O que é processamento de imagem astronômica?
O processamento de imagens astronômicas é um método de limpar imagens capturadas por telescópios espaciais ou destacar elementos das imagens para que certas características estelares se tornem mais proeminentes. A tecnologia de processamento de imagem para fazer isso envolve filtros e outra tecnologia de telescópio embutida, conhecida como pré-processamento de imagem, e trabalha nas imagens posteriormente, usando o software para aumentar a resolução dos objetos no espaço e aprimorar outros aspectos da imagem. Embora a edição de imagens varie dependendo do foco da pesquisa e do que é desejado para o resultado final da imagem, as técnicas envolvem várias abordagens padrão.
O processamento rotineiro de imagens astronômicas envolve primeiro uma série de etapas fundamentais. Calibração de imagem, alinhamento e redução de ruído são importantes para muitos tipos de imagens astronômicas. A calibração requer a remoção de dados indesejados ou gravações de sinal das imagens à medida que são capturadas, para que o que está sendo estudado possa ser gravado com mais clareza.
O alinhamento e o empilhamento de imagens entre si com o software usando pontos de referência fixos podem ser usados para aumentar a qualidade e a densidade dos dados da imagem. Isso envolve processos como o usado pela Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço (NASA), com sede nos EUA, chamada técnica Drizzle, que trabalha com imagens tiradas do telescópio espacial Hubble. A técnica Drizzle aprimora as imagens empilhando várias amostras umas sobre as outras para criar uma resolução com uma densidade de pixels maior que qualquer imagem isolada.
Os algoritmos de processamento de imagem no software também facilitam a redução de ruído. Imagens espaciais podem ter ruídos aleatórios de efeitos de radiação ou reflexos da luz da Terra, e vários métodos são usados para filtrar isso. Um método de passa-baixo reduz o ruído de alta frequência, onde a suavização de borda elimina aberrações em uma imagem que se parece com a borda de objetos, mas na verdade são apenas distorções.
A maioria das fotos astronômicas é gravada em uma série de tons de cinza usando um CCD (Charge Coupled Device), que, no entanto, contém dados de cores incorporados na imagem. Isso exige a necessidade de um mecanismo de processamento de imagem astronômico para focalizar a imagem em uma área de interesse. As técnicas de visualização de imagem fazem isso empregando uma ampla variedade de filtros para destacar determinadas áreas da imagem e minimizar outras. Isso inclui alterar esses elementos em uma imagem, como suas qualidades de luminância, bem como filtros para as cores primárias de luz vermelha, verde e azul, para efeitos de gás hidrogênio no espaço e muito mais.
A filtragem de imagem usada pelo processamento de imagem astronômica é ajustada para comprimentos de onda específicos da luz e geralmente projetada para funcionar em banda larga ou estreita. Os filtros de banda larga permitem que muitos comprimentos de onda da luz sejam gravados, como todas as variações de uma cor vermelha no espectro visível. Um filtro de banda estreita bloqueia toda a luz, exceto a de um comprimento de onda característico que é filtrado até o nível de alguns nanômetros ou bilionésimos de metro. Ao estudar diversas regiões do espaço, como galáxias, um filtro de banda larga é escolhido, enquanto objetos estelares específicos, como planetas, estrelas ou asteróides, podem ser o foco de um filtro de banda estreita específico.
Muitas fotos de objetos no espaço passaram por uma grande quantidade de edição antes de serem liberadas para a mídia após o processamento astronômico da imagem. Como a pesquisa astronômica trabalha em detalhes com imagens em escala de cinza, uma representação em cores reais da região do espaço é construída após o fato, atribuindo cores com base nos comprimentos de onda da luz na imagem usando ferramentas de software. Além disso, muitas vezes as imagens públicas podem ser compostas por cores falsas, escolhidas por sua capacidade de aprimorar a qualidade estética ou nítida dos objetos na imagem.