Wat is astronomische beeldverwerking?
Astronomische beeldverwerking is een methode om beelden op te ruimen die zijn gemaakt met ruimtetelescopen of om elementen van de beelden te markeren zodat bepaalde sterrenkenmerken prominenter worden. Beeldverwerkingstechnologie om dit te doen omvat zowel filters als andere ingebouwde telescooptechnologie, bekend als beeldvoorbewerking, en werkt daarna aan de beelden met behulp van software om de resolutie van objecten in de ruimte te verhogen en andere aspecten van het beeld te verscherpen. Hoewel beeldbewerking varieert, afhankelijk van de focus van het onderzoek en wat gewenst is voor het eindresultaat van de afbeelding, omvatten technieken verschillende standaardbenaderingen.
Routine-astronomische beeldverwerking omvat eerst een reeks basisstappen. Beeldkalibratie, uitlijning en ruisonderdrukking zijn allemaal belangrijk voor veel soorten astronomische beelden. Kalibratie vereist het verwijderen van ongewenste gegevens of signaalopnames van beelden tijdens het maken, zodat wat wordt onderzocht duidelijker kan worden vastgelegd.
Uitlijning en stapeling van afbeeldingen boven elkaar met software door gebruik te maken van vaste referentiepunten kunnen worden gebruikt om de kwaliteit en dichtheid van beeldgegevens te verhogen. Dit omvat processen zoals die worden gebruikt door de in de VS gevestigde National Aeronautics and Space Administration (NASA), de Drizzle-techniek, die werkt op beelden die zijn genomen met de Hubble-ruimtetelescoop. De Drizzle-techniek scherpt afbeeldingen aan door meerdere monsters op elkaar te stapelen om een resolutie met een pixeldichtheid te creëren die hoger is dan een afbeelding alleen.
Beeldverwerkingsalgoritmen in software vergemakkelijken ook ruisonderdrukking. Op de ruimte gebaseerde afbeeldingen kunnen willekeurige ruis hebben van stralingseffecten of lichtreflecties van de aarde, en verschillende methoden worden gebruikt om dit uit te filteren. Een laagdoorlaatmethode vermindert hoogfrequente ruis, waarbij afvlakking van de randen aberraties in een afbeelding die op de rand van objecten lijken te elimineren, maar in feite slechts vervormingen zijn.
De meeste astronomische foto's worden opgenomen in een reeks grijstinten met behulp van een Charge Coupled Device (CCD), die desondanks kleurgegevens bevat die in het beeld zijn ingebed. Dit vereist de behoefte aan een astronomisch beeldverwerkingsmechanisme om het beeld op een interessant gebied te concentreren. Beeldvisualisatietechnieken doen dit door een breed scala aan filters te gebruiken om bepaalde delen van een afbeelding te markeren en andere te minimaliseren. Deze omvatten het wijzigen van dergelijke elementen in een afbeelding, zoals de luminantiekwaliteiten, evenals filters voor de primaire kleuren rood, groen en blauw licht, voor waterstofgaseffecten in de ruimte en meer.
De beeldfiltering die wordt gebruikt door astronomische beeldverwerking is afgestemd op specifieke golflengten van licht en is gewoonlijk ontworpen om in functie breedband of smalband te zijn. Met breedbandfilters kunnen veel golflengten van licht worden vastgelegd, zoals alle variaties op één kleur rood in het zichtbare spectrum. Een smalbandfilter blokkeert al het licht behalve dat van meestal een karakteristieke golflengte die wordt gefilterd tot op het niveau van een paar nanometer of miljardste van een meter. Bij het bestuderen van verschillende gebieden in de ruimte, zoals sterrenstelsels, wordt een breedbandfilter gekozen, terwijl specifieke sterrenobjecten zoals planeten, sterren of asteroïden in plaats daarvan de focus van een bepaald smalbandfilter kunnen zijn.
Veel foto's van objecten in de ruimte hebben een grote hoeveelheid bewerking ondergaan voordat ze na astronomische beeldverwerking aan de media worden vrijgegeven. Aangezien astronomisch onderzoek in detail werkt met grijsschaalbeelden, wordt achteraf een ware kleurenrepresentatie van het ruimtegebied gemaakt door kleuren toe te wijzen op basis van de golflengten van licht in het beeld met behulp van softwaretools. Ook kunnen openbare afbeeldingen vaak worden samengesteld uit valse kleuren die worden gekozen vanwege hun vermogen om de esthetische of scherpe kwaliteit van objecten in de afbeelding te verbeteren.