Night Sky SuperResolution (вместо звездных следов) - возможно?

Я не знаю, возможно ли это, или упирается в фундаментальные ограничения датчиков и резкости фотографий.

Я хочу «притвориться», что у меня есть причудливая моторизованная установка ночного неба — с помощью программного обеспечения.

  1. Сделайте несколько тысяч снимков ближнего неба с 5-секундной выдержкой широкоугольной потребительской камерой (лежит совершенно неподвижно)
  2. Выровняйте изображения И исправьте искажения объектива.
  3. Примените суперразрешение , чтобы совместить выровненные изображения.
  4. Выгода!

Я добился больших успехов в создании звездных следов с помощью StarStackX — без проблем, — но это был простой стек и смесь без выравнивания.

Я также могу извлечь местоположение различных звездных следов, используя очень тупую математику и много процессорного времени ноутбука. Кажется, что этого должно быть достаточно, чтобы сделать довольно хорошую модель искажения объектива + искажение атмосферы ... или, может быть, не «модель», а вместо этого прямое преобразование.

Hugin и PTGui выглядели многообещающе, но мне не нравится количество контрольных точек, которые я ему подаю.

АЛЬТЕРНАТИВНО - это может быть невозможно. Если вы представите инвертирование системы, это будет похоже на то, как если бы вы поставили дешевую камеру на медленную моторизованную монтировку, позволили бы ей сделать 3000 почти полностью перекрывающихся фотографий пейзажа, а затем сказали бы ей: «Сделай одну огромную панораму с высоким разрешением». AFAIK было бы почти невозможно сделать. Я мог бы выровнять фотографии, но я не знаю ни одного программного обеспечения для сшивания, которое выводит значительно улучшенные результаты сверхвысокого разрешения. Я надеюсь, что почти точечные источники света звезд не так сложны.

Я не верю, что ты можешь лежать совершенно неподвижно. Я предлагаю штатив.
Проблема с атмосферными искажениями заключается в том, что они меняются от кадра к кадру, так что это будет таким же ограничивающим фактором, как если бы у вас была идеальная монтировка.
chili555 дает правильные ссылки. Обратите внимание, что, поскольку звезды следуют радиально вокруг небесных полюсов, при использовании этого метода широкие поля зрения будут размыты по углам. Кроме того, если объектив имеет искажение, это приведет к мягкости углов, если его не исправить.
не уверен, что понимаю .. почему бы вам не сделать это с помощью Photoshop, когда у вас есть изображения? стек и выравнивание должны работать.
@sharkyenergy Я не думаю, что Photoshop сделает достаточно для устранения искажений, особенно при слабом освещении, трудно найти звезды с камеры потребительского уровня.
@ chili555 Я думал, что deepskystacker сделает это, но он ожидал лучших / более ярких звезд, чем я дал для регистрации изображений. Я думаю, что я мог сделать 5-секундные кадры вместо 30-секундных - недостаточно света, чтобы сделать то, что ожидалось. Но - все же, безусловно, лучшее программное обеспечение для такого рода вещей, о котором я знаю!
Я призываю вас попробовать еще раз!

Ответы (3)

Методы сверхвысокого разрешения требуют для начала довольно хороших исходных данных, и эти исходные данные обычно требуют небольшого смещения между каждым кадром (дизеринг). Без трекингового крепления вы увидите вращение поля в углах кадров, и это значительно уменьшит ваши возможности. выравнивать и складывать, не говоря уже о применении суперразрешения. Отображение искажений может быть выполнено для исправления искажений между кадрами, однако это алгоритмически сложный процесс, и я знаю только один программный пакет, который действительно хорошо справляется с этой задачей.

Вы стремитесь преодолеть ряд очень высоких препятствий для создания астрофотографии с «широким полем сверхвысокого разрешения» без крепления. Вы можете получить значительно лучшие результаты и сделать концепцию жизнеспособной, если просто добавите крепление для трекинга. Это устранило бы большинство проблем (при условии, что в поле не было видно ландшафта). Чтобы суперразрешение («морось», как его обычно называют в астрономическом мире) было эффективным, вам нужно сглаживать каждый субкадр, и вам нужно МНОГО субкадров. Чтобы добиться увеличения разрешения, за счет шума можно намочить 20-30 подкадров одного и того же участка неба, и это улучшит разрешение. Сморщивание работает таким образом, что оно компенсирует снижение шума, которое вы получаете при прямом наложении, для улучшения разрешения.

Теперь, если вы хотите сделать панорамный вид ночного неба (Млечный путь) с высоким разрешением и низким уровнем шума, то, вероятно, вы хотите получить несколько панелей перекрывающихся областей неба, каждая из которых содержит около 200 подкадров. Если вам нужна четырехпанельная панорама, вам потребуется 800 подкадров. Предполагая, что вы собираетесь использовать 30-секундные сабы, это будет почти 7 часов общего времени экспозиции. Сверхширокие панорамы, подобные этой, обычно требуют нескольких дополнительных панелей, чтобы заткнуть отверстия, которые появляются, когда панели исправляются (искажаются), чтобы правильно совпадать друг с другом ... поэтому вместо четырех панелей вам может понадобиться семь, что расширяет время воздействия в диапазоне 12 часов, так что несколько ночей.

Морось, безусловно, может улучшить детализацию конечного изображения, но на самом деле это не так уж и необходимо. С трекинговым креплением вы можете избежать использования только одного кадра на панель в мозаике, если у вас темное небо (что обычно необходимо для визуализации Млечного Пути). ваше среднее изображение млечного пути). Со средним фокусным расстоянием от 50 мм до 250 мм, одним кадром на панель и эффективным трекинговым креплением вы можете получить очень хорошие результаты:

что такое «и я знаю только один программный пакет, который действительно делает это хорошо»?

Проблема с широкоугольными объективами заключается в том, что многие из них имеют подчастоту усов в искажении колбы, что делает невозможным наложение изображений. Выравнивание изображения, которое работает в одних частях кадра, не работает в других. Фактически, для этого типа искажения вы заметите смазанный вид в углах изображения уже после того, как сложите несколько фотографий. Я думаю, вы можете избежать этого с объективами Zeiss, но они немного дороже. По моему опыту, если вы пытаетесь сделать широкоугольный снимок на одном изображении, вы можете получить очень хорошие результаты, используя полнокадровую камеру с исо 6400 с одним кадром и небольшим заметным шумом. Я очень старался с 24-миллиметровыми объективами при f/2,8 с 15-секундной выдержкой, и если вы не сильно увеличиваете масштаб, вы не заметите дрейфа звезды. Дизеринг — еще одна техника, которую можно попробовать.

Звучит как отличная идея для меня, но доказательство находится в программном обеспечении. Вы бы поставили камеру на штатив, сделали много снимков, а затем передали их программному обеспечению. Программное обеспечение будет:

  • Выберите несколько ярких звезд и отследите их по изображениям, чтобы не совмещать их друг с другом.
  • Определите параметры отслеживания (например, где находится Северный полюс, какое было поле зрения и т. д.)
  • Теперь предположим, что внешний вид постоянный, вы просто двигаете камеру: выполните расчеты сверхразрешения.

Учитывая, что почти все небесные объекты являются точечными источниками, отслеживание точек на изображениях даст вам точное движение камеры относительно точечного источника. Когда у вас будет это для всех объектов на всех кадрах, вы сможете использовать это для более точного позиционирования камеры, а затем получить еще более точное местоположение небесного объекта.

Я предполагаю, что вам нужно будет использовать специальное программное обеспечение для астрофотографии, потому что решение для поля точечных источников, вероятно, будет отличаться от решения для областей затенения.

Кикстартер, кто-нибудь?

Это отличное описание того, о чем я думал, и проблем. Я бы не решился сказать на кикстартере: либо вы настолько увлечены этим, что покупаете трекинговое крепление, либо вам все равно, чтобы беспокоиться — я нахожусь в этом крошечном диапазоне «это должно быть выполнимо с помощью программного обеспечения, черт возьми!»