Pixinsight LE后期处理印象笔记（更新中...）

好久没有再动笔好好写一个帖子了，趁最近有些时间来好好总结下深空后期处理的那些事。

接触Pixinsight这款优秀的软件其实需要追溯到两三年前，当时听闻Pix的人工平场功能巨屌所以就下载下来用一用（相信90%以上的同好都是在这个功能上入门的...），Pix的安装包并不大，还不到30M，而且打开软件后会发现界面极其简单，接下来的相当长一段时间里面，Pix都一直作为人工平场的工具放在我的硬盘里面。直到后来出现了冬时老师的Pix LE指北教程，从此走上了一条不归路...

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Pixinsight LE作为Pix 1.8的前前身，虽然Pixinsight历经好几个版本的更新换代，但是Pix LE仍然是一款值得深入去学习的后期处理工具。更重要的一点是它可以免费下载安装，这一点对于初学者来说门槛迅速地被拉低，并且可以更方便地去训练自己的后期处理技巧和思路（相关的思路和技巧可以轻易的延续到Pix 1.8当中）。

下面，我将用笔记的形式去记录Pix LE的那些事，当然，由于篇幅的关系，有相当一部分的内容将通过参考讯息或文献的形式引用起来，这样也能够更有针对性地去介绍一些新的技巧。

春季篇：后期处理思路

对于春季篇，我想春季作为一年之中的开端，对接下来的日子起着决定性的作用，与后期处理思路有着异曲同工之妙。这部分我认为也是最重要的，毕竟有了思路才有具体操作的方法，如果连思路都是错误的那么后面的方法都是无稽之谈。关于后期的思路，这里大体参照冬时老师的流程，结合Pix LE的具体情况略作更改。具体做法如下：

L通道
1. 线性部分
(1) 裁剪黑边，动态背景DBE；
2. 非线性部分
(1) 直方图变换拉伸（DPP）（高亮度反差的目标需要2-3次拉伸操作，星点较为密集则需要带星点蒙版的拉伸）；
(2) HDR（B3或smallscale3-32滤镜可选）；
(3) ATWT以及SGBNR降噪（ATWT主要针对高频降噪，SGBNR针对中高频降噪）（带mask）；
(4) ATWT及反卷积细节增强（带mask）；
(5) 缩星及Deringing（根据实际情况考虑）（带mask）；

RGB通道
1. 线性部分
(1) 裁剪黑边，动态背景DBE；
(2) 白平衡校正
2. 非线性部分
(1) 直方图变换拉伸（DPP）（高亮度反差的目标需要2-3次拉伸操作，星点较为密集则需要带星点蒙版的拉伸）；
(2) HDR（B3或smallscale3-32滤镜可选）；
(3) ATWT以及SGBNR降噪（ATWT主要针对高频降噪，SGBNR针对中高频降噪）（带mask）；
(4) 反差调整（与L保持一致）
(5) 缩星及Deringing（根据实际情况考虑）（带mask）；
(6) 颜色增强（如果需要可以单独提取星点颜色增强）（带mask）

这里，L通道决定最终出图的细节，因此在细节增强和降噪方面需要把握好尺度，不宜用力过猛。而RGB通道方面，白平衡的准确性和降噪相当的关键，RGB通道的降噪主要是针对彩色噪点的压制，可以稍微牺牲一部分的细节。目前尝试了几个目标的处理效果都还算比较满意（看下图1 M101星系），这里先把流程列出来，后面再针对部分的操作进行详细的讲解。


图1  M101星系（作者：暴风，我仅负责后期处理）

需要补充一点的是，后期处理的思路并非一成不变或是死记硬背，应该用灵活的眼光去看待，通常我在处理过程中并不会运用到上述所有的步骤，在某些步骤上需要考虑实际图像的情况略加灵活处理。

最后，在这里也附上非常具有价值的参考教程供大家参考，内容包含动态背景DBE、HDR、缩星和颜色增强操作（参考文献点此处https://pan.baidu.com/s/1b2TAb1niXP8698h3t_91ow，密码12k9）

夏季篇：ATWT及反卷积细节增强术

夏季是最旺盛的季节，需要点干货来支撑下整个后期处理的关键点之一——细节，实际上，深空后期处理中细节的增强和行星后期处理有着异曲同工之妙。更进一步的是，深空细节增强需要兼顾好大中小尺度上细节增强的力度，大和中尺度体现目标的立体层次感，小尺度体现目标的具体云气的细节。下面，我将提供一种细节增强的思路，该方法是利用ATWT工具主要负责大中尺度的增强，再利用反卷积工具针对小尺度的细节进行非线性增强处理。由于Pix LE并不提供反卷积工具，这里借助Astra Image工具做反卷积处理，最后用带蒙版的方法返回到Pix LE的原图中。

另一方面，深空细节增强处理中振铃效应副产物的出现（具体表现为星点周边的黑圈）严重影响最终的效果。实际上，星点周边的黑圈主要来自于星点周边出现的高频变化，因此，我们首先需要添加一个针对星点周边高频变化的mask遮挡，下面利用M81素材为例去说明具体的做法，先来看看疗效如何，如下图2。


图2  细节增强处理前后对比（左图为增强前，有图为增强后）

1. 首先需要制作一张带星点蒙版的mask，调用ATWT工具，把1和R层去掉，保留2-6层（视乎星点大小决定保留的层数，Function用5x5 B3-Spline），然后做一个size为5的最大值滤镜以及二值化处理，得到下图带有密集白点的mask，如下图3；


图3  带星点蒙版的mask的制作

2. 下一步需要去掉星点蒙版mask的高频成分（还是调用ATWT去掉前面的第1-2层），通过实践发现这一步骤可以有效避免蒙版边缘在细节增强操作后出现亮圈或暗圈；
3. 令星点蒙版与原图做减法substract操作，注意去掉rescale的勾选（Pixel math工具），然后对减法后的蒙版做curve拉伸，尽可能把暗部盖住，亮部显露出来（如图4）；


图4  对减法后的mask进行curve拉伸操作

星点蒙版mask完成以后我们可以发现，细节强化的区域只作用于M81星系附近，并且星点周边的高频区域已经被遮蔽起来，并且针对星点蒙版边缘做了模糊处理尽可能避免蒙版边缘出现亮度突变。

4. 接下来把星点蒙版mask（M1）作用于原图，然后调出ATWT做小波wavelet锐化，一般来说第1-2层负责小尺度细节，3-5层负责中尺度，第5层以上负责大尺度，对于不同目标所需要动的力度和尺度不一样，尺度和力度的不匹配可能会引起频率上的失衡感。根据目前实践的效果，大致原则是目标越大需要动的尺度越大，所用的力度一般中小尺度较多，大尺度较少的原则，以M81星系为例，这里强化了1-6层的bias值，其中中小尺度（第1-4层bias）力度较大，得到ATWT后图像（P2），如下图5。最终结果需要另外保存一个16bit的tiff用于下面Astra Image做反卷积操作；


图5 ATWT做小波wavelet锐化前后对比（左图为锐化前，右图为锐化后）

5. 在Astra Image中调用Deconvolution sharpening工具，如图6，针对不同目标调整kernel size去调节需要反卷积的层次，数值越大则反卷积作用的尺度就越大，因为大、中尺度我们已经交给Pix去处理，这里仅仅需要对小及极小尺度进行进一步的优化，一般取值在0.6-0.9之间比较合适，反卷积次数Iteractions一般10-30次为宜（视乎图像的信噪比）得到反卷积后图像（P3）；


图6  Deconvolution sharpening工具参数

6. 回到Pix LE界面，首先把蒙版M1作用于图像P2，然后把反卷积后的图像P3利用Pixel math工具把反卷积后的图像加法至图像P2中，注意通过调整k值去调整权重，如图7，至此细节强化部分完成。


图7  反卷积后的图像P3加法至图像P2


秋季篇：白平衡的玄学

要出一幅好的作品，颜色的正确性相当重要地影响最终的出图观感，这也是为什么我们需要辛辛苦苦调色的原因。天文摄影中白平衡和风光摄影中的白平衡可能最大的区别就在于一句很调侃的话：我到底要表现啥？宇宙很牛逼还是我很牛逼？这段话看似很粗俗，不过也很明明白白的说明一个道理：天文摄影需要表现的就是宇宙本身的姿态而已，再多人为的修饰和改变在这个前提之下都会显得渺小。因此，关于这一篇章的讨论都是基于上述前提下进行开放性的探讨。另外一方面，我在白平衡的后面加一个“玄学”两个字，这个玄学是建立在正确的白平衡之下适当的体现个人的最终颜色风格，因为即使使用正确的白平衡方法，最终调出来的颜色都会存在细微的差别和风格上的差异。
好，说了前面这么多的大道理，这里首先应该问一个问题：如何判断这是一个正确的白平衡？这里提供一些比较简单实用的办法去判断。


首先第一个方法就是通过背景判断，一般来说，正确的白平衡得到的背景都是中性灰或者接近中性灰，如果发现背景明显偏绿或者偏红那么说明白平衡出现了明显的问题，另外如果偏色仅仅出现在背景的某些区域，这么说就是动态背景DBE或平场出现失误；第二个方法通过较亮星点的颜色去判断，这个方法

TO BE CONTINUE...

先占楼以防增加...

lv9-SPACE 发表于 2018-5-11 01:37
我自己用蒙版的技术也确实是太烂了

前几天的M51背景烂成那样，在做反卷积/锐化的时候就应该用Histogram把M ...

关于starmask思路来自于HG大佬然后稍微改进了一下，确实mask参数上面需要多摸索下，特别是遮盖区域大小非常关键，一旦遮蔽的尺度没达到要求mask作用就废了，而且最后把提取出来的星点模糊化也需要多试几次，直到atwt锐化后亮星周边不出现明显亮度断层为宜

xianlv1990 发表于 2018-5-12 09:21
好文，收藏了，慢慢学习，顺便请问一下Astra Image也是天文图像处理软件吗，哪里有的下载？ ...

可以百度搜索这个软件下载，序列号可以翻翻我之前的帖子有提供

foolishcat 发表于 2018-5-11 08:35
都是经验之谈，请教一下怎样的处理算是胡乱处理呢？一直不太清楚这个标准，以后借鉴一下 ...

其实hg大佬的意思是尽量撇除主观上的处理手法，用较为客观科学的方法去开展后期处理

我本来写这个帖子是希望可以开放去讨论问题，大家发表下意见，如果大家有什么不同的意见可以提出来，但是把论据也写出来，不要在这里做一些无谓的抬杠或者人身攻击。