[Texto en Español al final]The upcoming version 1.5.2 of PixInsight is mainly a bug fix / optimization release. However, I have decided to add a few new features that were initially scheduled for versions 1.6 and 1.7.
Perhaps the most important new feature is a significant improvement to the Deconvolution process. This improvement consists of a completely redesigned/rewritten
deconvolution deringing engine. The new deringing algorithm has been devised by PTeam member Vicent Peris, and is similar to the deringing features implemented in the ATrousWaveletTransform, UnsharpMask and RestorationFilter tools. In this post I'll show you a brief processing example that demonstrates the power of these new deringing algorithms.
The screenshot below shows the original image. It is an excellent RGB CCD image of the Leo triplet region by Jordi Gallego, who has kindly given me permission to use his raw data for demonstration purposes. Image registration and integration have been carried out in PixInsight 1.5.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/Decon01.jpgAs shown on the figure, our first step is to define a
linear, uniform RGB working space (RGBWS). A linear RGBWS defines a gamma value of 1.0. A uniform RGBWS has identical luminance weights for the three nominal RGB channels. Linearity is a necessary condition for a meaningful (i.e., physically justified) deconvolution. Uniformity is advisable in this case because we are going to deconvolve the luminance, so we want to gather as much information as possible in the CIE Y component (which is the linear luminance).
Note that the image seems almost grayscale in the screenshot above. This is due to the aggressive screen transfer function (STF) being applied.
The next figure shows our working preview with the original data. Of course the image is linear; we can see it thanks to the active STF. Note that the quality of the data, in terms of signal-to-noise ratio, is exceptional.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconOriginal.jpgThe next screenshot is the result of 30 regularized Richardson-Lucy iterations
without deringing. The
Gibbs phenomenon in its whole splendor. Of course, the resulting image is completely useless.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconNoDeringing.jpgBelow is the result of the same deconvolution with the new deringing algorithm in action.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconWithDeringing.jpgAny deringing mechanism tends to degrade deconvolution, because deringing actually works by limiting the edge enhancement effect locally. In the case of our algorithm, however, an efficient deringing can be achieved with minimal deconvolution degradation in most cases. On the screen shot above, pay special attention to the star size reduction effect, which is a natural consequence of deconvolution.
In addition to a
global deringing algorithm, the new Deconvolution tool provides
support-driven, local deringing. Both deringing mechanisms work in tandem. A
deringing support is a special grayscale image that defines pixels where additional deringing action must take place. In the case of deep-sky images, deringing supports are usually star masks. Below you can see the star mask that I generated with the StarMask tool.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconStarMask.jpgThe advantage of working with both types of deringing is that we can build a star mask to provide special protection to high-contrast image features, as bright stars, while global deringing acts elsewhere. The benefit of this divide-and-conquer strategy is twofold. On one hand, the star mask can be very permissive, so it is very easy to generate (we don't have to include
all stars in the mask, but just the brightest ones). On the other hand, in general we can decrease global deringing strength, which in turn prevents degradation of the deconvolution process.
Below you can see the result of regularized Richardson-Lucy deconvolution, 30 iterations, with both types of deringing active. There are no ringing artifacts, and the deconvolution process works practically as if no deringing had been applied.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconWithDeringingSupport.jpgFinally, below you can see what happens if we turn off regularization, which gives you an idea of the efficiency of our regularized deconvolution implementation.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconNoRegularization.jpg=====================================================================
La próxima versión 1.5.2 de PixInsight es principalmente para corrección de errores y optimización. Sin embargo, he decidido añadir algunas características nuevas que inicialmente habían sido planificadas para las versiones 1.6 y 1.7.
Quizá la característica nueva más importante es una mejora significativa en la herramienta de deconvolución (Deconvolution). Esta mejora consiste en un mecanismo de
deringing completamente rediseñado. El nuevo algoritmo de deringing ha sido creado por Vicent Peris (PTeam/OAUV), y es similar a las funciones de deringing ya implementadas en las herramientas ATrousWaveletTransform, UnsharpMask y RestorationFilter. En este mensaje os mostraré un breve ejemplo de procesamiento que demuestra la potencia de estos nuevos algoritmos de deringing.
La siguiente copia de pantalla muestra la imagen original. Se trata de una excelente imagen CCD RGB de la zona del trío de Leo, por Jordi Gallego, quien amablemente me ha dado su permiso para utilizar sus datos originales con fines de demostración. El registro e integración de las imágenes ha sido realizado en PixInsight 1.5.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/Decon01.jpgComo se meustra en la figura, nuestro primer paso es definir un espacio de trabajo RGB (RGBWS)
lineal y uniforme. Un RGBWS lineal define un valor de gamma de 1.0. Un RGBWS uniforme tiene idénticos pesos de luminancia para los tres canales nominales RGB. La linealidad es una condición necesaria para una deconvolución con justificación física. La uniformidad es recomendable en este caso porque vamos a deconvolucionar la luminancia, así que queremos recoger toda la información posible en la componente CIE Y (que es la luminancia lineal).
La imagen en la copia de pantalla anterior parece prácticamente una imagen en escala de grises. Esto se debe a la función de transferencia de pantalla (STF) agresiva que se está aplicando.
La siguiente figura muestra nuestro preview de trabajo con los datos originales. Por supuesto la imagen es lineal; sólo podemos verla gracias a la STF activa. La calidad de los datos, como se puede apreciar, es excepcional en términos de relación señal a ruido.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconOriginal.jpgLa siguiente copia de pantalla es el resultado de 30 iteraciones de Richardson-Lucy regularizado
sin deringing. El
efecto Gibbs en todo su esplendor. Por supuesto, el resultado es completamente inutilizable.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconNoDeringing.jpgA continuación tenemos el resultado de la misma deconvolución utilizando el nuevo algoritmo de deringing.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconWithDeringing.jpgCualquier mecanismo de deringing tiende a degradar la deconvolución, puesto que el proceso de deringing en realidad trabaja limitando el efecto de realce de bordes localmente. En el caso de nuestro algoritmo, sin embargo, se puede conseguir un deringing eficiente con una degradación mínima de la deconvolución en la mayoría de los casos. En la copia de pantalla anterior, prestad atención al efecto de reducción en el tamaño de las estrellas, que es una consecuencia natural de la deconvolución.
Además de un algoritmo de
deringing global, la nueva herramienta de deconvolución proporciona
deringing local gestionado mediante soportes. Ambos mecanismos de deringing funcionan en tándem. Un
soporte de deringing es una imagen en escala de grises especial que define los píxeles donde se va a aplicar un efecto de deringing adicional. En el caso de imágenes de cielo profundo, los soportes de deringing son normalmente máscaras de estrellas. A continuación podéis ver la máscara de estrellas que he generado con la herramienta StarMask.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconStarMask.jpgLa ventaja de trabajar con ambos tipos de deringing es que podemos construir una máscara de estrellas para proporcionar protección adicional en las estructuras de alto contraste, como estrellas brillantes, mientras que el deringing global actúa en toda la imagen. El beneficio de esta estrategia
divide y vencerás es doble. Por una parte, la máscara de estrellas puede ser muy permisiva, de manera que resulta muy fácil generarla (no es necesario incluir
todas las estrellas en la máscara, sino sólo las más brillantes). Por otra parte, en general podemos reducir la potencia del deringing global, lo cual impide la degradación del proceso de deconvolución.
A continuación podéis ver el resultado de 30 iteraciones de deconvolución Richardson-Lucy regularizada, con ambos tipos de deringing en acción. No hay artefactos de ringing, mientras que la deconvolución trabaja prácticamente como si no se estuviera aplicando deringing.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconWithDeringingSupport.jpgFinalmente, podemos ver lo que ocurre si desactivamos la regularización, lo cual os puede dar una idea de la eficiencia de nuestra implementación de deconvolución regularizada.
http://forum-images.pixinsight.com/legacy/1.5.2-preview/DeconNoRegularization.jpg