Imágenes submuestreadas

[Fgomezm]

Hace unos días atrás mantuvimos una discusión con juaquito sobre un artículo referido a la detección de exoplanetas utilizando una DSLR.

Mi objeción a esta idea era que la resolución de la imagen requerida para la determinación astrométrica del tránsito de un exoplaneta debía ser mucho mayor que la proporcionada por una DSLR con un teleobjetivo de 300mm y una montura de charnela.

La discusión fue sabiamente zanjada por Carlos Colazo quien nos hizo ver la diferencia entre lograr obtener- en forma amateur- evidencia de un tránsito y la de reportar dicho tránsito sustentado en datos verificables.

Uno de los puntos en que yo basaba mis cuestionamiento era que con la configuración DSLR objetivo de 300mm la imagen estaba fuertemente submuestreada y que los datos astrométricos así obtenidos no eran confiables.

Le prometí a juaquito ampliar la explicación del submuestreo utilizando algunos esquemas.

Antes de pasar al ejemplo repito brevemente que dada la resolución de un sistema óptico en el plano focal existe un tamaño de pixel óptimo para poder recuperar toda la información de la imagen. Si el tamaño del pixel es menor que este tamaño óptimo entonces la imagen estará sobremuestreada y eso no representaría mayores problemas. Pero si el tamaño del pixel es mayor que ese tamaño óptimo no se cumplirá el criterio de Nyquist y la imagen estará submuestreada.

El ejemplo que encontré para explicar el problema de las imágenes submuestreadas lo tomé de la cámara de campo amplio WFC del telescopio espacial Hubble.

El Hubble no tiene que lidiar con los problemas del seeing atmosférico y su seguimiento es casi perfecto por lo que lo único que importa es la respuesta de su sistema óptico y el comportamiento del sensor.

Los textos explicativos que adjunto son un extracto, adaptación y traducción libre del artículo "Dithering, Sampling and Image Reconstruction" Hook, R. N. & Fruchter, A. S. 2000, in ASP Conf. Ser., Vol. 216, Astronomical Data Analysis Software and Systems IX, eds. N. Manset, C. Veillet, D. Crabtree (San Francisco: ASP), 521

Para ejemplificar los problemas del submuestreo se utiliza una carta de Snellen (la misma con la que el oculista nos verifica la agudeza visual ). También hay imágenes de un objeto estelar real y al final agrego los FOV de los instrumentos del Hubble.

Espero que esto aporte algo más.

Fernando

Submuestreo.pdf

[Astroman]

Hola:

Muy interesante Fernando. Siempre presentando temas importantes....

¿Tenés bibliografía más elemental sobre el tema, dado que recién lo estoy abordando, y no entiendo mucho?

Recién terminé de armar el telescopio newt. GSO 200 f:4, y ahora me quiero poner a estudiar un poco, para saber que estoy haciendo, realmente, cuando saco una foto...

Saludos Rodolfo

[jwackito]

Gracias por compartir Fernando. Agrego este paper sobre fotometría en imágenes con PSF submuestreada, también con ejemplos del HST.

9907100.pdf

[Fgomezm]

Juaquito

Buena información.

Les comento que Hook & Frutcher fueron quienes desarrollaron originalmente el algoritmo del Drizzling para recuperar las imágnes submuestreadas del Hubble.

Si bien la herramienta era potente, con el paso del tiempo la han ido mejorando utilizando técnicas profundas de tratamiento de imágenes. Los propios Hook&Frutcher desarrollaron luego el iDrizzle que es un proceso iterativo

Tod Lauer , quien es el autor del artículo que nos comparte Juaquito, ha hecho también aportes muy significativos a está técnica de recuperación de imágenes submuestreadas.

En términos mundanos nosotros diríamos "seguir rascando la olla" hasta obtener el ultísimo bit de información de una señal.

Para los que quieran experimentar con el Drizzle (confieso que yo no lo he hecho) aquí va el tutorial de Juan Conejero de como se realiza en Pixinsight.

Tengan en cuenta que para que el Drizzle tenga efectos significativos se debe contar con una serie de imágenes obtenidas con la técnica de Dithering.

Fernando

http://pixinsight.com/forum/index.php?topic=7151.0

Adjunto también los artículos originales de Hook&Frutcher pero advierto que están en inglés

dithering and linear reconstruction.pdf

Linear Reconstruction of the Hubble Deep Field.pdf

[Fgomezm]

Hola:

Muy interesante Fernando. Siempre presentando temas importantes....

¿Tenés bibliografía más elemental sobre el tema, dado que recién lo estoy abordando, y no entiendo mucho?

Recién terminé de armar el telescopio newt. GSO 200 f:4, y ahora me quiero poner a estudiar un poco, para saber que estoy haciendo, realmente, cuando saco una foto...

Saludos Rodolfo

Rodolfo, no te preocupes por estas disquisiciones puesto que para tomar imágenes amateurs como las nuestras no es necesario profundizar en ellas.

Además de los artículos que se pueden encontrar en Internet siempre es bueno tener en la biblioteca ( y leer) algún buen par de libros.

Mi recomendación son los libros de Michael Covington y Jerry Lodriguss. Personalmente los de Lodriguss me gustan más ya que Jerry hace astrofotografía por hobby y además es fotógrafo de profesión. He cruzado con él varios mails y aparte de lo que sabe es un tipo fenómeno.

Lo único que debes tener en cuenta es que esta literatura está en inglés.

Fernando