます。 これには、ハッブル宇宙望遠鏡から撮影された画像で機能する、Drizzleテクニックと呼ばれる米国に拠点を置く米国航空宇宙局（NASA）が使用するプロセスが含まれます。 Drizzle技術は、複数のサンプルを重ねて画像を鮮明にし、1つの画像だけよりも高いピクセル密度の解像度を作成します。

ソフトウェアの画像処理アルゴリズムもノイズ低減を促進します。 宇宙ベースの画像には、放射効果や地球からの光の反射によるランダムなノイズが含まれている可能性があり、これを除去するためにいくつかの方法が使用されます。 ローパス方式は、高周波ノイズを低減します。エッジの平滑化により、オブジェクトのエッジのように見えますが、実際には単なる歪みである画像の収差が除去されます。

ほとんどの天体写真は、電荷結合デバイス（CCD）を使用して一連のグレートーンで記録されますが、CCDには画像に埋め込まれたカラーデータが含まれています。 これには、関心のある領域に画像の焦点を合わせるための天文画像処理メカニズムが必要です。 画像の視覚化技術では、さまざまなフィルターを使用して画像の特定の領域を強調表示し、他の領域を最小化することでこれを行います。 これらには、輝度品質などの画像内のそのような要素の変更、赤、緑、青の光の原色のフィルター、宇宙での水素ガス効果などの変更が含まれます。

天文画像処理で使用される画像フィルタリングは、特定の波長の光に合わせて調整され、通常は機能的に広帯域または狭帯域になるように設計されています。 広帯域フィルターを使用すると、可視スペクトルの1つの赤の色のバリエーションすべてなど、多くの波長の光を記録できます。 狭帯域フィルターは、通常数ナノメートルまたは数十億メートルのレベルにフィルターダウンされる1つの特性波長の光を除くすべての光をブロックします。 銀河などの宇宙のさまざまな領域を研究する場合、広帯域フィルターが選択されますが、惑星、星、小惑星などの特定の星のオブジェクトは、代わりに特定の狭帯域フィルターの焦点になります。

宇宙のオブジェクトの多くの写真は、天文画像処理後にメディアに公開される前に大量の編集が行われています。 天文学研究はグレースケール画像で詳細に機能するため、ソフトウェアツールを使用して画像内の光の波長に基づいて色を割り当てることにより、空間領域のトゥルーカラー表現が事後に構築されます。 また、多くの場合、パブリックイメージは、イメージ内のオブジェクトの美的またはシャープな品質を向上させる能力のために選択された偽色で構成されます。