Как определить блеск переменной звезды из ее цифрового изображения?

[Markab]

Уважаемые коллеги!
Проконсультируйте пожалуйста меня по следующему вопросу.
Предположим у меня есть сфотографированное цифровое изображение некой переменной звезды и ее окрестности. Задача стандартная: необходимо определить блеск переменной зная величину блеска звезд сравнения.

Вопрос состоит вот в чем: есть ли в наличии программа, которая, загружает исходный файл (*.jpg, *.bmp, или *.gif - формат не важен), затем, запрашивает у пользователя блеск выделенных им звезд сравнения, после чего вычисляет блеск указанной переменной звезды?

В качестве примера привожу фотографию созвездия Лиры. Требуется определить зная блеск всех ярких звезд величину блеска бетты Лиры. Звезды на фотографии слегка смазаны, поскольку гидирования не производилось, однако это не должно быть помехой для программы-обработчика. Фотография сделана на фотоаппарате Canon 300D, баланс белого стандартный, фильтр не удален.   

[Васильевич]

Ваш вопрос очень неоднозначен.
Прежде всего, насколько я помню, блеск определяется наблюдением в желто-зеленой области (максимум чувствительности глаза), поэтому Ваш снимок заранее непригоден.
Второе - а на какую повторяемость результатов Вы рассчитываете?
Третье. Почему нельзя воспользоваться каталогами?
Если идет речь об измерении блеска слабых звезд, придется воспользоваться фотоумножителями.

[Markab]

Прежде всего, насколько я помню, блеск определяется наблюдением в желто-зеленой области (максимум чувствительности глаза), поэтому Ваш снимок заранее непригоден.

Снимок пригоден. Если Вы возьмете любой каталог в нем приводятся визуальная и фотографическая(для фотоэмульсии) звездные величины. В более приличных каталогах приводится звездная величина V и поправки B-V, и U-B. Для изучения переменных звезд наиболее важным является определение момента максимума(для пульсирующих) или минимума(для затменных) и периода изменения блеска. В этом случае, ошибка в калибровке блеска на четверть звездной величины в ту или другую сторону не так важна.

Второе - а на какую повторяемость результатов Вы рассчитываете?

Вопрос не понял. Например, буду фотографировать каждый день в одно и то же время некую переменную звезду, что бы составить кривую изменения ее блеска.

Третье. Почему нельзя воспользоваться каталогами?

В первую очередь речь идет об измерении блеска переменных звезд.

Если идет речь об измерении блеска слабых звезд, придется воспользоваться фотоумножителями.

Речь идет только отех звездах, которые хорошо различимы на изображении(например, ярче фона в 100 раз).

Р.S. Нужно это все для того, чтобы сфотографировав некую область неба в МАССОВОМ порядке проводить исследование/поиск переменных звезд - задача весьма интересная для любителя астрономии.

[Tony]

Попробуйте разобраться с программой IRIS (http://www.astrosurf.org/buil/us/iris/iris.htm). Она в первую очередь предназначена для обработки изображений, но имеет некоторые возможности, связанные с астро- и фотометрией (http://www.astrosurf.org/buil/us/iris/astro/astro.htm). Программа позволит с целью понижения уровня шума сложить несколько RAW-кадров снятых фотоаппаратом, а затем сопоставить полученный снимок с одним из известных электронных звездных каталогов.

[Васильевич]

Markab , да в том-то и дело, что для фотоэмульсии. А у матриц настолько жестокий сдвиг в красную область...
О повторяемости. Сделать два одинаковых снимка цифровым аппаратом нельзя, не приняв поистине "драконовских" мер, особенно если проводить замер экспозиции по полю (интегрально). А точечный замер в Вашей задаче невозможен. В частности, в своих целях мы из-за этого до сих пор проводим денситометрию сред пленочной техникой, и обязательно в поле зрения камеры присутствует объект сравнения.
Но если вы возьмете на себя труд прокалибровать свою камеру по эталонному источнику, мне кажется, можно получить вполне достойные для любительской техники результаты.

[Markab]

Markab , да в том-то и дело, что для фотоэмульсии. А у матриц настолько жестокий сдвиг в красную область...

Согласен, у матриц действительно есть сдвиг в красную область, но в фотоаппарате это компенсируется специальным фильтром. Именно его мне рекомендовали удалить для повышения чувствительности на линии Бальмер-альфа. Причем, говорилось о том, что чувствительность при этом возрастает в несколько раз. Однако, я этот фильтр не удалил, поскольку фотоаппарат достаточно дорогой, есть необходимость фотографировать земные объекты, а квалифицированно убрать этот фильтр я наверное не смогу. По крайней мере не хочу рисковать. А поскольку фильтр на месте, то баланс белого должен быть такой же, что и на обычной фотографии, т.е. без сдвигов.
Или я чего то не знаю/понимаю?

В частности, в своих целях мы из-за этого до сих пор проводим денситометрию сред пленочной техникой, и обязательно в поле зрения камеры присутствует объект сравнения. Но если вы возьмете на себя труд прокалибровать свою камеру по эталонному источнику, мне кажется, можно получить вполне достойные для любительской техники результаты.

Это значит, что каждый раз в поле зрения камеры должен присутствовать эталонный источник(и) света? Или калибровка производится один раз, путем предварительной обработки множества фотографий с разными соотношениями яркостей источника света и фона?

Когда я исследовал звезды, заподозренные в переменности по фотопластинкам, приходилось для каждой ПЗ выбирать звезды сравнения. Надо сказать, что звезды сравнения были достаточно слабые и их цветовые характеристики были неизвестны. После обработки порядка сотни фотопластинок требовалось привязать используемые звезды сравнения к реальным звездным величинам.  Для этого бралась только ОДНА фотопластинка, а калибровка проводилась по промереным звездам рассеянных скоплений. Грубо говоря, процедура была такая: на фотометре измерялся ток, полученный при прохождении света через изображение множества звезд с известным блеском. Таким образом, получалась зависимость величина тока - звездная величина. После этого, измерялись токи от звезд сравнения и построенной зависимости определялась их звездная величина. Теперь, зная блеск звезд сравнения, из проведенных оценок блеска ПЗ, определялся ее блеск на каждой фотопластинке.
В наше время и в данном случае, ситуация представляется гораздо более простой. На приведенном выше снимке созвездия Лиры можно сразу указать десяток ярких звезд,  величины которых указаны даже в АК. Если звезды сравнения тусклые, то можно взять их из электронного каталога, которых сейчас достаточно много. Для цифровой фотографии не нужен фотометр - еще одно преимущество. Звезда задается набором точек, для каждой из которых известен RGB-цвет. То есть получить калибровку становится еще проще.
Может быть задача, которую решаете Вы с помощью цифрового фотографирования в чем то принципиально другая?

[Markab]

Попробуйте разобраться с программой IRIS.

Спасибо. Мне конечно нужно нечто большее, но эта программа будет весьма полезным дополнением.

[Васильевич]

Уважаемый Markab, о фильтре у Вас правильные данные. Согласен и с тем, что не хочется уродовать хороший аппарат. Что же касается выравнивания цветопередачи, тут вопрос глубже. Это выравнивание не приводится к изопанхроматичности пленки или другому виду его чувствительности. Практически у каждой

[Васильевич]

Извините, уронил КПК.
Практически у каждой фирмы есть собственный алгоритм "улучшения" цветопередачи, о чем и сказано в руководстве к Вашему аппарату. Я не встречал описания этих алгоритмов в тонкостях, но то, что два одинаковых снимка - это эксквизит, так это жестокий факт, особенно при автоматическом балансе белого. Сделайте сами два снимка со штатива через минуту-две и гляньте гистограмму в "Фотошопе". То, что малозаметно на фотографиях, явно "вылезет" на гистограмме.
Наверное, можно откалибровать аппарат один раз. В моей работе мне проще на каждой снимке иметь калибровочную метку, тем более, что это просто - изображение калиброванного диафрагмированного светодиода через светоделитель получается на каждом снимке. Но я решал свою задачу, в Вашем случае выбранный Вами путь фактически фотометрирования может быть удобнее. Хотя, если бы такая задача возникла у меня, скорей всего, я построил бы оптикомеханический сканер с ФЭУ-86 или чем-то подобным.
То есть, как обычно - пути решения зависят от предпочтений и возможностей 

[Markab]

Практически у каждой фирмы есть собственный алгоритм "улучшения" цветопередачи, о чем и сказано в руководстве к Вашему аппарату...

Полностью согласен. Дествительно, и матрицы разные и программа обработки изображения разная(правда есть формат RAW). Но в любом случае, мне кажется, что погрешность определения звездной величины будет составлять порядка 0.1^m при переходе от одной модели фотоаппарата к другой. Что вполне устраивает. Моя же задача состоит в том, чтобы была возможность по полученным фотографиям определять моменты максимумов, минимумов, период и исследовать эффект Блажко.     

Хотя, если бы такая задача возникла у меня, скорей всего, я построил бы оптикомеханический сканер с ФЭУ-86 или чем-то подобным.
То есть, как обычно - пути решения зависят от предпочтений и возможностей 

Ну, скажем это не основная, а факультативная задача.
Раньше я занимался и астрофотографией и наблюдением переменных звезд. С появлением и приобретением цифровика у меня возникло желание автоматизировать процесс. Для этого нужна программа-обработчик. Вот я и спросил здесь, существует ли такая программа. Если нет, то придется ее написать, поскольку подобная программа вместе с хорошим цифровиком открывает широкие возможности.

А Вам спасибо за обсуждение.

[Andrey Prokopovich]

Предположим у меня есть сфотографированное цифровое изображение некой переменной звезды и ее окрестности. Задача стандартная: необходимо определить блеск переменной зная величину блеска звезд сравнения.

Если по-правильному, то необходимо пользоваться специальными фильтрами... "Unfiltered CCD observations can be really off" - можно почитать тут: http://www.aavso.org/observing/programs/ccd/manual/ - очень толковый мануал, там по содержанию найдете.

[Anton]

Попробуйте разобраться с программой IRIS.

Спасибо. Мне конечно нужно нечто большее, но эта программа будет весьма полезным дополнением.

MaximDL, можно без CCD.
Возможно AIP4WIN.