Адаптивный фотоприемник

[Владилен]

Про радиус Фрида много написано, например: http://www.optics.ru/info/lectures-ao/Lecture8.pdf
Смысл его в том, что применяя технику сравнимую с радиусом Фрида мы будем ограничены только дифракционным пределом.

[ekvi]

Спасибо, Владилен, за ссылку: почитаю.

[ekvi]

У разработчиков адаптивной оптики (по ссылке Владилена www.optics.ru) есть интересная разработка , в которой изображение модифицируется, как голограммой, на приемнике-жкмониторе. Это очень близкие к теме исследования: кого заинтересовал вопрос, могут получить стимул при знакомстве с ними.

[kryptonik]

Как практик, не обремененный излишними познаниями в обсуждаемой области, я бы сказал, что никаких реперных точек на поверхности планет чаще всего нет. Зацепиться за отдельные элементы изображения тот же Регистакс может чаще всего только на лучших кадрах. Если это удается, дифракционное качество будет обеспечено. Если нет, результат будет посредственный.
Наверно более реально использовать контур планеты, по его искажению вносить корректировки, приводя к идеальному виду. Такой подход был бы полезен и для обычной обработки, но  почему-то ни одна программа его не использует. По Сатурну можно, правда, несколько точек на контур поставить.
Получается при записи надо все равно производить довольно сложный анализ изображения, вместо тупой прямой записи, которую можно анализировать и обрабатывать неограниченно долго. 

[Владилен]

Луна, контрастный объект, там адаптивная оптика применялась на VLT: http://www.eso.org/public/images/eso0222a/
Да и благодаря спутникам Юпитера в инфракрасной области получалось картинку подправить: http://www.infuture.ru/article/1220
В целом теория помогает обосновать, что рост диаметра телескопа даже при наличии земной атмосферы медленно, но верно повышает разрешение, и лучше всего это реализуется в длинноволновой части спектра.

[ekvi]

Владилен, я почитал лекции по Вашей ссылке.
Фрид для большого телескопа определяет субапертуры, не искаженные атмосферой. Например, при атмосфере с турбуленцией в 2" на Ф140 мм таких субапертур будет 4, на Ф280 - 14 и т.д.
Предложенный в 1 посте алгоритм предназначался для смещения изображения звезды как целого. На самом деле, как верно заметил Владилен, каждая субапертура строит свою звезду. Так, в приведенном выше примере на телескопе Ф140 звезда "расчетверяется", а на телескопе Ф280 - она дробится на 14 изображений, причем еще и смазанных , без четких границ. И такая "картина" - по всему полю, причем в каждой его точке - своя.

Ну, что же: вот и для графического процессора нашлась работа - производить деконволюцию в реальном времени.

[ekvi]

to kriptonik:

Полностью безликим изображение не может быть - хоть какая-то зацепка найдется.
Край диска -это хорошая мысль.
Визуально на объекте или на самых контрастных кадрах в изображении объекта необходимо найти такую зацепку и передать ее программе в качестве эталона для сортировки остальных кадров съемочной сессии.

Надо иметь в виду, что сама матрица - по сравнению с объектом - всегда будет больше. Поэтому та часть, что не снимает объект, и должна  быть задействована в качестве гида. Из последней ссылки Владилена можно понять, что во время наземных съемок Юпитера в качестве гидирующих "звезд" использовались его спутники. Хотя они и не входят в кадр, но они без труда войдут в "адаптивную" матрицу.

Кроме того, на время отсутствия контраста (сильная турбуленция или облако) фотоприемник переводится в ждущий режим.
И никто не помешает ему осуществлять съемку при спокойной атмосфере, взяв на себя функцию отбраковки накапливаемых изображений, которую сегодня выполняет Регистакс с массивом уже отснятых снимков.

[ekvi]

Частотные графики турбуленции атмосферы, представленные Serj'ом в параллельной теме "Возможна ли для ЛА Адаптивная оптика", вдохнули новые надежды в  проект, предложенный на всеобщее обсуждение и развитие. Из этих графиков видно, что если нам удастся "договориться" с атмосферой до 10-15 Гц, то у нас возникает тот самый частотный резерв для опроса матрицы о состоянии атмосферы, о котором шла речь в первом посте темы.
"Адаптивный фотоприемник" по своему замыслу тем и отличается от адаптивной оптики, что в нем ничего не надо толкать или наклонять: Снял с гидирующей матрицы по гидируемой звезде информацию о состоянии атмосферы - и выдал процессору ЦУ, с каким сдвигом относительно реперных пикселей производить считывание с основной матрицы информацию и каким образом ее преобразовывать.
И такое возможно уже сегодня. И, думаю, кто "в теме", уже паяет печатную плату под такое ФПУ.

[Serj]

Ничего не понимаю! Кто мешает использовать существующие фотоприемники и бесплатный Регистакс? Чем будет отличаться результат?

[ekvi]

Прицел "адаптивного фотоприемника" - на накопление сигнала в матрице для слабых объектов.
Но, поскольку селекция лучших кадров будет производиться в реальном времени, то и для планет результат будет значительно улучшен: в Регистакс поступят только лучшие снимки.

[Serj]

Как вы собираетесь "копить сигнал на матрице" если его постоянно считываете для гидирования, прогнозирования или чего-то еще?
А зачем Регистаксу "только лучшие снимки", если он может сам их неспеша выбрать? Как по-вашему это улучшит изображение?

[ekvi]

С самого начала зарождения идеи адаптивного ФП мыслилось внешнее управление длительностью экспозиции матрицы по результатам контроля состояния атмосферы. Считанный после рабочей (длительной) экспозиции сигнал накапливается в сумматоре, дубле матрицы, расположенном в ОЗУ на плате в непосредственной близости от нее.
Очевидно, что наличие вспомогательной (гидирующей) матрицы облегчает реализацию этой задачи.

Таким образом, адаптивный ФП призван выполнять в реальном времени ту предварительную обработку информации, которую сегодня в пост-режиме делают такие программы, как MaxImDL, Registax и др:
1. Производить селекцию лучших изображений, которые позволяет атмосфера, непосредственно в процессе съемки.
2. Управлять длительностью экспозиции.
3. Накопливать сигнал в сумматоре.

Складывается впечатление, что на вопиющий глас отклика не будет: 1990е сделали свое дело.

[Владилен]

Таким образом, адаптивный ФП призван выполнять в реальном времени ту предварительную обработку информации, которую сегодня в пост-режиме делают такие программы, как MaxImDL, Registax и др:
1. Производить селекцию лучших изображений, которые позволяет атмосфера, непосредственно в процессе съемки.
2. Управлять длительностью экспозиции.
3. Накопливать сигнал в сумматоре.
Складывается впечатление, что на вопиющий глас отклика не будет: 1990е сделали свое дело.

1) Это можно сделать и после съемки.
2) Длительность экспозиции можно взять стандартной, например 100 мс. больше ее делать не надо.
3) Регистакс это тоже умеет.
Таким образом, сейчас все технологии для этого процесса доступны, а аппаратные средства могут пригодиться только для того чтобы порадовать гостей в обсерватории, как все красиво видно на экране монитора, т.е. вещь нужная, но не обязательная.

[Piter_Korn]

Считанный после рабочей (длительной) экспозиции сигнал накапливается в сумматоре

Или просто лежит на винчестере...
Накапливать его в каком-то сумматоре нет никакого смысла.

[ekvi]

Piter_Korn, хотел согласиться с Вами, но раздумал.
Атмосфера - капризная женщина, и сколько миллисекунд она отведет периферии? -  может не хватить времени для сброса на винчестер.
Хотя на винчестере и можно организовать накопитель практически с любой разрядностью сигнала.

Дубль в ОЗУ может быть полезным для периодической обработки информации с основной матрицы. И тогда можно организовать цикл с той самой частотой, которую позволит атмосфера (10-15 Гц).

[ekvi]

Владилен!
Видимо, 10 Гц - это и есть тот оптимум, который удовлетворяет нынешнему состоянию техники и капризу атмосферы.

Кстати, именно поэтому 25к/с видео-съемка с дальнейшей селекцией в Регистаксе и позволяет существенно повысить разрешающую способность "дудок".

[Alex_6619]

А интересно,можно ли создать устройство,которое будет улавливать моменты успокоения атмосферы и в это время записывать сигнал?

[Piter_Korn]

А каков "механизм" опроса матрицы? Ведь мы не имеем возможности считывания, кроме как через стандартный интерфейс, т.е. через USB.
Если бы имелась возможность непосредственно  управлять адресами считывания, то простыми способами (например реверсивным счетчиком, скажем, на 4 разряда) можно было бы сдвигать изображение на 16 пикселей в любом направлении...   (Цифровой Tip Tild).
Точнее не в любом, а на 16 вбок и 16 вниз.
Однако, таковой возможности не имеется!
               (Изменено автором)

[Piter_Korn]

Ответ #37

Это не сложно, но должна быть возможность управлять затвором В/камеры, т.е. перекрывать доступ света к основной матрице.
Например так: на гидирующей камере изображение "хорошее" - накапливаем (основная камера работает), произошел "скачек" на гид. камере: закрываем основной объектив, исправляем положение (восстанавливаем правильность гидирования), открываем основной канал.

[ekvi]

Piter_Korn на пост #38:

В том-то и заковыка, что для прямого доступа к матрице потребуется делать ее обвязку.