Систематическая ошибка измерения FWHM в MaximDL

[Pilgrim]

Отделено от темы "Вопросы по MaxIm DL" - П.Б.

Хозяйке на заметку.

Давно подозревал, но сейчас проверил. Сгенерировал звезду гауссианой на пробном ФИТСе, обмерил в Ирисе и Максиме (v5.10).

Maxim DL занижает значение FWHM звёзд на ~11% (а для значений менее 2pix наблюдается рост ошибки).

На всякий случай, попробовал и субпиксельно сдвинутую искуственную звезду (на 0.5 пикселя по горизонтали и вертикали), характер ошибки не изменился. От смены в Максиме апертуры измерения, факт не меняется.

Вывод: Впредь, когда будем мериться FWHM-ами, просьба делать зарубки, стоя с той же стороны стола юзать Ирис, он рулит.

[KMM]

Сгенерировал звезду гауссианой на пробном ФИТСе, обмерил в Ирисе и Максиме (v5.10).

Интересно, а чем именно сгенерировали, изготовили фитсы? Хотелось бы самому всё увидеть, да и побаловаться параметрами.
Да и для других тестов, создания иллюстраций может быть полезно овладеть такой методикой.

[Pilgrim]

Сгенерировал звезду гауссианой на пробном ФИТСе, обмерил в Ирисе и Максиме (v5.10).

Интересно, а чем именно сгенерировали, изготовили фитсы? Хотелось бы самому всё увидеть, да и побаловаться параметрами.

Своей прогой, по формуле:


 Запись фитсов через библиотеку CFITSIO. Прогу публиковать смысла нет, её основной функционал другой и пока не работает . Просто там под рукой нужный код был, вот попутно и решил проверить давние сомнения.

Удивил своей точностью Ирис, учитывая квантование (ФИТС целочисленный) и дискретизацию - низкий сэмплинг для мелкой звезды.

[KMM]

Жаль, что без автора не работает.
Ну, хотя бы тестовые фитцы можно выложить?

[Pilgrim]

Сделал фитс с набором звёзд. Расчетный FWHM от 1.0 до 3.8 с шагом 0.2
Ориентация оси Y Ирисовская, т.е. в Максиме подписи будут отзеркалены по вертикали. Исправить можно через меню [Edit]->[Flip]

Заодно, перед генерацией, прописал в коде более точно констану отношения FWHM к сигме ( ~ 2.354820045031 т.е  2*sqrt(2*ln(2)) ). Теперь у Ириса ошибка менее 0.01pix (фактически ноль, т.к. он показывает только две цифры после запятой)

http://www.fireplant.com/delme/fwhms_1_to_3.8_step0.2.zip (архив, 5кб)

P.S. У кого ПиксИнсайт есть, гляньте тоже пожалуйста.

[KMM]

Спасибо!
Хм, в ириске смотреть прям не интересно - всё совпадает с подписями.

ЗЫ. Так не привычно выдеть звёзды такими идеальными!

Мне был бы ещё интересен тест для фотометрии. FWHM, скажем, пусть будет 2.6. Можно несколько звёздочек с разным известным блеском? Картинка только должна быть чб. (Сам я занимаюсь наблюдениями переменных звёзд, а раз такое выплывает с разной апроксимацией звёздных изображений, то встаёт вопрос про корректность и фотометрии. Хотя в МаксимДЛ простая апертурная фотометрия, но тест хотелось бы устроить.)

[KMM]

Кстати, интересно было посмотреть, что показывает "Show PSF" из "Deconvolve" - звезда прибавила в диаметре.
(Если это у меня не только в глазах из-за позднего времени уже "дорисовывается"  , но на исходнике 11 пикселей в FWHM=3.8, а в моделе - 13.)

[Pilgrim]

Кстати, интересно было посмотреть, что показывает "Show PSF" из "Deconvolve" - звезда прибавила в диаметре.
(Если это у меня не только в глазах из-за позднего времени уже "дорисовывается"  , но на исходнике 11 пикселей в FWHM=3.8, а в моделе - 13.)

Там у них в Deconvolve, указываемая цифра "PSF Radius" это сигма, а не половина FWHM. Об этом контекстный хелп по "?" говорит. Чтобы получить нужную сигму, надо поделить желаемый FWHM на коэффициент 2.354820045031. Тогда звезда Максимом генерируется правильная, но его же процедура измерения, по ней всё так же врёт 

То есть хотим звезду с fwhm 3.0pix, указываем сигму 3.0/2.35...~=1.274, и генерируется звезда, про которую сам Максим говорит fwhm=2.684, а Ирис искомые 3.00. Как раз, получилась независимая проверка моего генератора, мало ли.

Мне был бы ещё интересен тест для фотометрии. FWHM, скажем, пусть будет 2.6. Можно несколько звёздочек с разным известным блеском? Картинка только должна быть чб. (Сам я занимаюсь наблюдениями переменных звёзд, а раз такое выплывает с разной апроксимацией звёздных изображений, то встаёт вопрос про корректность и фотометрии. Хотя в МаксимДЛ простая апертурная фотометрия, но тест хотелось бы устроить.)

Сейчас попробую. Только там не интересно, ведь идеальные звёзды будут отличаться только домножением на константу, согласно "инструментальной" зв. величине. Вряд-ли какие-то расхождения могут вылезти более, чем из-за округления в целочисленном фитсе.

[Pilgrim]

Вот линейка от 0 до 9.5 звездной величины включительно, с шагом 0.5. FWHM= 2.6. Максим "нулевую" меряет как -3.499, это можно принять за инструментальную константу (я "нулевую" задал, как звезду с пиком в 32767 = 2¹⁵-1, максимальное значение ADU в Ирисе).

http://www.fireplant.com/delme/mag_0_to_10_step_0.5.zip

Но тут уже на слабых звёздах играет роль квантование (целочисленное округление). Там где с шумами фона было бы среднее значение 0.1, тут будет строго ноль. По этой же причине, измеряемая FWHM с падением яркости уменьшается. Добавить что ли шумов?

[mo]

Хозяйке на заметку.

Давно подозревал, но сейчас проверил. Сгенерировал звезду гауссианой на пробном ФИТСе, обмерил в Ирисе и Максиме (v5.10).

Maxim DL занижает значение FWHM звёзд на ~11% (а для значений менее 2pix наблюдается рост ошибки).

На всякий случай, попробовал и субпиксельно сдвинутую искуственную звезду (на 0.5 пикселя по горизонтали и вертикали), характер ошибки не изменился. От смены в Максиме апертуры измерения, факт не меняется.

Вывод: Впредь, когда будем мериться FWHM-ами, просьба делать зарубки, стоя с той же стороны стола юзать Ирис, он рулит.

Игорь, подскажи пожалуйста, что такое Ирис?
Шучу, конечно, но блин, я ирис открывал два раза и то пока split_cfa не появился в виде экзешника. Ты ещё всех ирафа попроси поставить, потому что тот кажет как надо.

Насчёт измерения FWHM в разных программах я давно просил чтобы указывали в чём и как меряют. Одно дело пройтись максимом по полю и руками найти звезду с поменьше fwhm, другое дело в том же максиме, ccd inspectore, dss и т.п. осреднить все непережённые кадры по полю, третье дело кропнуть 1000х1000 центр и осреднить все его звёзды.

В смысле, я и поддерживаю твою мысль об унификации и негодую от выбранного инструмента

[Юрий Торопин]

Сделал фитс с набором звёзд. Расчетный FWHM от 1.0 до 3.8 с шагом 0.2P.S. У кого ПиксИнсайт есть, гляньте тоже пожалуйста.

PixInsight на этом файле выдаёт абсолютно точные значенияя при использовании Гауссианы в качестве функции аппроксимации.
Было бы странно, если бы это было не так?

При использовании разных Moffat'ов в качестве целевых функций значения FWHM получаются, понятно, другими.

[Юрий Торопин]

Вот линейка от 0 до 9.5 звездной величины включительно, с шагом 0.5. FWHM= 2.6.
Но тут уже на слабых звёздах играет роль квантование (целочисленное округление). Там где с шумами фона было бы среднее значение 0.1, тут будет строго ноль. По этой же причине, измеряемая FWHM с падением яркости уменьшается. Добавить что ли шумов?

Вот как PixInsight измеряет эту линейку "гауссовых" звёзд гауссианой.
***
Маленькое  замечание.
Какую функцию лучше использовать для аппроксимации эмпирических PSF (гауссиану, Моффата) - это открытый вопрос. Разница в результатах, даваемых разными пакетами, зачастую связана не с тем, что они не умеют аппроксимировать гауссиану, а с тем, что они используюь более сложные многопараметрические модели, которые дают лучшее приближение.
Обсуждалось в заглохшей теме про локальную атмосферную аномалию...

PPS: Игорь, хочешь результатов, приближённых к настоящим, - надо добавлять фон, шум фона и "данных", случайно генерить несколько звёзд с одинаковыми параметрами, усреднять результаты по популяции и т.д. Иначе получается типичный "сферический Гауссов конь в вакууме".

PPS: Модераторы, обсуждение FWHM в Максиме - это оффтопик, нет?

[KMM]

Вот линейка от 0 до 9.5 звездной величины включительно, с шагом 0.5. FWHM= 2.6. Максим "нулевую" меряет как -3.499, это можно принять за инструментальную константу (я "нулевую" задал, как звезду с пиком в 32767 = 2¹⁵-1, максимальное значение ADU в Ирисе).

http://www.fireplant.com/delme/mag_0_to_10_step_0.5.zip

Спасибо!

Но тут уже на слабых звёздах играет роль квантование (целочисленное округление). Там где с шумами фона было бы среднее значение 0.1, тут будет строго ноль. По этой же причине, измеряемая FWHM с падением яркости уменьшается. Добавить что ли шумов?

Хм, мож и в самом деле попробовать с шумами, потому как неожиданно для меня точность отвратительная получилась для слабых звёзд, особенно, если сама звезда сравнения была выбрана из слабых, но точность возрастает при уменьшении апертуры, даже если большая часть изображения звезды оказывается вне апертуры.
А ещё интересно было бы посмотреть без шумов, но с последовательностью, где было бы смещение на полпикселя через одну звезду в этой последовательности.

А на данной картинке было интересно увидеть, как изменяется FWHM с блеском. Почему-то максимальное FWHM было у звезды 8m.

[KMM]

Кстати, интересно было посмотреть, что показывает "Show PSF" из "Deconvolve" - звезда прибавила в диаметре.
(Если это у меня не только в глазах из-за позднего времени уже "дорисовывается"  , но на исходнике 11 пикселей в FWHM=3.8, а в моделе - 13.)

Там у них в Deconvolve, указываемая цифра "PSF Radius" это сигма, а не половина FWHM. Об этом контекстный хелп по "?" говорит.

Да, конечно, я и не говорил, что "PSF Radius" - это половина FWHM.

Чтобы получить нужную сигму, надо поделить желаемый FWHM на коэффициент 2.354820045031. Тогда звезда Максимом генерируется правильная, но его же процедура измерения, по ней всё так же врёт 

Интересно то, что сам МаксимДЛ автоматом определяет PSF Radius таким, что потом рисует звёздочку больше, чем на изображении. И, кстати, форма там несколько другая. Покопавшись в хелпе, нашёл только, что они пишут про гаусиану, но конкретное выражение не приводят (я тоже поначалу было подумал, что там модель другая, а Ирис даёт такие хорошие результаты потому, что там просто такая же модель заложена).