L’elaborazione delle immagini astronomiche è un metodo per ripulire le immagini scattate dai telescopi spaziali o per evidenziare elementi delle immagini in modo che alcune caratteristiche stellari diventino più evidenti. La tecnologia di elaborazione delle immagini per fare ciò coinvolge sia i filtri che un’altra tecnologia del telescopio integrata nota come preelaborazione dell’immagine e successivamente lavora sulle immagini utilizzando il software per aumentare la risoluzione degli oggetti nello spazio e affinare altri aspetti dell’immagine. Mentre l’editing delle immagini varia a seconda dell’obiettivo della ricerca e di ciò che si desidera per il risultato finale dell’immagine, le tecniche implicano diversi approcci standard.
L’elaborazione di routine delle immagini astronomiche prevede innanzitutto una serie di passaggi fondamentali. La calibrazione dell’immagine, l’allineamento e la riduzione del rumore sono importanti per molti tipi di immagini astronomiche. La calibrazione richiede la rimozione di dati indesiderati o registrazioni di segnali dalle immagini mentre vengono scattate, in modo che ciò che si sta studiando possa essere registrato più chiaramente.
L’allineamento e l’impilamento delle immagini l’una sull’altra con il software utilizzando punti di riferimento fissi può essere utilizzato per aumentare la qualità e la densità dei dati dell’immagine. Ciò comporta processi come quello utilizzato dalla National Aeronautics and Space Administration (NASA) con sede negli Stati Uniti chiamato tecnica Drizzle, che funziona su immagini prese dal telescopio spaziale Hubble. La tecnica Drizzle affina le immagini impilando più campioni uno sopra l’altro per creare una risoluzione con una densità di pixel che è superiore a qualsiasi immagine da sola.
Gli algoritmi di elaborazione delle immagini nel software facilitano anche la riduzione del rumore. Le immagini spaziali possono avere rumore casuale dovuto agli effetti delle radiazioni o ai riflessi della luce dalla Terra e vengono utilizzati diversi metodi per filtrarlo. Un metodo passa-basso riduce il rumore ad alta frequenza, in cui l’arrotondamento dei bordi eliminerà le aberrazioni in un’immagine che assomiglia al bordo degli oggetti, ma in realtà sono solo distorsioni.
La maggior parte delle foto astronomiche viene registrata in una serie di toni di grigio utilizzando un dispositivo ad accoppiamento di carica (CCD), che, tuttavia, contiene dati sui colori incorporati nell’immagine. Ciò richiede la necessità di un meccanismo di elaborazione delle immagini astronomiche per focalizzare l’immagine su un’area di interesse. Le tecniche di visualizzazione delle immagini fanno ciò impiegando un’ampia varietà di filtri per evidenziare determinate aree di un’immagine e minimizzarne altre. Questi includono la modifica di tali elementi in un’immagine, come le sue qualità di luminanza, nonché filtri per i colori primari della luce rossa, verde e blu, per gli effetti del gas idrogeno nello spazio e altro ancora.
Il filtraggio delle immagini utilizzato dall’elaborazione delle immagini astronomiche è sintonizzato su specifiche lunghezze d’onda della luce e solitamente progettato per funzionare a banda larga o stretta. I filtri a banda larga consentono di registrare molte lunghezze d’onda della luce, come tutte le variazioni su un colore di rosso nello spettro visibile. Un filtro a banda stretta blocca tutta la luce tranne quella di solito una lunghezza d’onda caratteristica che viene filtrata fino al livello di pochi nanometri o miliardesimi di metro. Quando si studiano diverse regioni dello spazio come le galassie, viene scelto un filtro a banda larga, mentre oggetti stellari specifici come pianeti, stelle o asteroidi potrebbero invece essere al centro di un particolare filtro a banda stretta.
Molte foto di oggetti nello spazio hanno subito una grande quantità di modifiche prima di essere rilasciate ai media dopo l’elaborazione delle immagini astronomiche. Poiché la ricerca astronomica lavora in dettaglio con immagini in scala di grigi, una rappresentazione a colori reali della regione dello spazio viene costruita successivamente assegnando colori in base alle lunghezze d’onda della luce nell’immagine utilizzando strumenti software. Inoltre, spesso le immagini pubbliche possono essere composte da falsi colori che vengono scelti per la loro capacità di migliorare la qualità estetica o nitida degli oggetti nell’immagine.