О разрешении в планетной фотографии

[Gera]

Вобще-то на основании давнего спора несколько месяцев назад насчет "критерия 70/Д".

На самом деле, когда несколько лет назад я предлагал этот "критерий" речь шла скорее об оценке сверху максимального разумного масштаба изображения на матрице при планетной съемке на ч\б матрицу с учетом статистической обработки в зависимости от апертуры. Значение чисто эмпирическое основанное на анализе довольно большого количества фактического материала из разных источников (т.е. никакой теоретической базы я под него не подводил). Выше данного значения разгонять масштаб особого смысла не имеет даже при условии достаточной яркости (подчеркну - для обработки, которую сейчас можно назвать "стандартной"). При меньшем же масштабе можно потерять (не вытянуть) мелкие детали в основном за счет недостаточной пространственной частоты дискретизации матрицей. (При некотором опыте это вполне отчетливо чувствуется в процессе обработки). В тот момент мне показалось удачным привести данное значение в той же форме, что и у критерия Релея, о чем позже пожалел, т.к. это стало восприниматься  "посягательством на каноны". Тем не менее на практике данная оценка вполне работает.

Я не про давний спор, а относительно недавний когда пользователь nickhard про свой диссер упоминал. Не помню где эта тема.
Если на обьекте много границ свет\тень, то  их можно заузить обработкой(аналогичной аппаратной- аподизации) и можно наверно получить и 70/Д для двух темных точек - явное разрешение с перепадом яркости ядро-перемычка.  Но это ведь не означает, что все участки обьекта волшебным образом разрешаются до 70/Д - частот нет, и нуль контраста на протяженном поле - абсолютный, математический нуль, а не невидимый глазом\матрицей.  Из аналогичных посылов карту Плутона получали. Насколько она коррелирует с картой по затмениям Хароном  - история умалчивает.

Интересно, но "критерий 70/D" я также встречал в книге у Сикорука - речь шла о визуальном разделении двойной звезды самыми опытными наблюдателями при идеальных условиях...

А чего тут невозможного - см. выше. Здоровенный центральный экран - и вот они, две рядом. Иначе - только по вытянутости. И задача точного измерения совершенно корректна: фронты полностью известны(амплитуда и фаза постоянны), ФРТ известно. Да хоть до сотых секунды меряем. Тесные двойные так реально мерить, особенно цветные(спектральная фильтрация еще поможет).  Для известной формы (круг - ближайшие красные сверхгиганты, диск под углом - протопланетные облака) можно и яркость по диску исследовать. И главное- ничему это не противоречит: ни Релею, ни Б-В, ни другим.

[Ivan7enych]

Нашел интересную статью про деконволюцию на английском
http://jstarck.free.fr/Blind07.pdf

В конце весьма интересные примеры, вот по такому снимку (верхний левый) обработкой восстанавливается и разрешается двойная звезда (нижний правый).


И еще статья
http://jstarck.free.fr/pasp02.pdf

[Владилен]

Попробовал на выходных заставить компьютер найти решение задачки представленной Михаилом. Но планета оказалась "крепким орешком". Ранее используемые алгоритмы для выявления наиболее качественного кадра (минимизация ошибки между моделью и реальным кадром) сваливали решение либо к исходному изображению без обработки, либо портили до неузнаваемости. Поэтому уменьшил масштаб, ограничил количество итераций и контролировал оптимизацию субъективными методами (визуально). Работал с 8 bit изображением. В общем, появился повод заняться проблемой по-взрослому.  

[Mihail Sedyh]

Поэтому уменьшил масштаб, ограничил количество итераций и контролировал оптимизацию субъективными методами (визуально). Работал с 8 bit изображением.

По-моему это полностью убивает надежду получить какой-нибудь результат....

[Владилен]

Поэтому уменьшил масштаб, ограничил количество итераций и контролировал оптимизацию субъективными методами (визуально). Работал с 8 bit изображением.

По-моему это полностью убивает надежду получить какой-нибудь результат....

В целом, точно подмечено. Сейчас работаю в Маткаде и если добиваться от него результата в полном размере, то потребуется неделя времени, и это при не хилом компьютере. Кроме того, пока не научился принимать 16-бит картинки. Сел читать книжки про С++. Если кто может оказать помощь, буду рад.

[varta]

Помещаю в качестве доказательства справедливости формылы Релея,как предела разрешения в оптических системах статью из журнала "Земля и Вселенная" №2 1990.Возражайте!

[Владилен]

Чем дальше расчеты, тем «ближе» планета . Прошло примерно 800 последовательных приближений в попытке отыскать оригинал изображения. Дальнейшее продвижение качества не прибавляет. Одна из причин этого возможно заключается в том, что изображение при обработке оказалось 14, а не 16 bit. Причину этого я не нашел, однако если посмотреть на цифры градаций яркости, то видно, что они кратны 4. Фильтр Гаусс  при значении 5, оказалось, растягивает точку на 35 пикселей! На центральную точку приходится всего 1/150 часть общей освещенности, т.е. попался практически предельный случай. Интересно было бы увидеть оригинал. Картинка в формате bmp в виде архива прилагается.

[Дядя Лёша]

Помещаю в качестве доказательства справедливости формылы Релея,как предела разрешения в оптических системах статью из журнала "Земля и Вселенная" №2 1990.Возражайте!

  Николай, у меня есть подозрение, что Вы решили "прогнать коллег" по очередному кругу. Приведённая Вами "древняя" статья, на мой взгляд, только демонстрирует преимущество адаптивной оптики.

[Mihail Sedyh]

Извиняюсь, за задержку. Обещал опубликовать и забыл - нехорошо получилось...

Дальнейшее продвижение качества не прибавляет. Одна из причин этого возможно заключается в том, что изображение при обработке оказалось 14, а не 16 bit. Причину этого я не нашел, однако если посмотреть на цифры градаций яркости, то видно, что они кратны 4.

Ну т.к. количество пикселей меньше 64К, то полные 16бит нельзя получить в принципе, даже если все пиксели будут иметь разную яркость. А т.к. половина из них черные, то уже имеем меньше 15 бит даже теоретически. То, что все яркости кратны 4 вероятно связано с алгоритмами преобразований в ФШ. На самом деле я доволен тем, что удалось качественно "размазать" 8битную картинку на 14 бит...

Фильтр Гаусс  при значении 5, оказалось, растягивает точку на 35 пикселей! На центральную точку приходится всего 1/150 часть общей освещенности, т.е. попался практически предельный случай.

Угу, диаметр пятна 5 пикселей дает Гаусс со значением 0,4. Но Вы же сами просили вполне однозначно размытие Гаусса со значением 5 ?!

Интересно было бы увидеть оригинал.

Немедленно выполняю, вставив картинку на любезно оставленное Вами место. Ну и отдельно в ПНГ.

[Владилен]

Красивая планета!
Но сколько впереди еще работы, однако...

[Забелин Илья]

 Для меня вполне очевидно, что никакими хитростями и алгоритмами из левой картинки правую не получить.

  С уважением Илья

[BIG TRAIL]

Ну, в первом приближении ничё, похоже.  Но по деталям отличаются. Много "нового" можно открыть

[Владилен]

Немного поразбирался с "пролетами", похоже ошибся с подбором PSF. Михаил, будьте добры, сгенерируйте еще картинку, но все же нарисуйте перед размытием где-нибудь звездочку. Хорошие у Вас "планеты" получаются.

[Andrey-Chechako]

хорошо получилось. интересно, а что если не тянуть слабые детали?

[Владилен]

Получилось плохо, так как когда тренируюсь на "кошках" результат получается значительно лучше. Нужна независимая картинка для чистоты эксперимента.

[Mihail Sedyh]

Немного поразбирался с "пролетами", похоже ошибся с подбором PSF. Михаил, будьте добры, сгенерируйте еще картинку, но все же нарисуйте перед размытием где-нибудь звездочку. Хорошие у Вас "планеты" получаются.

Дык планету я выложил в 16битном пнг. Ставьте звездочки и размывайте как хотите....

[Владилен]

Спасибо, Михаил, благодаря Вашей планете много теории и практики перелопатить пришлось.

[Mihail Sedyh]

Чем больше думаю, тем больше прихожу к выводу, что для максимального вытягивания деталей необходимо учитывать два момента:
1) Турбуленто-аберрационно-шумо-статистическое пятно рассеивания должно быть намного больше предполагаемого к достижению разрешения. Т.е. если мы хотим получить разрешение не менее 0,5", то снимать надо в масштабе не 0,17-0,25"/пиксель, а минимум 0,05-0,1"/пиксель. Понятно, что технически это невозможно без значительного ухудшения "качества" сигнала, но мы же пока теоретизируем, ну предположем, что у нас есть супер камера...
2) Необходимо учитывать особенности яркостно-пространственной дискретизации сигнала электроникой камеры и дальнейчими цифровыми алгоритмами преобразований. Даже сырой РАВ с ч\б-матрицы может быть снят с нелинейной гаммой (в аналоговой части), что сделает некорректным применение единой ФРТ к точкам разной яркости. И даже простая коррекция уровней (в цифровой части) приведет к появлению разрывов в гистограмме, что опять же приведет к нарушению плавности ФРТ в отдельных местах. Не говоря уже про все остальное. А с цветными матрицами все еще намного, намного хуже.

Второй момент из-за его сложности можно пока исключить исследованием не реальных, а тестовых объектов.
А по первому пункту предлагаю следующий вариант исследования (если кому-то это вообще интересно, конечно):
Делаем большой объект (объект 1), сильно размываем его известной ФРТ (2), скажем на 20 пикселей (это не коэффициент в ФШ, а именно размер пятна), пробуем его максимально улучшить ПРОВЕРЯЕМЫМ МЕТОДОМ (3). Потом уменьшаем (2) в 4 раза и пытаемся его максимально улучшить традиционными методами - деконволюция вейвлеты и т.д.(4).
Далее сравниваем все картинки: (1) - мастаб 1:4, (2) - масштаб 1:4, (3) - масштаб 1:4, (4) - соответственно масштаб 1:1.
Цель эксперимента достигнута, если удалось (3) сделать более похожим на (1), чем (4).

[varta]

Я подвожу итог,который в мою пользу: РЕАЛЬНО ЛЮБИТЕЛИ АСТРОНОМИИ НА ДАННЫЙ МОМЕНТ НЕ МОГУТ ПРЕВЫСИТЬ ОПТИЧЕСКОЕ РАЗРЕШЕНИЕ ПО ФОРМУЛЕ РЕЛЕЯ,а именно 140:D(мм)".

[kryptonik]

Надо обязать всех «планетчиков» указывать в подписях своих фотографий достигнутое разрешение. Для набора статистики и проверки Релея. А если кто превысит, модераторам накладывать на провинившегося нерезкую маску.