Возможности оптики косморазведчиков

[G.K.]

Повысить разрешение? А с чего Вы решили, что оно повысилось?

Ну как бы, справа делали видны, а слева какая-то блямба...

Я уже тут в разных ветках не раз писал, что не нужно путать разрешение сенсора (оптическая система+приемник) с обнаружением и распознаванием.

Я не про сенсор, а про итоговое изображение, на которое смотрит человек. Возможно, я не совсем понятно и ли корректно выражаю свои мысли.

повысить вероятность правильного обнаружения и распознавания объектов на снятой сцене.

Возможно вы и правы. Сразу вспоминается загадка про дальтоника и военных.

З.Ы. Вот бы американцы публиковали снимки со своих Кихоулов. Есть куча мест, где хочется посмотреть на местность ( в совершенно не связанных с военными местах, например такие места есть в Абхазии и окрестностях Сочи), а разрешение- того

[Stalky]

З.Ы. Вот бы американцы публиковали снимки со своих Кихоулов. Есть куча мест, где хочется посмотреть на местность ( в совершенно не связанных с военными местах, например такие места есть в Абхазии и окрестностях Сочи), а разрешение- того

Обратитесь в СОВЗОНД - они Вам за деньги Родину по 0,5 метра  легко продадут

[G.K.]

Обратитесь в СОВЗОНД - они Вам за деньги Родину по 0,5 метра  легко продадут

Только территория России, или и за границей можно?
И главное, за сколько.

[Stalky]

давайте мух от котлет отделим.

А зачем нам вообще нужна фаза?

На одиночном снимке и невозможна, и не нужна. Но если Вам взбрело в голову синтезировать апертуру/изображение, то без фазы не обойтись. Иначе - пишите заявку в Нобелевский комитет - конкурентов не будет.

PS Объяснять очевидные вещи - увольте, поддерживайте уровень спора собственными усилиями.

[Stalky]

Обратитесь в СОВЗОНД - они Вам за деньги Родину по 0,5 метра  легко продадут

Только территория России, или и за границей можно?
И главное, за сколько.

Ну есть же сайт. http://www.sovzond.ru/

[dmdimon]

И что требуется для подавления турбулентности вверх и вниз? Вверх, как я понял, нужен длинный видеоряд со стабильным аппаратом, как ФГ. а что надо "вниз"?

то-же самое. Есть более чем один способ. Я использую основанный на blind deconvolution, там реконструкция фазы никоим боком не задействована и никакое предзнание не нужно.

2 Stalky приведенный пример четко показывает, что обработка поднимает именно разрешение результата* по отношению к разрешению системы оптика+сенсор. Никакого чуда здесь нет, trade-off - использование k*N^2 кадров для повышения разрешения в N раз. Полно коммерческого суперразрешающего софта, есть и основанные на MTF тесты для него. В конце концов есть хаббловский суперразрешающий DRIZZLE.

*под разрешением результата в данном случае имеется в виду реальное разрешение изображения, определяемое например по детализации. Утверждение о превышении разрешения основано на том, что на конечном изображении присутствуют не артефактные детали с размерами существенно меньше одного пиксела исходного изображения.

[Stalky]

И что требуется для подавления турбулентности вверх и вниз? Вверх, как я понял, нужен длинный видеоряд со стабильным аппаратом, как ФГ. а что надо "вниз"?

то-же самое. Есть более чем один способ. Я использую основанный на blind deconvolution, там реконструкция фазы никоим боком не задействована и никакое предзнание не нужно.

2 Stalky приведенный пример четко показывает, что обработка поднимает именно разрешение результата* по отношению к разрешению системы оптика+сенсор. Никакого чуда здесь нет, trade-off - использование k*N^2 кадров для повышения разрешения в N раз. Полно коммерческого суперразрешающего софта, есть и основанные на MTF тесты для него. В конце концов есть хаббловский суперразрешающий DRIZZLE.

*под разрешением результата в данном случае имеется в виду реальное разрешение изображения, определяемое например по детализации. Утверждение о превышении разрешения основано на том, что на конечном изображении присутствуют не артефактные детали с размерами существенно меньше одного пиксела исходного изображения.

Это означает ровно то, о чём я и говорю - все эти элементы не от сырости завелись - они (информация о них) есть уже на исходных снимках. Обработкой Вы  просто улучшили их восприятие зрительным анализатором. Что ничуть не умаляет Ваших заслуг  

[Stalky]

И что требуется для подавления турбулентности вверх и вниз? Вверх, как я понял, нужен длинный видеоряд со стабильным аппаратом, как ФГ. а что надо "вниз"?

то-же самое. Есть более чем один способ. Я использую основанный на blind deconvolution, там реконструкция фазы никоим боком не задействована и никакое предзнание не нужно.

При наблюдении сверху-вниз характер искажений на турбулентностях  несколько иной -  фронт следует полагать сферическим, а не плоским (как в астрономии), волна от искажающей среды до орбитального телескопа проходит гораздо больший путь( чем при взгляде снизу - вверх) и фронт растягивается  - на орбитальный телескоп попадают его участки без ярко выраженных скачков фазы, кроме того, искажения, вносимые атмосферой в канал распространения совпадают только для относительно небольшого числа(группы близких)  элементарных площадок* наблюдаемой сцены  , плюс фронты от большого количества групп "перенакладываются" друг на друга =>  картинка даже при малой экспозиции не содержит спеклов** и размывается  в целом более капитально , чем при взгляде снизу-вверх на точечный объект (или на объект малых угловых размеров на однородном фоне), что, как я думаю, должно снижать эффективность обработки, основанной на вычислении авто и кросс-корреляции снимков. Высокие частоты при взгляде сверху - вниз должны, таким образом,  срезаться атмосферой более сильно, чем при взгляде снизу-вверх. А вот на каких именно частотах (пространственных) эта срезка происходит и от каких именно параметров атмосферы зависит...?

* - под элементарной площадкой сцены понимается площадка равная проекции кружка Эйри на поверхность

** - нет хаотической интерференции как по причине отсутствия ярковыраженных скачков фазы, так и по причине существенной некогерентности принимаемого излучения.

Всё - сугубое ИМХО.

[dmdimon]

все эти элементы не от сырости завелись - они (информация о них) есть уже на исходных снимках.

Естественно.Информация из ничего не появляется.

Обработкой Вы  просто улучшили их восприятие зрительным анализатором.

Давайте уточним - никакой из индивидуальных кадров не содержит необходимого количества информации. В процессе обработки информация из нескольких (десятков) кадров интегрируется. Именно информация, а не изображение. Соответственно, в данном случае говорить о _увеличении заметности_ неправомерно. Как можно увеличить заметность субпиксельного элемента?

При работе с "площадными" картинками у использованного мной алгоритма эффективность действительно снижается, я сейчас разбираюсь - это особенности реализации или самого алгоритма.

[Stalky]

*под разрешением результата в данном случае имеется в виду реальное разрешение изображения, определяемое например по детализации. Утверждение о превышении разрешения основано на том, что на конечном изображении присутствуют не артефактные детали с размерами существенно меньше одного пиксела исходного изображения.

Это означает ровно то, о чём я и говорю - все эти элементы не от сырости завелись - они (информация о них) есть уже на исходных снимках. Обработкой Вы  просто улучшили их восприятие зрительным анализатором. Что ничуть не умаляет Ваших заслуг  

Что-то я не понял, вас Сталки. Вот у меня есть цифромыльница синтезирующая суперразрешение. Делаю я снимок птички в обычном режиме - получается мутное пятно. Повторяю снимок в режиме суперразрешения - становятся видимыми перья, клюв, лапки.

Это и есть просто разрешение (для данного режима работы приемника),  улучшенное оно только по сравнению с другим режимом работы приемника - никакого противоречия со своим утверждением я здесь не нахожу.

Подхожу к птичке поближе, и делаю снова снимок в обычном режиме - получаю теже перышки клюв, лапы. Теперь вопрос: по вашему, приблизившись к объекту съемки я не получил снимка с большим разрешением, а только "улучшил восприятие зрительным анализатором"?

Получили, так как разрешение в своем примитивном определении прямо пропорционально R умножить  на лямбда/D R уменьшилось? В чём вопрос то?

От же Вы меня в блуд ввели: угловое разрешение не изменилось (если Вы диафрагму и фокус не крутили), линейное улучшилось.

Бред вы говорите. Я не утверждаю что таким способом можно побороть атмосферную рефракцию, думаю, что это невозможно. Но то, что с помощью обработки серии снимков одного и того же объекта(не испорченного рефракцией), можно улучшить разрешение - это факт.

Это долгий разговор.

1. Что есть разрешение? Показатель качества изображения, очевидно. Исчерпывающий? Также очевидно, что нет.

2.С точки зрения теории информации увеличить общее количество содержащейся  в принятом сообщении (зарегистрированном изображении) информации невозможно. Можно только лучше или хуже согласовать её с конечным потребителем, тем самым повлияв на успешность решения его целевой задачи, например, обнаружения и распознавания малоразмерных малоконтрастных объектов.
Приводит ли совместная обработка серии снимков к синергии, то есть к увеличению количества информации большему чем просто сумма информации в используемых кадрах? Думаю, что нет (в случае съемки серии кадров одним и тем прибором, как дело с синергией обстоит в случае использования снимков с разных приборов, например, работающих в разных диапазонах спектра - вопрос отдельный).
Но вот повысить вероятность распознавания обработка точно может, но ровно также может и понизить, если  породит вредные артефакты или приведет к зашумлению картинки, или, наоборот, вместе с шумами удалит из сцены какие-то пространственные частоты.

3. Кроме того, рожденные в фотографии показатели и критерии разрешающей способности механически на оптико-электронные системы с немонотонными передаточными характеристика (с пространственно-временной дискретизацией) и цифровой постобработкой переносить как бы не совсем правильно.  Разговоры (высоким стилем - дискуссии и исследования) на тему показателей и критериев оценки качества изображений, формируемых оптико-электронными системами, не прекращаются и совсем уж общепринятых моделей в общем-то нет до сих пор.
Есть мнение :twisted:  ,  что качество изображений, в которых конечным звеном дешифрирования выступает человек, должно среди прочего оцениваться по степени согласованности со зрительным анализатором человека. А как он работает мы(человеки) до сих пор толком и не знаем. А он (зрительный анализатор) корки мочит только держись - например, может быть и так, что вероятность опознавания человеком размытого изображения, предъявляемого на ограниченное время, растет при наложении на изображение дополнительного шума. Во как!
В результате - в отсутствии гербовой пишем на простой. Продолжаем использовать Рэлея, периодический тест-объект и тп. Но при этом не должны забывать, что показатели на их основе не совершенны. И тем более не орать как потерпевшие: Я де разрешение повысил!!! С чего Вы взяли, что Вы именно разрешение повысили, а не улучшили согласование изображения со зрительным анализатором, например, контрастность повысили или границы подчеркнули?

Да ещё не нужно забывать, что ориентируетесь Вы в своих оценках по своему личному зрительному анализатору, что вносит дополнительные нюансы.


Так о чём мы спорим?

[Stalky]

*под разрешением результата в данном случае имеется в виду реальное разрешение изображения, определяемое например по детализации. Утверждение о превышении разрешения основано на том, что на конечном изображении присутствуют не артефактные детали с размерами существенно меньше одного пиксела исходного изображения.

Это означает ровно то, о чём я и говорю - все эти элементы не от сырости завелись - они (информация о них) есть уже на исходных снимках. Обработкой Вы  просто улучшили их восприятие зрительным анализатором. Что ничуть не умаляет Ваших заслуг  

Что-то я не понял, вас Сталки. Вот у меня есть цифромыльница синтезирующая суперразрешение. Делаю я снимок птички в обычном режиме - получается мутное пятно. Повторяю снимок в режиме суперразрешения - становятся видимыми перья, клюв, лапки.

Это и есть просто разрешение (для данного режима работы приемника),  улучшенное оно только по сравнению с другим режимом работы приемника - никакого противоречия со своим утверждением я здесь не нахожу.

Приемник остался абсолютно тем же. С тем же самым режимом работы. Только он сделал не одно изображение а 10, а потом по ним математически построил интегральное изображение идентичное совсем другому приемнику(или тому же приемнику но с более близкого расстояния).

Если это(выделенное жирным) не режим работы, то Вы - трамвайная остановка. Что? Есть проблемы с восприятием печатных текстов?

Я что - должен зарыдать?

В этом режиме обеспечивается разрешение лучше дифракционного предела?

В тех приборах о которых идет речь на этом форуме - фокусное расстояние не изменяется и цифровой зум тем более не используется.

Вы,  что и в самом деле не понимаете о чём в этих  алгоритмах так называемого  "суперразрешения" идёт речь?

Продолжайте развлекаться на фотофорумах. Здесь-то вы что делаете?

[lll]

[ Полно коммерческого суперразрешающего софта, есть и основанные на MTF тесты для него. .

MTF-test применяется к результирующей оптимизированной картинке, полученной этим коммерческим суперразрешающим софтом, или как?

[Stalky]

В каком месте я просил Ваших ответов? О чём? Вопросы мои чисто риторические, что с Вас взять то?
И если Вы не хотите отвечать, то чего так многословно и бестолково распинаетесь, чувачилло?

[dmdimon]

[ Полно коммерческого суперразрешающего софта, есть и основанные на MTF тесты для него. .

MTF-test применяется к результирующей оптимизированной картинке, полученной этим коммерческим суперразрешающим софтом, или как?

http://photoacute.com/tech/mtf.html

Selin, по суперразрешению вот здесь очень популярно и наглядно:
http://photoacute.com/tech/superresolution_faq.html

В целом - господа, а ведь все это оффтоп в данной ветке. Может, как-то кусок отрезать?

[Stalky]

[ Полно коммерческого суперразрешающего софта, есть и основанные на MTF тесты для него. .

MTF-test применяется к результирующей оптимизированной картинке, полученной этим коммерческим суперразрешающим софтом, или как?

http://photoacute.com/tech/mtf.html

Selin, по суперразрешению вот здесь очень популярно и наглядно:
http://photoacute.com/tech/superresolution_faq.html

В целом - господа, а ведь все это оффтоп в данной ветке. Может, как-то кусок отрезать?

Да здесь это очевидный оффтоп, но я прошу Вас изложить (для апологетов "суперразрешения" ) на нормальном русском языке в чём там дело и почему это здесь оффтоп.
Да и отрезать ИМХО ничего не нужно - преодоление заблуждений (в тч и добросовестных) очень полезно. Тем более, что компьютерное суперразрешение вполне достойный инструмент.... в пределах границ его применимости, и если не путать его с откровенным фуфлом.

В помощь http://imaging.cs.msu.ru/pub/2011.Book.Krylov_Nasonov.Resampling.ru.pdf

[dmdimon]

ну давайте попробуем
В простых словах. без математики.
Традиционное устройство захвата изображений упрощенно состоит из двух компонент - оптической части и сенсора.
Здесь возможны два варианта - "сбалансированная" и "несбалансированная" системы. О чем речь?
упрощенно
Оптическая часть грубо говоря обладает способностью рисовать в плоскости сенсора детали некоего минимального размера - с одной стороны
Сенсор с другой стороны обладает некоторым размером чувствительного элемента.
т.е. сенсор может быть "слишком хорош" для оптики - или оптика может быть слишком хороша для сенсора.
Это назовем несбалансированной системой.
В сбалансированной системе оптика и сенсор соответствуют друг другу (в том числе) по этому параметру.

Если чуть умнее - и оптика, и сенсор являются фильрами нижних частот. В сбалансированной системе они режут на одной и той-же частоте, в несбалансированной - на разных.

Важный момент - говнооптика от нормальной оптики отличается в частности тем, что НОРМАЛЬНАЯ оптика является ФНЧ ограниченным геометрическим размером апертуры - т.е. дифракционным пределом, а говнооптика может быть тупо мутной или кривой или еще какой и как ФНЧ будет ограничивать намного раньше дифракционного предела.

В ситуации с несбалансированной системой или говнооптикой есть широкое поле деятельности для улучшения изображения. При лучшем сенсоре (обычно при этом оптика имеет достаточно низкое качество) можно баловаться деконволюцией например, при лучшей оптике прекрасно работают  алгоритмы суперразрешения, основанные на микросдвигах. В общем, все довольно просто и наглядно. Фактически это и есть область деятельности коммерческого суперразрешающего софта - по большей части он устраняет алиасинг, возникший из-за дисбаланса в системе. Кроме того, среди коммерческих есть также экстраполирующие алгоритмы, работа которых основана на каких-то допущениях, типа того, что определенная математическая функция хорошо что-то там описывает. Обычно они неплохо работают с теми типами изображений, под которые точились - и сильно лажают в других случаях.

В сбалансированной системе с нормальной оптикой все сложнее. Формально она является diffraction-limited, т.е. на всех этапах система _УЖЕ_ пропускает максимальную полосу пространственных частот, а поскольку самопроизвольно у нас информация не приумножается - ловить тут нечего, разрешение _УЖЕ_ таково, что использована вся прошедшая через апертуру информация.

Stalky, вот тут Вам может не понравиться _моё видение вопроса_

Однако.
1) апертура _не_ является _прямоугольным_ ФНЧ, т.е. более высокие частоты все-же проходят, хотя и с сильным ослаблением. Т.е. при высоком отношении сигнал/шум можно забраться несколько дальше. На самом деле недалеко, но тем не менее. Грубо говоря, если шума нет - мы можем ужесточить критерий Релэя с 20% до 1% или 0.000001% - какая разница, шума-то нет.

2) вот тут будет сложнее. При наличии априорной информации о постоянстве обьекта, а точнее _если_ мы постулируем постоянство во времени светового поля от обьекта можно использовать смещения апертурного окна относительно этого поля. Грубо говоря, проходит тот-же диапазон пространственных частот, но из несколько другого места в пространстве. Таким образом в принципе при абсолютном постоянстве светового потока от обьекта можно говорить о (упрощенно) варианте микросдвигового суперразрешения другого типа. Естественно, в реальности постоянства светового потока не бывает, поэтому при использовании такого подхода мы получаем снижение достоверности информации по мере нарастания детализации.
т.е. деталей становится больше, а вот уверенности в том, что это - не артефакты - меньше.

ну и все, наверное.
зы говнооптика - не из презрительности а для четкого разграничения.
ззы Кстати, отличный способ оценить, насколько ваш фотоаппарат близок к diffraction-limited системам - посмотреть его разрешающую способность в центре кадра при разных значениях диафрагмы.

[dmdimon]

Уровень как раз высокий и срача в общем нет.

[Stalky]

ну давайте попробуем
В простых словах. без математики.

По-моему, изложено отлично. Спасибо.

Stalky, вот тут Вам может не понравиться _моё видение вопроса_

Однако.
1) апертура _не_ является _прямоугольным_ ФНЧ, т.е. более высокие частоты все-же проходят, хотя и с сильным ослаблением. Т.е. при высоком отношении сигнал/шум можно забраться несколько дальше. На самом деле недалеко, но тем не менее. Грубо говоря, если шума нет - мы можем ужесточить критерий Релэя с 20% до 1% или 0.000001% - какая разница, шума-то нет.

2) вот тут будет сложнее. При наличии априорной информации о постоянстве обьекта, а точнее _если_ мы постулируем постоянство во времени светового поля от обьекта можно использовать смещения апертурного окна относительно этого поля. Грубо говоря, проходит тот-же диапазон пространственных частот, но из несколько другого места в пространстве. Таким образом в принципе при абсолютном постоянстве светового потока от обьекта можно говорить о (упрощенно) варианте микросдвигового суперразрешения другого типа. Естественно, в реальности постоянства светового потока не бывает, поэтому при использовании такого подхода мы получаем снижение достоверности информации по мере нарастания детализации.
т.е. деталей становится больше, а вот уверенности в том, что это - не артефакты - меньше.

Да нет. По первому пункту вообще никаких возражений - мы же уже беседовали на эту тему:
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?p=949913#949913 (ссылка для интересующихся)

По второму пункту - сложнее, определенного мнения не имею, но в  целом характер возражений лежит скорее не в области принципиальной возможности, а в области целесообразности практической реализации.

[Stalky]

dimdimon, забейте. Вам должно быть уже очевиден уровень собеседника. Зачем мараться? Сотни раз уже на форуме выплывали подобные деятели, результат всегда один - говносрач.

Вам бы dimdimon не предостерегать, а поблагодарить за отличное изложение вопроса.

Да и на меня Вы зря ощетинились.  

Извините, если я Вас оскорбил, но справедливости ради - Вы сами такой тон взяли. Ну и нарвались Бывает, ещё раз приношу свои извинения.

Вот Вам в знак примирения иллюстрация к нижеследующему замечанию dmdimon

Кстати, отличный способ оценить, насколько ваш фотоаппарат близок к diffraction-limited системам - посмотреть его разрешающую способность в центре кадра при разных значениях диафрагмы.

http://www.cambridgeincolour.com/ru/tutorials/diffraction-photography.htm

Там в статье есть живая интерактивная моделька, которая показывает как меняется пятно кружка Эйри на матрицах разных приемников ( с разным размером элементов)  в зависимости от относительного отверстия(диафрагмы). Очень наглядно.

[Dims]

Ничего удивительного. Он "модифицировал" алгоритм пока тот не нарисовал ему заданную картинку.

Ну пусть будет так.

Так так или не так? Какую информацию Вы скармливали алгоритму? Включая отбор разных версий алгоритмов?