Vad är astronomisk bildbehandling?
Astronomisk bildbearbetning är en metod för att rensa upp bilder tagna av rymdteleskop eller markera element i bilderna så att vissa stjärnfunktioner blir mer framträdande. Bildbehandlingsteknologi för att göra detta involverar både filter och annan inbyggd teleskopteknik som kallas förbehandling av bilder, och arbetar med bilderna efteråt med hjälp av programvara för att öka upplösningen av objekt i rymden och skärpa andra aspekter av bilden. Även om bildredigering varierar beroende på forskningens fokus och vad som önskas för slutresultatet av bilden, involverar tekniker flera standardmetoder.
Rutinmässig astronomisk bildbehandling involverar först en serie grundläggande steg. Bildkalibrering, justering och brusreducering är alla viktiga för många typer av astronomiska bilder. Kalibrering kräver att oönskade data eller signalinspelningar tas bort från bilder när de tas, så att det som studeras kan registreras tydligare.
Justering och stapling av bilder ovanpå varandra med programvara med hjälp av fasta referenspunkter kan användas för att öka bilddataens kvalitet och densitet. Detta involverar processer som de som används av den USA-baserade National Aeronautics and Space Administration (NASA) som kallas Drizzle-tekniken, som fungerar på bilder tagna från Hubble rymdteleskop. Drizzle-tekniken skärper bilder genom att stapla flera prover ovanpå varandra för att skapa en upplösning med en pixeldensitet som är högre än någon bild ensam.
Bildbehandlingsalgoritmer i programvara underlättar också brusreducering. Rymdbaserade bilder kan ha slumpmässigt brus från strålningseffekter eller ljusreflektioner från jorden, och flera metoder används för att filtrera bort detta. En lågpassmetod minskar högfrekvent brus, där kantutjämning eliminerar avvikelser i en bild som ser ut som kanten på objekt, men i själva verket bara är snedvridningar.
De flesta astronomiska foton spelas in i en serie gråtoner med hjälp av en laddningskopplad enhet (CCD), som ändå innehåller färgdata inbäddade i bilden. Detta kräver behovet av en astronomisk bildbehandlingsmekanism för att fokusera bilden på ett intressant område. Bildvisualiseringstekniker gör detta genom att använda en mängd olika filter för att markera vissa områden i en bild och minimera andra. Dessa inkluderar att ändra sådana element i en bild, liksom dess luminansegenskaper, samt filter för primärfärgerna för rött, grönt och blått ljus, för vätgaseffekter i rymden och mer.
Bildfiltreringen som används av astronomisk bildbehandling är inställd på specifika våglängder för ljus och är vanligtvis utformad för att vara bredband eller smalband i funktion. Bredbandsfilter tillåter många våglängder för ljus att registreras, till exempel alla variationer på en röd färg i det synliga spektrumet. Ett smalbandsfilter blockerar allt ljus utom för vanligtvis en karakteristisk våglängd som filtreras ner till nivån på några nanometer eller miljarder sekund av en meter. När man studerar olika områden i rymden, som galaxer, väljs ett bredbandsfilter, medan specifika stjärnobjekt som planeter, stjärnor eller asteroider istället kan vara i fokus för ett särskilt smalbandsfilter.
Många foton av objekt i rymden har genomgått en stor mängd redigering innan de släpps till media efter astronomisk bildbehandling. Eftersom astronomisk forskning arbetar i detalj med bilder i grå skala, konstrueras en sann färgrepresentation av rymdområdet efter det faktum genom att tilldela färger baserade på våglängderna i ljuset i bilden med hjälp av programvaruverktyg. Dessutom kan ofta offentliga bilder bestå av falska färger som väljs för deras förmåga att förbättra den estetiska eller skarpa kvaliteten på objekt i bilden.