PixInsight 이미지 프로세싱 과정 – 3. 비선형 후처리(Nonlinear Post-Processing) – HT와 LRGBC

선형 데이타와 비선형 데이타

기본적으로 천체사진은 CCD각각의 픽셀에 들어오는 광자에 비례해서 밝기나 색감을 나타낸다고 합니다. 말 그대로 픽셀에 닿는 광자의 수에 비례해서 일정한 선형 그래프로 밝기가 결정되는 것을 ‘선형’이라고 표현하는 것 같습니다.
하지만 이 선형 데이타는 과학적 분석이나 분광학에서 필요한 자료이지 우리가 바라는 ‘멋진 사진’을 얻는 것 과는 아무 관계가 없다고 합니다. 다시말해 비선형 데이타라는 것은 이러한 선형 데이타를 우리 눈에 적합한 형태로 바꿔주는 것을 만합니다.
음.. 아무리 쉽게 설명하려고 해도 잘 안되는데, 결국 비선형 데이타라는 것은 선형 데이타를 클리핑을 최소화하며 우리가 강조하고 싶은 부분은 강조하고 필요없는 부분은 제거하는 과정이라고 이해하면 될 것 같습니다.

클리핑의 예

클리핑(Clipping)이란..

클리핑이라는 것은 전자공학이나 여러 분야에서 많이 쓰이는 용어인데, 들어오는 신호의 값 범위가 너무 넓어 기계가 받아들일 수 있는 범위를 초과하는 경우, 초과한 부분 전체가 동일하게 처리되어 버리는 것을 말합니다.
위의 오실로스코프 파형처럼 들어오는 신호가 오실로스코프의 측정한도를 넘어섰을 때, 경계값에 위치하는 것과 초과하는 모든 값이 동일하게 표현되어 버리는 것 입니다.
이걸 천체사진으로 돌려 생각해 보면, 과도하게 포화된 부분이 원래 본연의 색상을 잃고 모두 하얗게 타버리는 것으로 생각하면 될 것 같습니다.

선형데이타의 비선형 처리

가장 쉬운 것은 STF (ScreenTransferFunction) 프로세스를 이용해 조작하는 것입니다. 상당히 직관적인 프로세스라 그래프의 꼭지를 이리저리 움직여 보면 대충 어떤 기능을 하는지 알 수 있습니다.

하지만 실제로 가장 많이 사용하는 방식은 Auto-Strecth를 이용해 HistogramTransformation프로세스를 이용하는 방법입니다.

HistogramTransformation

일단 사진을 로딩하고 두 가지 프로세서를 실행합니다 (STF, HistogramTransformation)

  • STF의 Auto-Stretch를 실행합니다
  • 사진의 영상이 밝게 바뀝니다
  • 이 상태에서 STF왼쪽 아래의 New Instance를 드래그 해서 HT의 가장 아랫부분에 떨어뜨려 줍니다
  • HT의 선형 그래프가 비선형으로 바뀌는 것을 알 수 있습니다
  • Apply (F5)를 눌러 HT를 실행시킵니다
  • 갑자기 영상이 하얗게 변해도 놀라지 마시고 STF의 오른쪽 제일 아래 버튼, Reset을 눌러줍니다

STF와 HT이외에 Marked Stretch라는 스크립트나 ArcsinhStretch라는 기법이 있습니다. 이 중에 ArcsinhStretch는 하이라이트 부분의 색상과 디테일을 보전해주는 것이 특징이라고 하나 당장 사용할 일은 없을 것 같아 생략합니다.

LRGB Combination

LRGB 영상을 사용하는 경우 이제 모든 것을 합치는 단계입니다.
현재 가지고 있는 프레임이 L 프레임(Luminance)과 마스터 Chrominance 프레임(RGB프레임)이면 됩니다. 이미 앞 단계에서 RGB는 모두 합쳤기 때문에 L프레임과 RGB프레임을 가지고 계시면 맞습니다.

  • 일단 화면에 RGB 프레임 (Chrominance 프레임)을 로딩합니다
  • L 프레임 (Luminance 프레임)도 로딩합니다
  • LRGBCombination프로세스를 실행시킵니다
  • 제일 위의 Channels항목에 L을 체크한 후 L 프레임을 선택해 줍니다
  • R/G/B는 모두 체크해제합니다
  • Channel Weights는 그대로 둡니다
  • Transfer Function의 Lightness는 0.5로 그대로 둡니다
  • 만약 색상을 더 강하게 표현하고 싶다면 Saturation을 왼쪽으로 내립니다
  • 꼭 필요하다면 Chrominance Noise Reduction을 체크합니다
  • 다 끝났으면 New Instance를 끌어다 화면에 띄워 놓은 RGB 프레임(Chrominance 프레임)에 떨어뜨립니다

이게 다 입니다.
가장 기본적인 비선형 프로세스 이 두 가지가 전부입니다.
이후 설명하는 모든 내용은 내 촬영물을 보고 필요한 부분을 적용하는 것입니다
예를들어 노이즈가 심하면 TGVDenoise를 실행하거나 너무 밝아 클리핑 된 부분을 살리기 위해 HDRMultiscaleTransform을 이용하는 등 여러가지가 있습니다.

이런 비선형 처리 각각은 따로따로 정리해 보겠습니다.

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