Night Sky SuperResolution (вместо звездных троп) - возможно?

Question

Я не знаю, возможно ли это, или выходит за пределы сенсоров и резкости фото.

Я хочу "притвориться", что у меня есть модное ночное небо с программным обеспечением.

1. Сделайте несколько тысяч 5-секундных снимков в условиях ночного неба с широкоугольной потребительской камерой (неподвижно)
2. Совместите изображения и исправьте искажения объектива.
3. Примените Superresolution для объединения выровненных изображений.
4. Profit!

Я имел большой успех в создании звездных трасс с использованием StarStackX - без проблем - но это был прямой стек и смесь без выравнивания.

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

Хугин и PTGui выглядели многообещающе, но на количество контрольных точек, которые я ему подаю, все равно.

АЛЬТЕРНАТИВНО - это может быть невозможно. Если вы представляете себе переворачивание системы, это все равно что поставить дешевую камеру на медленное моторизованное крепление, позволить ей сделать 3000 почти полностью перекрывающихся фотографий ландшафта, а затем сказать «сделать одну огромную панораму с высоким разрешением» ... которая AFAIK было бы почти невозможно сделать. Я мог бы выровнять фотографии, но я не знаю ни одного программного обеспечения для сшивания, которое бы значительно улучшало результаты суперразрешения. Я надеюсь, что почти точечные источники света звезд не так сложны.

Answer 1

Методы суперразрешения требуют достаточно хороших исходных данных для начала, и эти исходные данные обычно требуют небольших смещений между каждым кадром (сглаживание). Без монтирования с отслеживанием вы увидите поворот поля в углах кадров, и это значительно уменьшите вашу способность выравнивать и складывать, не говоря уже о применении суперразрешения. Отображение искажения может быть сделано для исправления искажения между кадрами, однако это алгоритмически сложно, и я знаю только один программный пакет, который действительно делает это хорошо.

Вы стремитесь преодолеть множество очень высоких препятствий для создания астрофотографии "с широким полем сверхразрешения" без штатива. Вы можете получить значительно лучшие результаты и фактически сделать концепцию жизнеспособной, если просто добавите отслеживающее крепление. Это позволило бы устранить большинство проблем (при условии, что в поле не было видно ландшафта). Чтобы суперразрешение (моросящее, как его обычно называют в астро-мире) было эффективным, вам нужно переключаться между каждым субкадром, и вам нужно МНОГО субкадров. Чтобы увеличить разрешение за счет шума, вы можете моросить 20-30 субкадров той же области неба, и это улучшит разрешение. Дризлинг работает таким образом, что компенсирует снижение шума, которое вы получаете с помощью стекового стекирования, для улучшения разрешения. Чтобы получить как повышение разрешения, так и снижение шума с помощью стекирования, вам нужно больше порядка 200 субкадров ... той же области неба.

Теперь, если вы хотите сделать панорамное изображение ночного неба с высоким разрешением и низким уровнем шума (Млечный путь), то вы, вероятно, смотрите на получение нескольких панелей перекрывающихся областей неба, по 200 субкадров в каждой. Если вы хотите четырехпанельную панораму, вы смотрите на 800 субкадров. Предполагая, что вы идете с 30-секундными подводными лодками, это будет почти 7 часов общего времени экспозиции. Сверхширокие панорамы, подобные этой, обычно требуют нескольких дополнительных панелей для подключения отверстий, возникающих, так как панели корректируются с искажениями (деформируются), чтобы соответствовать друг другу ... поэтому вместо четырех панелей вам может понадобиться семь, которые расширяются время выдержки в диапазоне 12 часов, поэтому несколько ночей.

Дриззлинг, безусловно, может улучшить детализацию конечного изображения, но на самом деле это не совсем то, что нужно в конце. С помощью трекингового монтирования вы можете избежать использования только одного кадра на панели в мозаике, если у вас темное небо (что обычно необходимо для изображения Млечного пути). Морось обычно более эффективна для широкоформатного DSO (который гораздо уже, чем ваше среднее изображение Млечного пути). Благодаря среднему фокусному расстоянию от 50 до 250 мм, одному кадру на панель и эффективному креплению для трекинга вы можете получить очень хорошие результаты:

http://astrob.in/78195/0/rawthumb/gallery/get.jpg

http://astrob.in/176733/C/rawthumb/gallery/get.jpg

Answer 2

Проблема с широкоугольными объективами состоит в том, что у многих из них есть усики в частоте искажения лампы, что делает невозможным укладку изображений. Выравнивание изображения, которое работает в некоторых частях кадра, не работает в других. Фактически для этого типа искажения вы заметите смазанный вид на углах изображения только после того, как сложите несколько фотографий. Я думаю, что вы можете избежать этого с линзами Zeiss, но они немного дороже. Исходя из моего опыта, если вы пытаетесь получить широкоугольный снимок на одном изображении, вы можете получить очень хорошие результаты, используя полнокадровую камеру с разрешением ISO 6400 с одним снимком и небольшим заметным шумом. Я сделал очень хорошо с 24-миллиметровыми объективами при f / 2,8 с 15-секундной экспозицией, и если вы не увеличите изображение, вы не сможете заметить дрейф звезды. Дизеринг - это еще одна техника, которую можно попробовать, но вы снова сталкиваетесь с проблемами укладки, которые могут быть сложными с широкоугольными объективами.

Answer 3

Звучит как отличная идея для меня, но доказательство в программном обеспечении. Вы бы поставили камеру на штатив, сделали целые снимки лотереи, а затем передали ее программному обеспечению. Программное обеспечение будет:

• Выберите несколько ярких звездочек и проследите их по изображениям, чтобы добиться взаимного выравнивания
• Определить параметры отслеживания (например, где находится Северный полюс, каково поле обзора и т. Д.)
• Теперь предположим, что внешний вид постоянен, вы просто перемещаете камеру: выполните вычисления суперразрешения.

Учитывая, что почти все небесные объекты будут точечными источниками, отслеживание точек на изображениях даст вам точное движение камеры по сравнению с точечным источником. После того, как вы сделали это для всех объектов во всех кадрах, вы можете передать это обратно в более точное положение камеры, а затем получить еще лучшее местоположение небесных объектов.

Полагаю, вам нужно использовать специальное астрофотографическое программное обеспечение, поскольку решение для поля точечных источников может отличаться от решения для областей с затенением.

Кикстартер, кто-нибудь?