Варианты обработки планетных изображений

[Mihail Sedyh]

Алексей, ответил в личку.

[Tony]

Антон, дык тоже все руками делатся. Вначале прямое преобразование в АИПе, дальше на ФШ в слое над спектром рисуется маска, эта маска отрывается в АИПе, создается маскированный спектр и собственно обратное Фурье-преобразование....

Это понятно.
Почему маска именно такая, с таким положением и размером «дырок»? Подобрана методом проб и ошибок или были какие-то логические соображения?

[Mihail Sedyh]

Подобрана методом проб и ошибок или были какие-то логические соображения?

В основном методом проб. Какая-то логика конечно есть, но серия экспериментов все равно необходима.
Причем это не наилучший вариант, а просто первый вариант, который меня устроил применительно к довольно низкокачественному изображению (8-битный джипег).
Все, что вне круга - высокочастотный шум и джипег-артефакты, это определяется довольно легко.
Полосы вертикальные, значит области шумов надо искать на горизонтальной оси спектра.
Т.к. полосы размыты и слегка волнистые, то области шумов также размазаны. Не знаю, как на опубликованной картинке, но на оригинальном спектре можно заметить некоторое увеличение яркости в замаскированных областях.
Собственно все остальное подбирается опытным путем.   

[Tony]

Все, что вне круга - высокочастотный шум и джипег-артефакты, это определяется довольно легко.

Небольшое уточнение – FFT разложение даже абсолютно незашумленного сигнала показывает некоторое количество высокочастотных компонентов (пример, фурье-разложение прямоугольного сигнала). Поэтому я и спрашивал о том, какая операция была сделана с помощью маски, т.е. высокочастотные компоненты были убраны совсем или приглушены. Но совершенно согласен, что джипег-артефакты будут преобладать над ними.

[Mihail Sedyh]

Поэтому я и спрашивал о том, какая операция была сделана с помощью маски, т.е. высокочастотные компоненты были убраны совсем или приглушены. Но совершенно согласен, что джипег-артефакты будут преобладать над ними.

Антон, все было убито насмерть. Т.е. опубликованная маска прменялась как есть (кроме границ - цвет абсолютно черный).
Понятно, что если б там был очень резкий лимб или резкие границы деталей, то они бы размылись, но ничего резкого там не было кроме того же джипега.

[GTA]

еще немножко про Фурье-фильтрацию.
людям, кторые имеют отношение к радиотехнике (а таких немало тут), должно быть знакомо понятие "спектр сигнала" - это по сути иная форма представления сигнала как функции от параметра (скажем времени) f(t)  в виде спектра - линейной суммы гармонических колебаний, графически выражаемой в виде гистограммы, где по оси абсцисс откладывается частота, а по оси ординат - амплитуда. очевидно, что если исходный сигнал имеет некие периодичности в своем проявлении, то они отразятся в виде всплесков в спектре на соответсвующих данным периодичностям частотах. задавивив эту часть спектра фильтром мы задушим и эти периодичности в исходном сигнале.

поэтому задача предельно проста - получить спектр сигнала по средством быстрого перобразования фурье, профильтровать нежелательные частоты в спектре, а потом вернуться опять к сигналу по средством обратного БПФ.

еще один нюанс. нам приходится иметь дело не с линейным сигналом, а с пространственным (двумерным), где функция (скажем яркость) звисит от 2-х координат: f(x,y). поэтому спектр тоже будет двумерным. любые перидичности в сигнале (паттерн) отразятся всплескками на соответсвующей оси - горизонтальный паттрн на вертикали, вертикальный - на горизонтали. в общем случае (диагональный паттрен) всплеск будет на оси, перпендикулярной паттерну, т.к. именно при движении по этой оси мы будем испытывать максимум колебаний от яркого к темному с данной периодичностью.

для редактирования спектра я пользуюсь бесплатной програмкой Image Analyzer:
http://meesoft.logicnet.dk/Analyzer/
там среди фильтров есть "Frequency domain filter" - это он и есть, фурье.
для примера покоцаем мою фотку города Груйтуйзена, который я снял в начале Мая и в которой вылез жуткий горизонтальный паттерн.

[GTA]

спектр данной картинки выглядит вот так.

тут нужно заметить, что Аналайзер рисует только половинку спектра, т.к. он симметричен для амплитуды (фаза будет отличаться, но она нам не нужна). берется только нижняя половинка для редктирования. ноль пространственных частот в нормальном спектре будет находиться в центре картинки спектра (см. картинку Миши например чуть выше). в случае аналайзера это середина на верхней границе, вобщем откуда выходят все спицы.
картинка спектра уменьшена до 75% от оригинала

[GTA]

вот эта длинная шпага, идущая вниз по вертикали и есть горизонтальный паттерн. дальше нужно просто ее затереть ластиком. пользоваться точно так же как при рисовании в паинт-браше - ширина ластика задается в pen size, так же можно поиграться с масштабом спектра. что он делает я до конца не понял, но похоже переходит на логарифмический масштаб.
вобщем, затираем шпагу, а так же усы, идущие вдоль верхней границы окна - это тоже артефакты, но уже по вертикали.
редектированный спектр выглядит так:

[GTA]

нажимаем "ОК" и смотрим результат. если не удовлетворяет, то пробуем другое затирание.

вообще, приходится именно методом тыка подбирать наилучший вариант, хотя теория тут тоже поможет - если понимать что такое двумерный спектр, то будет ясно что где искать. но даже после этого все равно приходится подобрать наилучший вариант эмпирически.
можно поиграться с разными картинками и посмотреть их спектры - что и как выглядит. можно позатирать отдельные части спектра и посмотреть какой эффект это даст. так же можно порисовать в паинтбраше разные паттерны и посмотреть их спектр - ясно будет что и где примерно искать на нормальной картинке спектра.

[GTA]

убрав патерн, мы так же открывем себе путь для дальней шей обработки, т.к. теперь паттерн не будет усиливаться, а значит портить картинку еще больше. например, можно картинку продеконволючить, скажем в том же аналайзере сделать деконфолюцию gaussian blur задав spread = 4.33

[GTA]

теперь по поводу последнего Юпитера INPan-а  ( https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4408.msg319288.html#msg319288 ). спектр его (убрав надписи) выглядит так:

[GTA]

я уже не помню что я точно сделал со спектром, но затирание было примерно таким:

[Mihail Sedyh]

я уже не помню что я точно сделал со спектром, но затирание было примерно таким:

Собственно, если добавить вторую половину, то получится та же "пятачковая" маска. Игорь, в общем если окончательно решил рисовать на своих фотках такой паттерн - осваивай методику его ликвидации (ее для тебя уже разработали).
ЗЫ. Юр, в ответ №50 стоит добавить ссылку на картинку Игоря:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,4408.msg319288.html#msg319288

[GTA]

Миша, спасибо! ссылку добавил

[GTA]

Джентельмены, может все-таки послушаемся Олега и попробуем сравнить разные методы обработки? (см. самое первое сообщение темы). Должен же быть какой-то оптимум для определенной группы условий.

Я решил уже хоть что-то начать делать в этом направлении. Итак, за основу была взята фотография дна Клавия сделанная Вэсли Хиггинсом (Wes Higgins), т.к. пожалуй это самое лучшее что я встречал до исх пор. Она была откроплена и уменьшена в 2 раза (чтоб убрать jpeg артефакты). В правом верхнем углу добавил черный квадрат с белой точкой по середине (там будет PSF).

После этого все операции велись в 16 битах (иначе нет смысла).
2-я фотография это заблюренная первая (гауссово размытие, радиус 4 пикселя). "Узнаете брата Колю?" (с) - это то, что мы обычно имеем на выходе реджистакса. Шум отсутсвует, так что алгоритмы сравниваются в "идеальных" условиях (что равносильно суммированию очень большого числа кадров при хорошем и откалиброванном светоприемнике).

Если кто захочет попробовать свою обработку - скажите, я вышлю 16-битный fits, т.к. с данным jpeg-ом делать что-то бесполезно.

[GTA]

Первый тест - Ричардон-Люси. Обработка в AIP4WIN и StellarMagic (фриварная программа). Шумодавка в AIP отключена.
в обоих случаях 25 итераций, радиус - 4.

[GTA]

второй - Ван-Циттерт. Аналогично - AIP & SM, 25 итераций без шумодавок.

[GTA]

третий вариант - Максимум Энтропии в SM (30 итераций - известный факт, что МЭ требует больше итераций) и вэйвлеты в PixInsight.

PS во всех случаях проводилась небольшая растяжка гистограммы ()кроме исходника), т.к. слишком темно былою