Seeing monitor

[mo]

Спозицировал объектив на полярку.
Остаётся набрать статистику, начертив круг движения полярки и ... чуть сдвинуть объектив, если круг выйдет из кадра.

[mo]

... небо затянуло, но я успел отснять пару фитов. Хотел попросить посмотреть на них, потому как.... я пребываю в неуверенности, касательно качества этого объективища.

Все прошлые фиты были сняты на Synta 8x50 искатель. Эта же склейка от бинокля, мягко говоря, обладает аберрациями, в разы большими, чем тот искатель. Плюс к тому, в искатель полярку я выводил в центр, где на любом дешёвом объективе качество лучше краёв. Здесь же звезда всегда будет сбоку.

Как изменится точность измерения сиинга при диафрагмировании объектива до 30мм, например. А то и до 20мм. Резерв по gain есть, сейчас практически на нуле усиления снимаю.

А вот, небо дали. Ещё чуть поснимаю, потом выложу все фиты архивом.
Пока что настраиваю программу захвата фото, всё не удобно пока что.

[mo]

Допиливаю программу получения кадра с QHY5.
Нам точно нужна негорелая звезда для определения центроида?
Выдержку лучше не трогать, подбирать gain для получения максимального значения меньше максимума АЦП?

ДД выходит совсем околонулевой... порядка 3 бит глубиной.

[krussh]

Как изменится точность измерения сиинга при диафрагмировании объектива до 30мм, например. А то и до 20мм.

это даже хорошо! чувствительность метода растет с уменьшением диаметра.

Нам точно нужна негорелая звезда для определения центроида?

да. это необходимое условие.

[ekvi]

Пребываю в неуверенности, касательно качества этого объективища.

Обычно минимальную аберрацию делают для зоны 0.866. Но диафрагмирование до этого диаметра не помогает - вылезают зоны с 0.5 и ниже.
Да, при диафрагментировании волновая ошибка уменьшается, но сенсор реагирует на размер пятна, а он-то и не изменяется. Поэтому брать нужно объектив, изначально рассчитанный на малую светосилу. Тогда все аберрации будут малыми.

[mo]

Как изменится точность измерения сиинга при диафрагмировании объектива до 30мм, например. А то и до 20мм.

это даже хорошо! чувствительность метода растет с уменьшением диаметра.

Понял. Попробую оценить влияние диафрагмы на форму звезды.
Пока что как есть, без диафрагмы (в 8 бит без сжатия и с задранной гаммой, чтобы увидеть жуть-кошмар)

Нам точно нужна негорелая звезда для определения центроида?

да. это необходимое условие.

Это решил. Подбирает gain, делая серию юстировочных снимков, по которым следя чтобы максимум был в диапазоне 128..250, сохраняет gain для следующего кадра.

Пока что было не так много времени, но успел поснимать кадры примерно раз в минуту. Сохранил в ppm, пока не подключал cfitsio. Там прога на сях, мне нужно время вспомнить этот диалект. А время летом куда-то расходится само собой .

Сложил все кадры в режиме Sum в максиме, как я понимаю идеальный режим для формирования трека звезды. Что и планировал получить.

И трек этот подсказал мне:
а) чутка надо будет подвинуть объектив. А для этого неплохо бы сделать плавную регулировку;
б) то ли туча,то ли я ходил, то ли ... пойди пойми что, но заметный сдвиг под утро. Направление движения звезды справа налево;
в) похоже, на gain порядка 11% (используемый в этой связке при выдержке 0.05с) можно попробовать калибровать камеру. По крайней мере на сумме полоски чётче, что говорит об их повторяемости.
Однако, калибровка затруднена изменяющимся gain / offset (этот и вовсе сам себе генерал). Но стоит попробовать.

Собрал видео. Применил фильтр AutoLevels, чтобы было видно лучше. Из-за него мерцание фона, не обращайте внимания.



Однако, чуть отвлёкся от темы.
Буду неспеша модифицировать прогу для сбора 300 последовательно отснятых кадров для анализа сиинга. Конечно же, тратить 1.3 Мб на каждый кадр слишком расходно с точки зрения времени записи, в основном. Поэтому планирую организовать цикл определения сиинга так:
- запустили программу. Та делает первый кадр и находит центроид звезды. На низком gain / выдержке фатального битья на моей QHY5 нет даже летом, так что нужно просто найти максимум кадра и его координаты. Тем более просто, что максимум уже находится;
- центр звезды - это центр ROI, т.к. лень думать куда она движется. За 300 быстрых кадров звезда уйдёт не дальше чем на пяток пикселей, так что ставлю 100х100 от положения звезды на первом кадре;
- снимаю серию. Вероятно, на memory раздел, чтобы SD карту не убивать. Кормлю эту кучу проге определения сиинга. Уничтожаю все файлы. Пишу данные в базу.

... и заново.

[ekvi]

За 300 быстрых кадров звезда уйдёт не дальше чем на пяток пикселей

В Вашем ролике от 06.03.16 (300 кадров по 25 к/с) дрейф Полярной составил 12.5 пикселей - по пикселю в секунду!

В свою очередь у меня вопрос: как сложить два изображения, смещённых не на целое число пикселей, а на долю пикселя?
При округлении смещения до целого можно учитывать +/- 0.5 пикселя. А как учесть смещения более точно?
Можно ли при этом обойтись без аппроксимаций изображений аналитическими функциями?

[mo]

За 300 быстрых кадров звезда уйдёт не дальше чем на пяток пикселей

В Вашем ролике от 06.03.16 (300 кадров по 25 к/с) дрейф Полярной составил 12.5 пикселей - по пикселю в секунду!

Тот ролик смонтирован со сжатием времени (timelapse). На нём результат съёмки полярки раз в минуту с 19:57 по 2:46 утра.
Я же буду использовать другую скорость записи. Всё зависит от производительности "компьютера" и скорости подбора gain. Но по первичной оценке можно получить порядка 5 мелких кадров в секунду. То есть 300 кадров отснимутся за 300 / 5 = 60 секунд или за минуту. Смещение будет таким же, как в вышеприведённом ролике на 1 кадре. То есть совсем на чуть-чуть.

В свою очередь у меня вопрос: как сложить два изображения, смещённых не на целое число пикселей, а на долю пикселя?
При округлении смещения до целого можно учитывать +/- 0.5 пикселя. А как учесть смещения более точно?
Можно ли при этом обойтись без аппроксимаций изображений аналитическими функциями?

Вот тут я не подскажу ничего. Возможно, стоит в другой теме задать этот вопрос, или читающие здесь ответят.
Мои теоретические знания слабы, я больше "гайки крутить" люблю.

[ekvi]

То есть 300 кадров отснимутся за 300 / 5 = 60 секунд

"Чтобы центр звезды был не пережжён" - это условие Вы выполнили превосходно. А вот с регулярностью кадров (чтобы они шли с частотой 25 - 30 и более кадров в сек) - тут промах...
Но в этом вопросе спасение в том, что "макушечный" способ измерения сиинга - статистический и для него безразлично, в какой последовательности, лишь бы было изобилие кадров. И тут можно ф/к Кэнон отснять несколько тысяч кадров с выдержкой 1/4000 сек через 5 сек - этим и планирую заняться в ближайшее "небо" - посмотрим, что из того получится.

я больше "гайки крутить" люблю

Ну, гайки крутить мы все любим!
Алгоритм сложения снимков найден: складываются сигналы по частям со всех ближайших пикселей, "наехавших" на пиксель-сумматор, а таковых всего три.

[mo]

"Чтобы центр звезды был не пережжён" - это условие Вы выполнили превосходно. А вот с регулярностью кадров (чтобы они шли с частотой 25 - 30 и более кадров в сек) - тут промах...

Ага, это была пристрелка, снятая скорее с целью нарисовать трек от полярки, чем для определения сиинга.
Сейчас перевожу формат записи с ppm на fit и с целого кадра перехожу на кроп.

[ekvi]

Нюансы работы с программой мониторинга сиинга.
1. Снимки должны идти непрерывной чредой, без пробелов. Пробел вводит диссонанс при определении шага дрейфа. При длительном пробеле происходит обрыв последовательности.
2. Когда облачность становится непрозрачной - происходит разрыв последовательности, автоматическая обработка остатка последовательности становится невозможной.
3. Программа ДельфиСГ может обрабатывать и ролики, и регулярную последовательность снимков, сделанную, например, ф/к Кэнон (см. илл), но последовательность пока должна быть не слишком длинной (~ до 30 кадров). Длинная последовательность снимков с шагом 5с сопровождается громадным дрейфом (на илл. - 77 пикселей, что на порядок больше, чем у ролика в 300 кадров).
Однако, можно использовать "сжатие времени", - и тогда проблем не будет:

Тот ролик смонтирован со сжатием времени (timelapse). На нём результат съёмки полярки раз в минуту

4. При съёмках объективом с F/D < 6, даже при ИСО = 3200, сделать выдержку менее 1/125 не удаётся. Поэтому для изучения, учета и коррекции высокочастотных дрожаний атмосферы путём съемки регулярной последовательности снимков с малой экспозицией нужен боле светосильный объектив.
В интернет-магазинах есть предложения на в-камеры IQ MXU с частотой кадров до 500 к/с с размером кадра до 320х200 пикс.
5. Программа ДельфиСГ позволяет обрезать снимки. Но здесь важно не переборщить: снимок менее 256х256 пикселей уже трудно обработать, т.к. вокруг Полярной д.б. поле rSpot*4, + края rSpot*2, + дрейф, причём rSpot > Dairy*10.
6. Сложение снимков - согласно известному принципу понижения уровня шумов - позволяет рафинировать изображение объекта. Однако расфокусировку и пр. постоянные ошибки объектива и слежения устранить таким образом не удастся. Это - к вопросу о качестве объектива. Но, как отмечал krussh, дрожание атмосферы определяется по макушке звезды, а она своего положения в пятне не меняет. Потому для простого сиинг-измерения качество объектива безразлично - наверное, можно использовать даже одиночную линзу.

Суммирование кадров с учётом дрожания атмосферы даёт ключ к решению проблемы разрешения тесных двойных звёзд при их съёмке со дна воздушного океана. Для этих целей объектив должен иметь дифракционное разрешение.
Но это - пока. А в дальнейшем разработанную технологию можно применять для ослабления влияния турбуленции при съёмке планет и т.п. ярких малых объектов в пределах так наз. "апланатизма". Аппаратурно это возможно при одновременной съёмке на одну матрицу объекта и гидирующей звезды. Можно снимать на две матрицы, но потребуется точная синхронизация двух в-потоков.
И, конечно, всё это будет возможно (пока) в пределах радиуса Фрида, т.е. для объективов Ф50 - 70 мм.

[mo]

С дельфями у меня никак не получится малину подружить. Там будет прога на питоне от krussh

[ekvi]

С дельфями у меня никак не получится малину подружить. Там будет прога на питоне от krussh

moscow, не зарекайтесь! Какие наши годы? Бывало, только откажешься от чего-то, тебя тут же осенит применить отказанное, и начинаешь посыпать голову пеплом ...
Последняя версия ДельфиСГ, с роликами, ужатыми до размера кадра 256х256: https://yadi.sk/d/SNz3Cf2tsC6Nf

[Serj]

2. Турбуленцию атмосферы необходимо исследовать не только на нижних частотах (= частоте кадров видеокамеры, ~ до 30 Гц), но, что может быть ещё более существенно, на частотах до 1000 Гц. А для этого требуется специализированная видеокамера с частотой кадров более 2 тыс. к/с.

Я тут экспериментировал несколько лет назад, сейчас с современными камерами должно быть попроще. https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,44511.msg1509903.html#msg1509903

[ekvi]

Я тут экспериментировал несколько лет назад

Serj!
Постоянно памятую Ваши результаты.

Провёл эксперимент с асинхронным приводом от НПЗ: он НЕ ОКАЗЫВАЕТ ВЛИЯНИЯ на измеряемый сиинг.
В этом сообщении на иллюстрациях привод отключен.

[ekvi]

На этих иллюстрациях привод полярной оси был включён.
Амплитуда дрожаний Полярной, Кш и сиинг - в пределах собственных флюктуаций параметров атмосферы.

[ekvi]

частота колебаний оценивается исходя из радиуса Фрида и скорости ветра. При типичных значениях Rf=50mm, скорости ветра 5м/с, получаем около 100Гц.

Хотя здесь речь идёт о типичной частоте дрожания изображения звёзд, хочу высказать одно принципиальное соображение о природе турбуленции.
Как-то само-собой подразумевается, что турбуленция обусловлена ветром, т.е. перемещением воздушных масс в направлении, поперечном лучу зрения. По-моему, это совсем не так. А чем обусловлен минимум сиинга в 0.5 секунды? - во время полного штиля, при скорости ветра 0.5 м/с и ниже?
Вспомним, как в аквариуме, где нет течения, всплывают пузырьки воздуха. А что привносит течение (=ветер)? - обычный параллельный перенос. Выходит, турбуленция обусловлена более всего температурным градиентом по высоте и его вариациями в поперечном направлении.

И - одно наблюдение по теме.
Исследование дрожания изображения звёзд в длиннофокусном телескопе с большой апертурой (Ф240х3100 мм) показало: наклоны (перемещение изображения звезды, как целого) имеют на порядок более высокую частоту по сравнению с частотой фрагментации (дробления) пятна, обусловленной радиусом Фрида. То есть, всё пятно буквально скачет от кадра к кадру, но его фрагментация происходит очень медленно. Таким образом, при помощи быстрогида и малого зеркальца устранив указанные скачки пятна, мы имеем возможность даже при частоте кадров 30 к/с производить программную консолидацию не только фрагментированного пятна, но и всего изображения (в пределах апланатизма).

[mo]

даже при частоте кадров 30 к/с производить программную консолидацию

К сожалению, без использования искуственный звезды АО от сбига (например) может дать край 10 Гц. Если не рассматривать крайние единичные случаи, типа быстрогидирования по Веге.

А чаще 2..5 Гц (зависит от snr звезды, который не может быть экстремально низким).


А я вернулся из отпуска и начал писать программу захвата с QHY5. Пока что для AllSky (там у меня тоже QHY5), но "руку набью" и опыт буду использовать в этом проекте. Я давно на сях не писал.

[krussh]

Студентка в рамках курсовой работы написала прожку для камер Allied Vision с GigE и срастила все с питоновским скриптом.
Исходники после защиты могу выложить.

[mo]

Студентка в рамках курсовой работы написала прожку для камер Allied Vision с GigE и срастила все с питоновским скриптом.
Исходники после защиты могу выложить.

Отлично ж.
А я научился с QHY на малине общаться. Теперь нужен этот питоновый скрипт.