Журнал
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики
УДК:621.397.3
Номер:3 (155)
Устранение искажений слабых изображений астрономических объектов на примере Сатурна, Юпитера и их спутников
Аннотация:
Введение. Рассмотрены методы и алгоритмы восстановления смазанных и зашумленных изображений путем численного решения интегральных уравнений. Применение алгоритмов показано на примере восстановления искаженных изображений небесных тел — Сатурна, Юпитера и их спутников на фоне звездного неба. Изображения объектов могут быть нечеткими, что при анализе требует увеличения экспозиции. Это может привести к несоответствию вращений Земли и телескопа и к смазыванию (размытию) изображения объекта. В работе предлагается устранять смаз путем математической и компьютерной обработок искаженного изображения. При этом тип и параметры смаза могут быть практически неизвестны или известны неточно. Новизна предлагаемого решения заключается в том, что тип и параметры искажения, а, следовательно, ядро интегрального уравнения или функция рассеяния точки, определяются оригинальным «спектральным методом». Метод. В прямой задаче моделирование смаза и шума на приемниках (телескопах) осуществляется путем вычисления интегралов типа свертки. В обратной задаче устранение смазывания изображения выполняется с помощью решения интегрального уравнения методом параметрической фильтрации Винера с использованием нового «спектрального метода» определения ядра интегрального уравнения, а также фильтрации шума медианным фильтром Тьюки и новым модифицированным фильтром. Получены оценки погрешности для каждой операции. Предложена методика, позволяющая путем применения математических и программных средств устранить искажения изображений планет, естественные и инструментальные шумы, размытость изображений, а также получить четкие изображения Сатурна, Юпитера и их спутников. Основные результаты. Неискаженные изображения планет выбраны из астрономических каталогов. Путем моделирования получено смазанное и зашумленное изображение Сатурна с заданными параметрами искажения (углом θ и величиной Δ смаза), а также натурное искаженное изображение Юпитера с неизвестными параметрами искажения, определенными «спектральным методом». Продемонстрировано восстановление изображения Сатурна с его спутниками путем решения интегрального уравнения. Показаны результаты обработки изображения Юпитера, когда для устранения смаза изображения посредством решения интегрального уравнения использован «спектральный метод» определения параметров размытия, а следовательно, функции рассеяния точки и ядра интегрального уравнения. Работоспособность представленного метода определена путем визуальной оценки восстановленного изображения и путем расчета ошибки восстановления. Обсуждение. Предложенная методика позволяет устранять на изображениях различных космических объектов естественный или инструментальный шум, а также смаз изображения, выделять слабые объекты (спутники и иные объекты) на фоне звезд.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Оптические свойства границы раздела тонких пленок оксидов индия и олова с лазерно-осажденными одностенными углеродными нанотрубками
- Применение ксантеновых флуоресцентных красителей для обнаружения микропластика в почве и проведения фитотестов
- Исследование влияния управляющего напряжения фазового модулятора на основе ниобата лития на величину паразитной амплитудной модуляции и распределение интенсивности оптического излучения на торцах канальных волноводов
- Оценка количественного состава ингибиторов гидратообразования по их инфракрасным спектрам
- Магнитооптические свойства молекул атмосферного воздуха
- Фемтосекундная лазерная модификация золь-гель пленок ZnO:Ag с проявлением дихроизма
- Оценка плотности плазмы в воде на основе теории Келдыша при изменении длины волны накачки
- Люминесцентные и колориметрические свойства покрытых оболочкой диоксида кремния сферических нанокристаллов теллурида кадмия во внешнем электрическом поле
- Синтез наблюдателя электродвижущей силы вращения синхронного двигателя с возбуждением от постоянных магнитов с переключаемой структурой и самонастраивающимися подсистемами фильтрации и оценки углового положения
- Совершенствование алгоритма обработки данных от мультисенсорной системы в задачах определения показателей качества растительных масел
- Совместное легирование тетрабората лития переходными и щелочными металлами
- Анализ химических взаимодействий при заполнении цезием газовой ячейки квантового магнитометра
- Полимерно-солевой синтез и исследование структуры нанопорошков модифицированного ванадием алюмоиттриевого граната
- Повышение безопасности медицинских данных в облачных средах с помощью двойной аутентификации и оптимального шифрования с настройкой ключей
- Метод формирования сегментов информационной последовательности с использованием функционала качества моделей обработки
- Метод удаления размытия видеоизображения на смартфоне при движении
- Подход к обнаружению неконвенциональной пиксельной атаки на нейронные сети обработки изображений методами статистического анализа
- О влиянии сосредоточенного включения на спектр собственных колебаний струны и балки Бернулли–Эйлера
- Восстановление нестационарного теплового потока от аккумулятора тепловой энергии путем решения обратной задачи теплопроводности
- Применение теории нечетких множеств при решении задач управления временным ресурсом радиолокационной станции мониторинга космического пространства
- Количественная оценка и моделирование биомеханических характеристик голеностопного сустава