Адаптивный фотоприемник

[ekvi]

Вадим!
По сути, нам остается только отмасштабировать эти решения на свои возможности и воспроизвести их.
Это-то нам все и предлагают - не изобретать велосипед, а взять готовое. Думаю, нас это устраивает.
Наша задача - если я не прав - Д.Иванов поправит - запустить серийное производство доступных ЛА корректоров турбуленции.

если ограничиваться задачей наблюдения Юпитера, то проще и лучше Lucky imaging ничего не придумать.

?
А если мы все-таки обкатаем адаптивный ФП на Юпитере?

Или есть более достойные задачи? В одной из ссылок компенсация атмосферных искажений производилась на сверхновых в галактиках. Мне кажется на стадии разработки можно сделать уступку в пользу популярности объекта, а не его научной ценности, которая - при условии положительного результата - приобретет только уверенность и силу.

[Serj]

Будучи пронормированными к 1", они универсальны.

В частности о нормировании я больше всего и беспокоюсь.

[krussh]

если ограничиваться задачей наблюдения Юпитера, то проще и лучше Lucky imaging ничего не придумать.

?

самое просто решение - потому что ничего делать не надо. пользоваться имеющимся софтом, либо писать свой. но не паять/строгать.
самое лучшее, потому что исправить мы можем только наклоны волнового фронта и дефокусировку, а это можно исправить и постобработкой, выкидывая и выравнивая кадры. шум считывания для такого яркого объекта можно считать малым относительно сигнала от самого объекта.
кроме того, опорных звезд достаточной яркости в округе - только спутники самого юпитера, но и они достаточно далеко.

[krussh]

Будучи пронормированными к 1", они универсальны.

В частности о нормировании я больше всего и беспокоюсь.

ну будет чуть другая амплитуда, не страшно. важно, что частоты ведут себя вполне адекватно и позволяют делать выводы.

Наша задача - если я не прав - Д.Иванов поправит - запустить серийное производство доступных ЛА корректоров турбуленции.

корректоров высокочастотной ошибки положения. я бы так это назвал. "быстрогид".
исправление суммарной ошибки ведения, наклона волнового фронта, ветровых колебаний монтировки и прочего с частотами порядка 10 Гц. турбулентность на масштабе менее размеров апертуры так просто не исправить, требуются гибкие зеркала и прочие недешевые радости.
и это имеет смысл именно для звезд, когда сигнал невелик и требуются большие экспозиции отягощенные ошибками.

[Дмитрий Иванов]

Наша задача - если я не прав - Д.Иванов поправит - запустить серийное производство доступных ЛА корректоров турбуленции.

Доступных не получится. Дешевле западных аналогов - возможно, но не дешевых. Настоящих буйных мало, а они как-нибудь сами по чертежам сделают.

[krussh]

http://www.telescope-optics.net/seeing_error.htm

первая табличка на страничке дает надежду.

для любительских телескопов D/r ~ 3-4, возможно увеличение разрешения при длинных экспозициях в 4 раза при исправлении только наклона волнового фронта.

Наша задача - если я не прав - Д.Иванов поправит - запустить серийное производство доступных ЛА корректоров турбуленции.

Доступных не получится. Дешевле западных аналогов - возможно, но не дешевых. Настоящих буйных мало, а они как-нибудь сами по чертежам сделают.

готовый вариант тип-тилта порядка 1 - 1.5K$, это вполне умеренная сумма.
ну а самоделка будет дешевой только для тех, у кого есть бесплатный доступ к металлообработке и умение держать паяльник.
насчет серии вообще говорить не стоит. разве что комплект чертежи+прошивка+схема. а дальше кто во что горазд.

[ekvi]

о нормировании я больше всего и беспокоюсь

Serj!
Если в результате реализации проекта наиболее эффективной частотой окажется не 10 Гц, а 15 или даже 30, никто даже не подумает предъявлять Вам какие-то претензии: и ysdanko, и krussh нас уже предупредили об этих подводных камнях. В конце концов, каждый полагается на свое видение ситуации - это единственное, что нам известно достовернее всего и на что мы можем опираться безоглядно.
Поэтому, чтобы спать спокойно, пройдитесь еще раз по своей работе - наверняка тут же Вы обнаружете не одну ошибку.
Как в 2002г поведал А.Г. Водяник, в компиляторе ТМТ-Паскаль (был такой в свое время) он - человек такой же смертный, как и мы с Выми - обнаружил 12 (!!!) ошибок. Что уж говорить о каждом из нас?

[ekvi]

Предлагаю взять тайм-аут на осмысление нового материала и ситуации.

[Дмитрий Иванов]

Предлагаю взять тайм-аут на осмысление нового материала и ситуации.

Не надо осмыслять. Надо fwhm-monitor скрестить с релюхой для замыкания цепи. Чем не смысл жизни?

[ekvi]

To be or not to be? - интересен для иноверцев.
krussh как компаньон тем и драгоценен, что он всегда не только в тему, но и не боится переработать или стать коренным.

Дмитрий, я рад, что Вы нашлись, а то уже не хуже Петра: "...а жаль..."

fvhm - понятно. А какой монитор (или мониторинг)?

Где и чем заведует реле?

 - то есть введите в тезаурус своих размышлений, не полагаясь на самоочевидность своих выводов.
Все-таки как-никак, у нас разные багажи знаний.

[Дмитрий Иванов]

To be or not to be? - интересен для иноверцев.
krussh как компаньон тем и драгоценен, что он всегда не только в тему, но и не боится переработать или стать коренным.

Дмитрий, я рад, что Вы нашлись, а то уже не хуже Петра: "...а жаль..."

fvhm - понятно. А какой монитор (или мониторинг)?

Где и чем заведует реле?

 - то есть введите в тезаурус своих размышлений, не полагаясь на самоочевидность своих выводов.
Все-таки как-никак, у нас разные багажи знаний.

Какой-то бред.

Извольте лицезреть гугль.
https://www.google.ru/search?hl=ru&q=fwhm-monitor&rlz=1I7SKPT_ru

[ekvi]

Соизволил обозреть рубрики.
А реле управляет "задвижкой"?

В связи с задвижкой у меня была мысль - не применить ли фильтр "хамилион", который используют в сварочной технологии - время срабатывания порядка миллисекунды.

[Майоров Виктор]

Предлагаю взять тайм-аут на осмысление нового материала и ситуации.

Уважаемый ekvil!
Я не пойму что-то главную идею.
После прочтения темы у меня в голове сложилось что-то вроде:
-есть 2 матрицы;
- одна собирает информацию о состоянии атмосферы и управляет второй матрицей;
- вторая накапливает полезный сигнал.
Я не понял в чем новаторство?
С одной стороны системы адаптивной оптики работаю примерно также.
С другой существующие камеры позволяют любителям вводить изображения на частоте до 60Гц, записать на диск и далее программно отделять хорошие кадры от плохих.

Было много постов в которых выражалось пожелание двигать изображение по матрице ПЗС во всех направлениях для компенсации возмущения атмосферы. Как специалист в области ПЗС матриц (мы на работе разрабатываем CCD камеры, см. профайл) могу сказать, что на обычных ПЗС это реализовать невозможно. Возможно есть специализированные, но мне о них ничего неизвестно.

Если есть вопросы по работе ПЗС матриц и их обвязке - пишите, отвечу.

[ekvi]

Изображение по матрице само перемещается - за счет турбуленции.

Предлагается по данным с гида смещать точку начала считывания информации с рабочей матрицы.
В этом и заключается суть "электронной" адаптации фотоприемника. Представляется, что осуществить это не составит никакого труда.

В ходе обсуждения этой идеи выянилось, что таким образом удастся отслеживать только низкочастотные колебания изображения, как целого.
Высокочастотные же "рассыпания" пятна в пределах оптической апертуры требуют проведения деконволюции в реальном времени - перед складыванием очередного кадра в накопитель.

Чем не устроила существующая технология - адаптивная оптика и известный софт?

Адаптивную оптику даже обсуждать нашлось немного охотников - дорого, нет производителей, нужно оптически организовывать специальный деформируемый пятачок, не говоря уже о необходимости создавать искусственную звезду.

Смещения линз или матрицы вдоль и поперек оси - априорно малоэффективно и на большее не способно.

Софт предлагает перелопачивать сотни "тонн" записанных снимков "грамма ради" - при 12Мб-кадрах уже не хватает никаких винчестеров.
При обработке в этом софте 30-40 кадров софт "жует" часами. Приходится писать самоделки, выправляя "вывихи" операционной системы. На форуме найдется немало умельцев, которые, следуя "совету" Д.Соломона дорабатывали Iris.

Все это и подвело к идее приблизить предварительную пост-обработку непосредственно к матрице и производить ее в реальном времени - в надежде, что таким образом удастся повысить эффективность не только самой работы по получению снимка (что не вызывает сомнения), но и соотношение сигнал/шум - за счет исключения турбулентных выбросов.

Мне кажется, что глубже всех понял этот замысел FRIM@N.
Но на момент обсуждения с ним этой идеи речь шла о частотах в несколько сот герц, что, действительно, делало идею неработоспособной по многим причинам.
Сегодня уже ясно, что достаточно 2-3 десятков Гц, чтобы уменьшить амплитуду дрожания записанного в накопитель изображения до размеров дифракционного кружка оптики.

[Майоров Виктор]

Предлагается по данным с гида смещать точку начала считывания информации с рабочей матрицы.
В этом и заключается суть "электронной" адаптации фотоприемника. Представляется, что осуществить это не составит никакого труда.

Это и на самом деле просто. Только надо делать так: считывать с матрицы весь кадр, а потом перед пост-обработкой принимать за начало координат матрицы нужное нам значение.
Не хочу никак уменьшить Ваш энтузиазм, но почему бы все эти мысли на проверить программно?
Взять камеру 60Гц (на матрице ICX618AL, Д. Маколкин о ней писал), ввести и записать последовательность из нужного количества кадров. Написать на каком-нибудь простом языке программу, которая все это обрабатывает по Вашему алгоритму и посмотреть - получается что-то или нет?
Если кадры велики для обработки (там 640*480 пикселей) - взять от них кусок 100*100 пикселей.
Если Ваш алгоритм заработает, тогда надо думать о изготовлении соответствующего железа.
Из своего опыта могу сказать, что это самый короткий путь.

[ekvi]

Виктор!
Такая программа разработана: FitSum (а ранее - для сложения видео-кадров - был сделан AviSum) в Delphi.

Вручную в MaxImDL покадрово определяются смещения и записываются в файл (т.е. на этом этапе я выполнял функцию гида).

Далее, при суммировании кадров, производится смещение точки считывания изображения из файла  - согласно списку смещений (предлагается делать это прямо с матрицы со смещением, которое задает гид), и их суммирование.

Результат полностью совпадает с результатом хитрых алгоритмов выравнивания в Максиме, но в 10 раз быстрее.

Это - элементарная процедура автоматизации.

Но хотелось бы, раз уж браться за обвязку матрицы, производить в реальном времени и деконволюцию раздробленного атмосферой изображения. На частотах в кГц мыслилось подключение графического процессора.
Но сегодня, когда выяснилось, что достаточно и 100 гц, наверное, хватит и обычного встроенного в ту же плату процессора.

[Майоров Виктор]

Виктор!
Такая программа разработана: FitSum.
Вручную в MaxImDL покадрово определяются смещения и записываются в файл.
Далее, при суммировании кадров, производится смещение точки считывания согласно файлу смещения, и их суммирование.
Результат полностью совпадает с результатом хитрых алгоритмов Максима, но в 10 раз быстрее.

Тогда может проще написать хорошую программу и все и так будет хорошо?
Нет не так. Я хочу сказать, что если все это уже работает, что тогда делать?

[ekvi]

Если это работает "на бумаге" и ТЗ в общих чертах понятно - реализовать в железе не составит труда.

[ekvi]

Да,grim, Вы верно ухватили суть проблемы.
Пока публика "удалилась на совещание", можно обсудить и этот, значительно более обещающий вариант, но показавшийся в начале пути фантастическим.

[ekvi]

накапливать изображение, допустим, в четных строках, пока читаются нечетные.

В идеале было бы чудесно, если область интереса постоянно накапливала заряд со считывающей области.
Но такой областью может быть и ОЗУ, стоящее рядом с ПЗС: время переброски заряда будет сопоставимо с таковым на одной микросхеме.
Весь вопрос здесь будет в том, будет ли возрастать при таком накоплении S/N?
Если проводить аналогию с программным накоплением, то будет.