Quando é possível obter uma maior resolução com a técnica de Drizzle

Drizzle em imagens de maior resolução

Este problema também afeta o Hubble: como é obtida a subamostragem e que software ajuda a resolver o problema.

Se se utilizar um sensor de grande formato para observar a imagem numa grande área do céu, eventualmente, é obtida uma subamostragem — um problema que também afeta o telescópio espacial Hubble. A solução para tal pode estar num processo inteligente: a técnica de Drizzle.

A resolução de detalhe de uma captação é determinada não só pelas condições de observação, como também por dois fatores que se encontram do lado do instrumento: a capacidade de resolução do telescópio e caráter fino do retículo de píxeis da câmara. Nem todas as combinações de câmara-telescópio exploram a capacidade de resolução da ótica na sua totalidade. Se, por exemplo, for escolhido um sensor de grande formato com píxeis relativamente grandes para observar a imagem da maior área possível do céu, isto constitui uma subamostragem. É também este o caso do telescópio Hubble, com a “Widefield Planetetary Camera”. Por este motivo, foi desenvolvido um algoritmo para recuperar parte da capacidade de resolução perdida: a técnica de Drizzle.

A ideia básica por detrás da técnica de Drizzle, desenvolvida por A. Fruchter e R. Hook, assenta na utilização de múltiplas captações, nas quais o retículo de píxeis — que, na realidade, é demasiado grosso — é ligeiramente deslocado de imagem para imagem em relação ao objeto. O desalinhamento permite ao objeto ser digitalizado no intervalo de subpíxeis.

Para tal, os píxeis de todas as imagens são reduzidos e projetados num retículo de píxeis mais fino. Consoante a sobreposição dos dois retículos de píxeis, os valores de brilho surgem com um efeito de “chuvisco” (“drizzle”, em inglês) no novo retículo e são distribuídos. Os valores de brilho de todas as imagens de uma série de captações são calculados como média para cada pixel após uma nova reticulação. Com um valor apropriadamente inferior do fator de Drizzle, existe uma representação uniforme com uma amostragem mais fina em caso de sobreposição de muitas captações.

A ligeira compensação entre as imagens individuais de uma série de captações — necessária para o processo de Drizzle — pode ser criada através de pontilhamento. A posição do telescópio é automaticamente ajustada de forma aleatória em alguns píxeis após cada exposição. O pontilhamento é utilizado sobretudo para eliminar píxeis espúrios com um processo de empilhamento adequado. Isto pode ser realizado, por exemplo, através de autoguiagem, que segue uma posição diferente em alguns píxeis após cada captação. Todos os softwares de autoguiagem convencionais oferecem esta opção.

Além disso, é necessário o maior número de captações possível, de forma a reconstruir as informações perdidas. Só então poderão ser preenchidas as lacunas criadas pela redistribuição dos valores de brilho.

Naturalmente, a técnica de Drizzle também tem limites. O fator de Drizzel não é aleatório, pois a amostragem não pode ser consideravelmente aumentada de forma aleatória. O número de imagens necessárias para uma representação uniforme seria muito elevado e praticamente impossível de realizar. Por norma, recomenda-se um fator de aproximadamente 2. Além disso, a capacidade de resolução do telescópio e o Seeing limitam a técnica. Com o típico Seeing na Alemanha, a técnica de Drizzle raramente é vantajosa para longos tempos de exposição a uma amostragem de aproximadamente 1,5"/píxeis ou mais fina. O processo é particularmente interessante em situações de subamostragem, tais como fotografias panorâmicas da lua e do sol, bem como no segmento de objetos de céu profundo com distâncias focais bastante curtas. Deve-se notar que a técnica de Drizzle não pode ser combinada com processos de empilhamento, tais como o empilhamento de medianas ou o empilhamento de sigma. Isto porque o retículo de píxeis mais fino apenas é apresentado com conteúdo de forma alternada, assemelhando-se à ocorrência de um píxel espúrio, que são retirados nestes processos de empilhamento.

Infelizmente, apenas alguns programas de empilhamento oferecem uma opção de Drizzle ou um algoritmo semelhante. Para vídeos de objetos do sistema solar, é possível encontrar a função, por exemplo, nos programas AutoStakkert! e RegiStax. Para as imagens do céu profundo, também são úteis os programas Fitswork e DeepSky Stacker. Todos estes programas encontram-se disponíveis de forma gratuita na Internet.

O processo Drizzle permite utilizar melhor a capacidade de resolução de um telescópio com determinada subamostragem, assim como melhorar a definição dos perfis estelares. São, assim, obtidas vantagens em termos reprodução de detalhes. O processo funciona se as seguintes condições estiverem preenchidas: a combinação câmara/telescópio encontra-se no intervalo de subamostragem, com o maior número possível de imagens individuais e uma compensação entre as imagens individuais (pontilhamento).

Autor: Mario Weigand / Licença: Oculum-Verlag GmbH