Электронная очистка кадра

[ath]

Читаю про то, как телескопы формируют изображение.

Из прочитанного следует, что каждая звёздочка или часть поверхности планеты формирует не только точку изображения (круг Эйри), но и кольца вокруг неё.  В рефлекторах, при росте центрального экранирования, эти кольца становятся всё более яркие и затрудняют различение контрастных деталей.

Стало интересно, возможно ли уничтожить этот эффект колец программными методами.

Допустим, у нас есть кадр.  Тот же мой снимок Луны, снятый в прямом фокусе телескопа.  Пройдясь по точкам, мы для каждой точки изображния формируем соответствующий растр дифракционных колец и вычитаем их яркость из кадра.  Понятно, что истинный цвет точки мы сразу узнать не можем, т.к. он является суммой всех соседних дифракционных колец.  Но благодаря тому, что кольца слабее диска Эйри, за несколько проходов вычитания колец очередного приближения из исходной картинки мы можно приблизиться к картинке без колец.  Возможно, есть и другие математические решения.

Вопрос, такие «электронные очистители» уже кем-нибудь разработаны?  Теоретически они должны нивелировать ЦЭ, а также несколько улучшать картинку рефракторов.

[Pilgrim]

Ещё чуть-чуть гугления, и "изобретёте" деконволюцию.

[Кулачатов Алексей (Arch0n)]

...Понятно, что истинный цвет точки мы сразу узнать не можем, т.к. он является суммой всех соседних дифракционных колец.

Судя по тому что автор так и не отказался от идеи истиного цвета за один кадр предупрежу. Деконволюция в первую очередь усиливает шумы поэтому для одиночного кадра бесперспективно.

[ath]

Речь, конечно, не конкретно о цвете (красный-зелёный-синий) точек изображения.  Скорее, освещённости (яркая-тёмная).

Тему о деконволюции нашёл через Оглавление:
https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,29100.0.html

Спасибо, именно она.  Но, почитав, как-то страшно стало.    Здесь программе надо в точности знать, какая у твоего телескопа дифракционная картина.  Чуть ошибёшься, будешь изучать не звёздное небо, а глюки алгоритма — как и в случае шарпинга/вейвлетов. 

Шумов, при съёмке Луны на ИСО 400, вроде не очень много.  На 1600 действительно, Луна — психоделическая мозаика из цветных пикселей, за которой деконволюции будет сложно угадать оптику.

[Кулачатов Алексей (Arch0n)]

Шумов, при съёмке Луны на ИСО 400, вроде не очень много.  На 1600 действительно, Луна — психоделическая мозаика из цветных пикселей, за которой деконволюции будет сложно угадать оптику.

Беда в том что аглоритм и на ISO 100 прекрасно находит шумы.

[ath]

Вероятно, это был однопроходной алгоритм.

Получив, с помощью очередной деконволюции, более качественный кадр номер N имеет смысл использовать его на следующем шаге деконволюции для вычитания дифракционных кругов из снимка №1.  Тогда по крайней мере оптические помехи будут играть меньшую роль.

Важно лишь, чтобы при многопроходной схеме шумы матрицы не усиливались. ***(сноска)***

При усреднении кадров можно условно принять, что объект на протяжении съёмки не меняется.  В этом случае дифракционные круги можно вычесть из каждого кадра и сложить их заново.  Опять же, получив более качественный снимок, всю операцию можно повторить.

***()***
Хотя если многопроходная деконволюция будет усиливать шумы матрицы, это просто находка!  Их же можно будет потом отнять из кадра.

Вообще, само наличие дифракционных кругов вокруг диска Эйри может служить детектором оптического сигнала.  Если яркость пикселя не подтверждается правильной (для данного объектива) дифракционной картиной, это на 100% шум матрицы.  И наоборот, наличие дифракционного круга подтверждает достоверность пикселя.

[Дмитрий Маколкин]

Вероятно, это был однопроходной алгоритм.

Получив, с помощью очередной деконволюции, более качественный кадр номер N имеет смысл использовать его на следующем шаге деконволюции для вычитания дифракционных кругов из снимка №1.  Тогда по крайней мере оптические помехи будут играть меньшую роль.

Важно лишь, чтобы при многопроходной схеме шумы матрицы не усиливались. ***(сноска)***

При усреднении кадров можно условно принять, что объект на протяжении съёмки не меняется.  В этом случае дифракционные круги можно вычесть из каждого кадра и сложить их заново.  Опять же, получив более качественный снимок, всю операцию можно повторить.

***()***
Хотя если многопроходная деконволюция будет усиливать шумы матрицы, это просто находка!  Их же можно будет потом отнять из кадра.

Вообще, само наличие дифракционных кругов вокруг диска Эйри может служить детектором оптического сигнала.  Если яркость пикселя не подтверждается правильной (для данного объектива) дифракционной картиной, это на 100% шум матрицы.  И наоборот, наличие дифракционного круга подтверждает достоверность пикселя.

Очередной сферический конь в вакууме... А атмосферу кда денем?

[ath]

Очередной сферический конь в вакууме... А атмосферу кда денем?

Не понял.

Атмосферные помехи возникают до объектива.  То есть устранение влияния дифракционных колец даст чистую картинку, включающую как звёзды, так и атмосферные помехи.

[Дмитрий Маколкин]

Очередной сферический конь в вакууме... А атмосферу кда денем?

Не понял.

Атмосферные помехи возникают до объектива.  То есть устранение влияния дифракционных колец даст чистую картинку, включающую как звёзды, так и атмосферные помехи.

Апертура телескопа действует как фильтр высоких пространственных частот, снижая контраст тем больше, чем выше частота, а начиная с некоторого значения полностью их удаляя. Вы пытаетесь тем или иным способом увеличить амплитуду пространственных частот в снимке, обладающем теми или иными шумами, так что вместе с полезным сигналом Вы неизбежно увеличите и шумы. Так как у нас нет информации о том, каким было бы изображение на самом деле, то мы никогда не сможем отличить шум от мелких деталей. Так что насколько Вы хотите выделить мелкие детали - настолько Вам надо уменьшить шумы. Уменьшать шумы можно двумя способами: 1. совершенствуя приёмник и метод регистрации 2. складывая много кадров для увеличения отношения сигнал/шум.  Складывать кадры Вы пока не хотите, приёмник у Вас один и тот же.
Вы ведь уже пробовали нерезкую маску, вейвлеты и иные способы? Поверьте, деконволюция с известной аппаратной функцией Вашего телескопа не даст принципиально лучшего результата. Проверено неоднократно на практике очень и очень многими, да и мат.аппарат этого дела хорошо разработан. Почитайте того же Гонсалеса и Вудса, например, выходила такая книга...