praktická astronomie základy počítačového zpracování obrazu cvičení praktické procvičení malé repetitorium astronomické pozorování: 1. zdroj energie 2. objekt 3. „teleskop“ 4. detektor 5. zpracování 6. zobrazení 7. analýza 8. archivace pozorovací řětězec (optický obor) 1: zdroj 2: objekt 3: „teleskop“ 4: detektor 5: zpracování 6: zobrazení 7: analýza pozorovací řětězec (optický obor) II 1: zdroj 2: objekt 3: „teleskop“ 4: detektor 5: zpracování 6: zobrazení 7: analýza 8: archivace or zpracování obrazu ◼ dříve se odehrávalo v temné komoře např. metody Davida Malina ◼ dnes je to záležitost výpočetní techniky (i PC)  zvýšení kontrastu  „zostření”  kalibrace  úprava barev digitální snímky ◼ nutná jednoznačná struktura záznamu hodnot jednotlivých obrazových elementů ◼ obrazový element = pixel, nemusí se vždy jednat o jeden fyzický polovodičový element na CCD chipu, pokud pracujeme v tzv. vázaném režimu ◼ každý pixel je jednoznačně popsán trojicí čísel:  poloha sloupce  poloha řádku  číselná hodnota „obsahu“ ◼ hodnota pixelu může být v různých jednotkách, většinou se používá tzv. ADU (Analog-to-Digital Units) zobrazení snímku ◼ existují bohužel 2 konvence zobrazení kartézský systém – poloha (0,0) v levém spodním rohu video systém – poloha (0,0) v levém horním rohu poměr stran ◼ snímku aim = šířka/výška ◼ pixelu apix = šířka/výška ◼ počet pixelů v obou osách chipu je pak: M=šířka snímku/šířka pixelu N=výška snímku/výška pixelu formáty ◼ existuje nepřeberné množství způsobů, jak do datového souboru zapsat údaje o digitálním obraze ◼ různé způsoby = různé grafické formáty ◼ v astronomii FITS (Flexible Image Transport System), není technicky nejdokonalejší ◼ používají se i jiné:  TIFF (Tagged Image File Format)  BMP (bitmap, MS Win)  JPEG (Joint Photographic Experts Group) FITS ◼ nezávislý na OS ◼ má 3 části:  hlavička  data  konec („ocásek“) ◼ velikost FITS souboru je násobkem 2880 bytů ◼ existují i nestandardní FITS soubory, jež se liší v jednotlivých částech další formáty ◼ TIFF je standardem grafického průmyslu ◼ BMP formát pro MS Windows ◼ JPEG je formát umožňující volbu různě velké komprese, rozvinul se s potřebou zmenšit datové soubory pro přenos po síti co obsahuje CCD snímek? ◼ tok fotonů ◼ nejednotnost pixelů ◼ temný proud ◼ nulový signál, tzv. bias ◼ digitalizace kalibrace snímků ◼ kalibrace je odstranění vnějších vlivů způsobených:  integrací toků fotonů  různou citlivostí pixelů  tzv. vinětací zorného pole  temným proudem  nulovým proudem  digitalizací ◼ základní – hodnota pixelu je úměrná počtu vzniklých fotoelektronů (master dark se shodným ič) ◼ standardní – hodnota pixelu je úměrná počtu fotonů přicházejících od objektu (master dark se shodným ič, master flat) ◼ pokročilá hodnota pixelu je úměrná počtu fotonů přicházejících od objektu (master dark se shodným ič, master flat, master bias) kalibrační snímky ◼ bias frame  jednotlivý  „master“ – vícenásobný ◼ dark frame  jednotlivý – integrační čas = ič kalibrovaného snímku  „master“ – vícenásobný, jeho pořízení záleží na druhu prováděné kalibrace ◼ flat frame základní kalibrace standardní kalibrace pokročilá kalibrace nástroje analýzy obrazu 1. informace o pixelech  souřadnice  hodnota 2. informace o celém snímku ◼ posouzení technické kvality ◼ určit rozpětí hodnot kvůli volbě zobrazení ◼ určit optimální škálu jasností při zobrazení 3. informace o určité oblasti snímku statistika snímku ◼ minimální hodnota (pixelu) ◼ maximální hodnota ◼ průměrná hodnota ◼ medián hodnot pixelů ◼ standardní odchylka ◼ histogram „cross“ histogram dvou snímků základní operace se snímky ◼ průměrný snímek ◼ „vyhlazení“ snímku ◼ převrácení, transpozice ◼ posun, rotace ◼ výběr části snímku ◼ vytvoření mozaiky IRAF ◼ Interactive Reduction and Analysis Facility ◼ http://iraf.noao.edu/ ◼ hlavní balíky programů  dataio - Data format conversion package (RFITS, etc.)  images - General image processing package  language - The command language itself  lists - List processing package  noao - The NOAO optical astronomy packages  obsolete - Obsolete tasks  plot - Plot package  proto - Prototype or interim tasks  softools - Software tools package  system - System utilties package  utilities - Miscellaneous utilities package IRAF images package ◼ imcoords - Image coordinates package ◼ imfilter - Image filtering package ◼ imfit - Image fitting package ◼ imgeom - Image geometric transformation package ◼ immatch - Image matching and combining package ◼ imutil - Image utilities package ◼ tv - Image display utilities package IRAF imutil package ◼ chpixtype - Change the pixel type of a list of images ◼ hedit - Header editor ◼ hselect - Select a subset of images satisfying a boolean expression ◼ imarith - Simple image arithmetic ◼ imcopy - Copy an image ◼ imdelete - Delete a list of images ◼ imdivide - Image division with zero checking and rescaling ◼ imexpr - Evaluate a general image expression ◼ imfunction - Apply a single argument function to a list of images ◼ imgets - Return the value of an image header parameter as a string ◼ imheader - Print an image header ◼ imhistogram - Compute and plot or print an image histogram ◼ imjoin - Join images along a given dimension ◼ imrename - Rename one or more images ◼ imreplace - Replace a range of pixel values with a constant ◼ imslice - Slice images into images of lower dimension ◼ imstack - Stack images into a single image of higher dimension ◼ imsum - Compute the sum, average, or median of a set of images ◼ imtile - Tile same sized 2D images into a 2D mosaic ◼ imstatistics - Compute and print statistics for a list of images ◼ listpixels - Convert an image section into a list of pixels ◼ minmax - Compute the minimum and maximum pixel values in an image ◼ sections - Expand an image template on the standard output ... konec? ... ... kdepak, pokračování ve cvičení ☺ ...