Сущность Регистакса и предел разрешения

[Гриневич Пётр]

Вот возник у меня такой вопрос:
Фотографируя планеты, все делают усреднение
из довольно большого числа кадров и получаются
замечательные снимки.
Я понимаю, что
1) так можно выбрать кадры, наименее испорченные атмосферой,
2) влияние атмосферы усредняется по всему кадру до более или менее однакового уровня
3) усреднение гасит шумы приёмника (матрицы или плёнки)
и я осознаю, что сложение/усреднение есть добро.
Что мне непонятно:
Как известно, с помощью линейки с делением в 1 миллиметр нельзя измерить длину отрезка с точностью, скажем, до сотых.
Взяв среднее от большого числа измерений, мы получим число с нужным количеством цифр после запятой, не имеющее никакого отношения к истинной длине отрезка.
С другой стороны, у каждого телескопа есть предел разрешения, например у моего Мицара он примерно равен 1.3".
То есть, при угловом размере Марса в 20", Мицаром можно сделать снимок не более, чем 16х16 точек.
Но ведь здесь много снимков, сделанных телескопами такого класса и визуально более чётких.
В чём противоречие? Я неправильно понимаю предел разрешения, или здесь дело в чём-то ещё?
Заранее всем спасибо!

[anovikov]

[достает поп-корн и колу, чтобы посмотреть на начинающуюся баталию]

[rv]

С другой стороны, у каждого телескопа есть предел разрешения, например у моего Мицара он примерно равен 1.3".
То есть, при угловом размере Марса в 20", Мицаром можно сделать снимок не более, чем 16х16 точек.
Но ведь здесь много снимков, сделанных телескопами такого класса и визуально более чётких.
В чём противоречие? Я неправильно понимаю предел разрешения, или здесь дело в чём-то ещё?

Об этому уже неоднократно говорилось. За разрешающую силу телескопа берется минимальное расстояние между двумя объектами (звездами, например), на котором они еще могут быть видны отделёнными друг от друга. К "регистрации" же факта наличия самого объекта это никакого отношения не имеет. Угловые размеры звезд составляют дай бог сотые доли секунды -- но для того чтобы их видеть, даже телескоп не нужен. То есть, тут все зависит уже не от характеристик телескопа, а от "интенсивсноти" объекта (хотя тут конечно тоже есть какие-то пределы, -- просто вычиляются они видимо как-то по другому)...

[Iskandar]

[достает поп-корн и колу, чтобы посмотреть на начинающуюся баталию]

На зрелища приходите сюда? А ... бы Вам в ухо!

[Гриневич Пётр]

[2 rv]
С этим я согласен. Однако, двойная звезда с видимым расстоянием 0.5" не будет отличима от одинарной в Мицар.
Я же говорю про получение изображений деталей, размер которых меньше предела разрешения.
Они будут зарегистрированы и будут видны, но только как один "пиксель", или же я ошибаюсь?

[Asafan]

Пикселей должно быть побольше, чем пресловутые 140/D. Ибо это - для точечных источников света. Для контрастных объектов разрешение больше. Дабы не блудословить, отсылаю к книге Сикорука.
 (Когда приходилось делать весь телескоп ручками, книги читали чаще и внимательней- о, времена...

[Mihail Sedyh]

У-у-у, тема большая, можно подисскутировать...
Пока пара замечаний:

например у моего Мицара он примерно равен 1.3".

откуда Вы взяли эту цифру?

Как известно, с помощью линейки с делением в 1 миллиметр нельзя измерить длину отрезка с точностью, скажем, до сотых.
Взяв среднее от большого числа измерений, мы получим число с нужным количеством цифр после запятой, не имеющее никакого отношения к истинной длине отрезка.

При известной методике измерений (законе распределения) можно получить точность выше, чем результат единичного измерения.
Иначе для чего статистику придумали?

Остальное до завтра...

[Morozyako]

Всё гораздо проще. Регистакс складывает кадры усредняя шумы, но... При дальнейшей обработке wavelet фильтрами мы также повышаем контраст изображения, а повышая контрастность мы соответственно                   "сдвигаем" формулу расчета разрешения в от 140/D до более низких в числителе значений.

[Гриневич Пётр]

Про 1.3" указано, например, на сайте НПЗ:
http://www.npzoptics.ru/market/shopping/product_details.shtml?id=131&product_id=172

[Mihail Sedyh]

Про 1.3" указано, например, на сайте НПЗ:

Я не про то, данная цифра имеет в своей основе эксперимент, очень подробно описывающий объект, условия, методику измерений, критерий разрешения, тип и характеристики приемника и т.д.
С чего Вы взяли, что данная цифра применима для совершенно других условий?

Нет, все, теперь точно до завтра.

[anovikov]

А если складывать ролик из 10000 кадров двойной звезды с разделением 0.5'', сделанный на Мицаре, считая масштаб снимка достаточно крупным - что мы увидим в результате? "Правильные" дифракционные диски, точки, или нифига хорошего не увидим?

[Cаша]

А если складывать ролик из 10000 кадров двойной звезды с разделением 0.5'', сделанный на Мицаре, считая масштаб снимка достаточно крупным - что мы увидим в результате? "Правильные" дифракционные диски, точки, или нифига хорошего не увидим?

Браво, anovikov! В самую точку!

В ситуации с, не побоюсь этого слова,  "регистаксоманией", охватившей в последнее время астро-цифро-фотографов форума не последнюю роль играет чисто психологический фактор. Люди действительно ВЕРЯТ в Регистакс как в чудодейственное лекарство, панацею от всех астро-бед, хотя на самом деле здесь больше подошел бы термин "плацебо"...

Меня всегда поражала такая вещь. Вот пишется: "сложил регистаксом 5000 кадров, больше он не принимает, ругается...", или: "снял 10000 кадров, эх жаль больше на флешку не влезает..."
Ну а если бы была техническая возможность запихнуть в регистакс 1000000 кадров? И тогда бы пихали? Где предел?...

Получение астро-фото с помощью Регистакса постепенно превращается в сложнейшее искусство, доступное лишь избранным. Уже сейчас в среде астрофотографов наблюдается своеобразное разделение труда: одни "рубят" на гора миллионы кадров "фото-руды" , другие  "обогащают" её Регистаксом, не видя за компьютером неба ясного... В пору подумать о возникновении новой профессии - "регистаксер-шумодав" или "пиксель-обогатитель"... 

Может быть теперь, видя такой необычайный спрос, фирмы-разработчики пойдут навстречу пожеланиям трудящихся, и "прошьют" наконец Регистакс прямо в электронную начинку цифровых фотоаппаратов... Тогда наступят золотые времена! 
 
   

[anovikov]

Вообще-то я не наехать хотел, а реально вопрос задал.

Мое личное ощущение по поводу регистакса состоит в том, что Регистакс позволяет по меньшей мере вытаскивать разрешение на уровень теоретического за счет исключения атмосферных и других непостоянных помех. Изображений с разрешением, явно превышающим теоретическое, полученных регистаксом, я не видел. Регистаксных изображений с ложными деталями - тоже, и думаю их не бывает. Афтары "крутых" регистаксных снимков любят подсовывать рядом для сравнения, например, снимок Хаббла, значит не боятся быть уличенными

[sailor]

Я только поверхностно знаком с регистаксом, но слышал слово вейвлеты. Вейвлет-анализ - это штука из математической статистики. С её помощью можно анализировать временные ряды, строить прогнозные значения по имеющимся, сглаживать случайные  колебания... Вот тут можете почитать кому интересно.

Как появляются "новые детали" можно схематически показать на следующем простеньком примере:



Допустим, вы снимаете Марс. Атмосфера - так себе. На одном кадре могут быть видны одни детали, на другом другие детали (в силу случайных факторов) получатся чуть лучше... И т.д. Объединив детали и выбросив ненужный мусор, мы получим более детализированную картинку, чем при одиночном кадре. Более того, при таком подходе действительно может повышаться разрешение (см рисунок).

Вопрос к регистаксерам: а снимаемый объект в окуляр выглядит хуже, чем потом получается после обработки? Если да, то моя теория верна

[Mirali]

С другой стороны, у каждого телескопа есть предел разрешения, например у моего Мицара он примерно равен 1.3".
То есть, при угловом размере Марса в 20", Мицаром можно сделать снимок не более, чем 16х16 точек.
Но ведь здесь много снимков, сделанных телескопами такого класса и визуально более чётких.
В чём противоречие? Я неправильно понимаю предел разрешения, или здесь дело в чём-то ещё?
Заранее всем спасибо!

Петр, вы практически правы в своих выводах, но есть два комментария. Во-первых, критерий 140/D весьма условен, опытные наблюдатели двойных звезд зачастую измеряют разделение и позиционный угол более тесных, чем указанный предел, двойных (см известную книгу Куто). Конечно, не на порядок, но порой на десятки процентов - то есть, коэффициент в числителе, похоже, можно принять несколько меньшим (м.б., около 100).
Во-вторых, согласно критерию Найквиста (слышал бы Найквист, как его обсасывают и обсуждают ), для точной передачи информации на эдемент пространственного разрешения должно приходиться (по меньшей мере) 2 элемента аппаратного разрешения - то есть. хотя бы два пиксела. Таким образом, разрешение для Мицара можно принять порядка секунды и, следовательно, размер его изображения (при 20") должен быть порядка сорока пикселов. Можно больше, хотя это и не принесет новой информации, но имеющаяся будет восприниматься визуально проще.
Если вы проанализируете приведенные изображения Марса с Мицаром или подобными инструментами, то увидите, что, в основном, они такой размер в пикселах и имеют и разрешение на них не лучше чем одна секунда. Это не означает, что на них нельзя увидеть, например, очень темную контрастную деталь размером, например, 0.1 секунда - но размер ИЗОБРАЖЕНИЯ этой детали будет как раз около секунды.
Так что никакой мистики и магии в Регистаксе нет и смысл проводимых им манипуляций Вы понимаете вполне верно.

TO anovikov:
К сожалению, артефакты (ложные детали) при обработке Регистаксом таки бывают как следствие математики вэйвлетов - с этим приходится считаться и проявлять умеренность...
С уважением, Мирали

[deymos34]

В ситуации с, не побоюсь этого слова,  "регистаксоманией", охватившей в последнее время астро-цифро-фотографов форума не последнюю роль играет чисто психологический фактор. Люди действительно ВЕРЯТ в Регистакс как в чудодейственное лекарство, панацею от всех астро-бед, хотя на самом деле здесь больше подошел бы термин "плацебо"...

Простите, а вы сами-то Регистаксом пользовались? Я думаю, нет. Иначе никогда бы не говорили об "эффекте плацебо" применительно к нему. Регистакс реально работает. И это элементарно проверяется. Цифровой фотоаппарат у вас есть? Подойдет любой. Сделайте несколько снимков звездного неба, и сложите их в Регистаксе. Проницание по-сравнению с одиночным снимком серьезно возрастет. Вы сравните местоположение и яркость невидимых ранее звезд с атласом, и убедитесь, что это отнюдь не "выдумки" Регистакса.

Получение астро-фото с помощью Регистакса постепенно превращается в сложнейшее искусство, доступное лишь избранным.

Это не так. Серьезно улучшить свои снимки с помощью Регистакса может любой, даже совсем неопытный астрофотограф. А "избранные" - это те, кто может не просто улучшить качество снимка, но "вытянуть" из него все, что возможно. Ничего нового, в этом, впрочем, нет - астрофотографов, которые могут делать обычные снимки экстра-класса, тоже единицы.

[Mihail Sedyh]

2Cаша
Не могли бы Вы более коротко и ясно сформулировать то, что хотели сказать?

2All
Так, давайте разбираться.
Начнем с теоретического предела разрешения. Критерий Релея применим для точечных источников света, при контрасте перемычки 5%. Для черных точек на светлом фоне предел разрешения выше процентов на 30 навскидку, для линий он еще выше, кроме того матрицы уверенно регистрируют контраст существенно ниже 5%. Эмпирически для планет и сложения я бы предложил предел разрешения в 70-80"/Д.
Кстати насчет сложения:

Как известно, с помощью линейки с делением в 1 миллиметр нельзя измерить длину отрезка с точностью, скажем, до сотых.
Взяв среднее от большого числа измерений, мы получим число с нужным количеством цифр после запятой, не имеющее никакого отношения к истинной длине отрезка.

Возьмем отрезок и будем мерять линейкой (предположим дискретность отсчетов 1мм), измерив несколько раз получили зачения 100мм и 101мм. Традиционно можно принять длину отрезка =100,5+\-1мм. Теперь сделаем 100 таких отсчетов(предположим нам удалось избежать систематических ошибок) - получили к примеру 30 отсчетов 100мм и 70 отсчетов 101мм. Кто как думает, новая оценка в 100,7мм будет иметь такую же погрешность?
Теперь про матрицы. Как определить максимальный целесообразный масштаб изображения? В случае мозаичного фильтра на матрице, примем разрешение синего и красного каналов в 2 раза ниже физического. А также не мудрствуя примем критерий Найквиста. Получим, что на один предел разрешения системы необходимо 4 пикселя. Приняв критерий 80"/Д, получим для Мицара необходимый масштаб 5,5пикселей/", или 110 пикселей на 20"-й Марс. Разумеется атмосфера и аберрации внесут свои коррективы.

Изображений с разрешением, явно превышающим теоретическое, полученных регистаксом, я не видел.

Я цениваю разрешение на вот этих последних работах Юрия

в 5 пикселей (при абсолютном контрасте наверное было бы 4), что соответствует 0,59" при 150мм апертуре.

А если складывать ролик из 10000 кадров двойной звезды с разделением 0.5'', сделанный на Мицаре, считая масштаб снимка достаточно крупным - что мы увидим в результате?

НУ 0,5 наверное все же маловато, но 0,8" думаю вполне реально при грамотном исполнении.

Пожалуй, пока хватит, об особенностях Регистакса наверное в другой раз. 

[Пенелопа]

. Кто как думает, новая оценка в 100,7мм будет иметь такую же погрешность?

Да,  погрешность 0. 5 мм. 
Это  из физлабов.

[Mihail Sedyh]

Да, погрешность 0. 5 мм.
Это из физлабов.

Или 1мм? Какова погрешность в первом случае?

[Пенелопа]

Обычгно считают, что половина деления