Dynamic
Background Extraction (DBE)
PixInsight
LE
Carlos
Sonnenstein (Pteam)
Introducción
Dynamic Background Extraction (DBE) es una herramienta innovadora, diseñada para corregir los problemas no uniformes de la iluminación y del color, tales como los asociados al
viñeteo. DBE no corrige los defectos de viñeteo e iluminación directamente, si no que genera un modelo a partir de
la distribución de píxeles de fondo en la imagen. El modelo generado se puede posteriormente (en términos de preservación del rango dinámico) restar
fácilmente del original a través de la ventana de proceso
Pixel Math.
DBE funciona utilizando un juego de muestras definidas por el usuario en lugares específicos de la imagen.
Cada
muestra extrae un valor de píxel de cada canal de color. A partir
de una apropiada distribución de un número de muestras, un
sofisticado algoritmo de modelización reconstruye el fondo de la
imagen utilizando un procedimiento de interpolación
bidimensional.
Funcionamiento
Para iniciar una sesión de DBE una vez se selecciona este modo
desde la barra de herramientas, solo hay que hacer click en cualquier lugar de la imagen para crear una primera muestra de
fondo. A partir de este momento aparece la ventana auxiliar. Una vez seleccionado el modo
DBE, se puede pinchar con el ratón sobre la imagen para crear muestras adicionales,
activar muestras existentes o arrastrarlas para cambiar su posición. No existe un número límite
de muestras, pero se requieren un mínimo de seis.
La ventana de DBE contiene un importante juego de parámetros que afectan al rendimiento del proceso de modelización. Uno de ellos es el tamaño de muestra. Cada muestra es una pequeña área rectangular definida por su posición central y su amplitud en número de píxeles. Los tamaños de las muestras pueden ser
definidos individualmente para cada muestra, el cual puede ser impuesto para todas las muestras existentes. El tamaño seleccionado
debe ser adecuado según las dimensiones de la imagen. Tamaños de muestra demasiado grandes implican una localización de muestreo pobre, mientras que un tamaño demasiado pequeño conduce a una alta dependencia del ruido.
Existe además una posibilidad que permite crear e introducir un juego de nuevas muestras a lo largo de toda la imagen. El usuario debe especificar el número de intervalos que se desean horizontalmente y el programa genera e introduce muestras uniformemente distribuidas en una parrilla
rectangular. Esto ahorra mucho
tiempo de trabajo y permite después de la generación automática borrar, mover y cambiar el tamaño de cualquier muestra que
esté situada sobre zonas del fondo del cielo.
Tolerancia
Uno de los parámetros más importantes en la ventana de DBE es el de "Tolerance". Cuando se extraen los valores de
píxel de las muestras de DBE, primero se calcula la mediana de todos los píxeles muestreados. La mediana identifica el principal pico de la distribución de las muestras, de forma que los píxeles que difieren más allá de la tolerancia del valor medio se desechan al calcular el valor final de la muestra. Este mecanismo de selección asegura que solamente los píxeles de fondo son incorporados al dispositivo de
modelización.
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En la ventana de
DBE aparece una vista aumentada de la muestra seleccionada,
donde los píxeles blancos son utilizados por DBE para el muestreo, mientras que los píxeles negros son desechados. Es necesario comprobar e inspeccionar este sistema de previsualización
el cual asegura que solamente se están considerando píxeles de fondo reales. |
Simetría
En DBE existe también un sistema que gobierna el comportamiento simétrico de las muestras, bien
en horizontal, vertical o diagonal. De esta manera, cualquier muestra que contenga una de estas características simétricas activada, genera automáticamente réplicas de sí misma alrededor del centro de la imagen. Esta función es particularmente útil cuando en una imagen viñeteada no se dispone de acceso directo a los píxeles de fondo porque éstos se encuentran parcialmente cubiertos de objetos extensos, tales como nebulosas o densas regiones pertenecientes a la Vía Láctea.
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El usuario puede
aquí definir una muestra donde no hay fondo disponible, y entonces utilizar sus características
simétricas para imponer valores idénticos del fondo alrededor del punto central de la imagen, que se asume como centro de simetría del
viñeteo. En caso contrario, es necesario recortar la imagen para centrar el
viñeteo tan exactamente como sea posible. |
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Centro de simetría
Como requisito natural para la simetría axial, DBE puede definir la localización del centro de simetría. Dos líneas perpendiculares son proyectadas cuando se activa una sesión de
DBE, llamadas "líneas de centro". Estas líneas de
intersección en el centro de simetría pueden ser desplazadas con el mouse.
El usuario puede
mover la línea de centro vertical para cambiar solamente la coordenada horizontal, o bien desplazar la línea horizontal para cambiar
únicamente la coordenada vertical del centro de simetría. Arrastrando con el
mouse desde la intersección de las líneas, se puede cambiar también la localización del centro de simetría a lo largo de la imagen.
Valores prefijados
Adicionalmente, DBE permite al usuario introducir muestras con un valor fijo cuando se pretenden construir máscaras sofisticadas para la corrección de la iluminación y/o color y
es preciso forzar valores específicos del color en algunas áreas concretas de la imagen. Esta característica que permite utilizar muestras con valores fijos puede ser utilizada también en la construcción de máscaras de corrección de
viñeteo y constituyen una gran ayuda en aquellos casos difíciles en los que el usuario únicamente puede hacerse una vaga idea sobre qué píxeles de fondo pueden existir en ausencia del fondo del cielo.
Sin esta posibilidad de fijar valores de muestra en localizaciones específicas, construir una máscara de corrección de
viñeteo puede ser en la mayoría de ocasiones una tarea
prácticamente imposible.
Orden de continuidad
Otro parámetro aplicado a DBE es el llamado "Continuity
Order". El sofisticado algoritmo de modelización de DBE
calcula el modelo asegurando la continuidad derivada hasta un cierto grado. Por defecto se utiliza
en DBE una continuidad de segundo grado, pero es posible controlar dicho grado.
Esta continuidad de segundo grado genera un modelo de fondo el cual tan solo se
adapta débilmente a pequeñas variaciones locales de brillo que pueda presentar la imagen.
Una continuidad de tercer grado en cambio se adapta mejor a este tipo de situaciones, mientras que continuidades de orden mayor generan modelos
muy abruptos que generalmente no son requeridos. En la mayoría de situaciones
es suficiente con valores de orden de segundo y tercer grado.
Suavizado
Por otro lado, el parámetro "Smoothing" controla la suavidad de interpolación generada para el modelo de fondo. Valores prefijados en torno a cero generan una interpolación pura, mientras que valores
muy elevados producen un modelo de fondo mucho más liso pero inexacto. La gama de ajuste disponible es de 0 a 1, pero puede ser
ajustado en pasos de 0.001.
El valor
mínimo de 0.001 puede ser excesivo en
algunas situaciones, proporcionando resultados demasiado inexactos. Valores en torno a 0.025 ofrecen un control mucho más preciso sobre los modelos de fondo generados.
Dimensiones
La mayoría de veces no se precisa generar un fondo con las mismas dimensiones que la imagen original. El parámetro
"Subsampling" permite aquí generar modelos de fondo con la mitad o un cuarto de su tamaño original y
aún así la mayoría de veces continúa siendo realmente útil. No
existe problema en este sentido, ya que posteriormente
PixelMath sobredimensiona automáticamente el modelo de fondo generado cuando éste es restado o dividido.
Esto permite además ahorrar mucho tiempo de procesado y
proporciona casi siempre buenos resultados. No obstante, se puede evitar reducir el tamaño del modelo si
se requiere, otorgando en la casilla correspondiente un valor de 1:1.
Color de
las muestras
Finalmente, es posible seleccionar el color representado en las cajas de muestras, el cual permite facilitar la visualización
cuando las imágenes presentan poco contraste entre éstas y el color de las cajas mostradas por defecto.
Más
información escribe a astro35mm@astrosurf.com
