Termovizory, Noktovizory, IR detektory, Optické přístroje...

[PeterM]

Ďakujem za vysvetlenie. Písal som že som amatér a nikdy som sa o to detailnejšie nezaujímal. Teraz budem viacej v obraze.

[kenavf]

▲Podľa tej výbavy a aktivít čo si popísal nie si amatér ale poučený amatér a už patríš do toho 1%ta ľudí ktorí sa tomu venujú hlbšie.

[Ekolog]

Na základě vlnových vlastností světla se bod zobrazí jako difrakční ploška o velikosti = 2,44.lamda.světelnost (v mm).

Rayleightovo kriterim pro body kde je vzdálenost = průměru difrakční plošky d = 138/průměr objektivu v mm uvádí vzdálenost v obloukových vteřinách pro rozlišení těchto bodů.
Davesovo kritérium, kde vzdálenost je d/2 se počítá 114/D (ve ").

To je teorie platící pro vzduchoprázdno. Pokud budu mít 50 cm refraktor, na Myslivně, kde je průměrný seeing 0,8" zpravidla rozliším dvojhvězdu o vzdálenosti složek 0,8 ", ačkoliv teoreticky rozliším dvojhvězdu o vzdálenosti 0,276". Atmosféra se může uklidnit a já rozliším složky které jsou blíže, ale tyto okamžiky jsou vzácné. Mám refrák 156 mm a Newton 300 mm a mohu konstatovat, že jen jednou za můj život Newton překonal refrák a to ještě jen na krátký čas. ovšem pohled refrákem 270 mm za excelentních podmínek na dobrém stanovišti je něco nezapomenutelného.

[bacil]

K popření fyziky se u mobilů používá metoda zvaná dekonvoluce, což je výsada až drahých pluginů do fotošopu u zrcadlovek.

Postup dekonvoluce je ve velkém zjednodušení takový - vyfotí se tečka o velikosti 1px zaměřená tak aby přesně padla na pixel uprostřed, byť velice rozmazaná. Tím vznikne konvoluční obraz, mapa, která se posléze dá do dekonvolučního algoritmu. Tímto je možné potlačit nejen optické vady, ale i ozvěny prostoru u snímaného zvuku. Metoda se v praxi široce využívá už od konce 80 let.

Opakem dekonvoluce je konvoluce, tedy algoritmus, který bezvadnému signálu (obrazu) přidá žádanou vadu (prostorový vjem místnosti, žádané zkreslení obrazu). Pro získání konvoluční matice určitého prostoru se u zvuku používá buď prásknutí nafouknutého balonku, nebo elektrický výboj. Studiová nahrávka pak získá akustickou charakteristiku snímaného prostoru (kostela, koncertní haly a pod) - toto používala Yamaha ve svých DSP v zesilovačích již koncem 90. Nebo naopak se dekonvolucí v reálném čase potlačí vliv prostoru při živém vystoupení.

Základy teorie dekonvoluce a analýzy časových řad zpracoval Norbert Wiener z MIT ve své knize Extrapolation, Interpolation, and Smoothing of Stationary Time Series (1949).
https://cs.wikipedia.org/wiki/Dekonvoluce
https://grainofsound.org/cs/%C3%9Avod-do-dekonvoluce/
https://gacr.cz/rozmazanou-digitalni-fo ... u-operaci/

[Alchymista]

Najprv by som asi pridal, čo to vlastne je tá konvolúcia a aký má vplyv.
https://cs.wikipedia.org/wiki/Konvoluce

Pre jednoduchosť - jednoduchý prejav konvolúcie v elektronike:
dve funkcie - "obdlžnikový impulz" a "impulzná charakteristika RC článku" konvolujú do "odozvy RC článku na obdlžnikový impulz"

Pri dekonvolúcii je známy výstupný signál a buď pôvodný tvar signálu - dopočítava sa charakteristika "prostredia", ktorým signál prešiel, alebo je známa charakteristika "prostredia" a dopočítava sa pôvodný signál... Oboje je celkom ohavná maticová matematika.

V astronómii (astronomickej fotografii) existuje jedna veľmi efektívna "barlička" - vhodnú hviezdu v dostatočnej vzdialenosti možno považovať za bodový zdroj, ktorého ideálny obraz (po prechode "ideálnou optikou") má byť zobrazený ako menší ako jeden pixel. Teda všetky signály z okolitých pixelov mimo tento jediný pixel umožňujú definovať konvolučnú masku charakterizujúcu príslušnú reálnu optiku (optickú cestu).

Je to vlastne rovnaký princíp ako popisuje bacil v oblasti akustiky.

[Alchymista]

Jedna vec, čo by ma zaujímala: je známe, že JPEG kompresia plodí obrazové artefakty, podobne kompresia webp...
Nakoľko je konvolúcia a dekonvolúcia náchylná na podobné javy - tvorbu obrazových artefaktov?

[bacil]

Záleží na šumovém pozadí, jeho charakteru a opakovaných ruchách. Čím více je tam nějaká pravidelnost, tím lépe lze odstranit. Úroveň šumu samozřejmě "tupí" celé zpracování.

Artefakty vzniklé z DCT obrazu i zvuku lze do jisté míry potlačit, ale málo se to používá, resp nechají si za to dobře zaplatit (např. Onkyo AV receivery). Ne každý enkodér používá DCT, ikdyž ve výsledku je to takto pro přehrávač zakódované. U zvuku například enkodér od FhG institutu v nejvyšší kvalitě umí zakódovat mp3 tak, že se výsledek po dekódování velmi blíží i původnímu tvaru signálu, což pomocí DCT na straně enkodéru není možné ani teoreticky (DCT zachová kmitočtové spektrum v časovém řezu, nikoli průběh signálu).

Velkou chybou v úvaze většiny programátorů je právě deformace vzniklá z výuky FFT, tedy z hypotetického předpokladu že signál trvá od mínus nekonečna do plus nekonečna. Jenže reálný signál nezná mínus nekonečno, průběh je tady náhle právě a teď a nebyl tady dřív ani v náznaku. Proto například audio filtry FFT mají "před-zázněj", tedy přicházející zvuk je rozmazaný v čase ještě než nastane (u obrazu jsou to ty kostičky). Jenže jiné transformace nejsou tak matematicky hezké, nebo mají velmi komplikovanou teorii a naopak velmi jednoduchou realizaci a studenti by je pochopili hned a nebylo by je z čeho zkoušet.

Artefakty lze potlačit velice dobře i na straně DCT enkodéru zcela jednoduše tak, že se obrací fáze v koeficientech mezi jednotlivými snímky videa a v oku se to vyruší (poznáte to tak že pauznutý obraz má velmi silné artefakty, nebo jen na okamžik než zprůměruje i druhý frame). Snad jsem to napsal tak že se to dá pochopit. U zvuku tento fígl použít nelze a u MP3 enkodéru FhG nezveřejnil kód, používá tam na tajňačku FIR (jen u nejvyšší kvality). V ISO specifikaci MP3 přehrávače je navíc chyba při dekódování výšek, opravené to mají jen některé přehrávače.

[Ekolog]

Jen k odkazu na Hubbleův dalekohled. Je to systém hyperbola-hyperbola čili Ritchey-Chretien. Zde došlo při testování k chybě, která vyústila ve sférickou vadu, ovšem kterou se podařilo přesně definovat. Korekce sférické vady dvouzrcadlového systému je možná několika způsoby.
- výměnou menšího sekundárního zrcadla za zrcadlo o jiné exentricitě
- změnou vzdálenosti obou zrcadel, je ovlivněno mechanikou tubusu
- instalací korekční desky viz. systém schmiedt (asféra) či maksutov (meniskus) či systémy odvozené. Tyto systémy představují samostatné odvětví teleskopické optiky, objevily se v období mezi válkami a rychle se rozvinuly v řadu modifikací, bohužel některé mají i řadu nectností, jako je zakřivená obrazová plocha, tzv. "hříbek" u Schmitky. Zakřivení lze kompenzovat u filmu, nikoliv u CCD čipu.

Systém byl opraven instalcí korekční optiky eliminující výslednou sférickou vadu. Tady se domnívám, že dekonvoluce nemá šanci pomoci, jak bylo zmíněno ve Wiki a bylo nutno přistoupit k nasazení korekčního členu. Kdysi jsem si s optikou Hubbla hrál v optickém programu (cosi jako OSLO) a rozdíl při vypočtené excentricitě a skutečné exentricitě byl vskutku propastný. Hubble má rozlišovací schopnost 0,057" a první snímky měly rozl. schopnost okolo 1", což zvládne 138 mm refraktor. To je rozdíl cca 17 X!

Jinak na obhajobu optiků co vyráběli Hubbla chci předeslat, že provádění zkoušek optiky není opravdu žádná legrace a je trochu alchymií a i štěstím a to i za použití nejmodernějších metod, starýho Foucalta nevyjímaje.

Tolik k dalehohledům.

[Alchymista]

Zakřivení lze kompenzovat u filmu, nikoliv u CCD čipu.

Je najmenej jedna oblasť, kde sa skreslenie kompenzuje mechanickým ohybom snímacej matrice. V niektorých družicových kamerách.
Totiž - družicové kamery pre snímanie povrchu Zeme a iných telies vo vysokom rozlíšení využívajú "jednoriadkové" snímače - sú dobre vyrobiteľné, dobre kalibrovateľné, rýchle na vyčítanie signálu... Druhý rozmer snímku zabezpečuje pohyb samotnej družice.
No a tieto "jednoriadkové" snímače sa dajú pomerne jednoducho mechanicky ohnúť do potrebného tvaru, podobne ako sa to robí s niektorými zrkadlami v astronomických ďalekohľadoch. Aby nedochádzalo k mýlke - "prehnutia" snímacieho prvku sú v mikrometeroch, pri dĺžke snímaču v centimetroch. Snímač môže byť ohýbaný v dvoch smeroch (ale to asi nikto nepoužil) ... Využíva sa to aj na kompenzáciu zaostrenia v obrazovej rovine pri "šikmom pohľade".

[Ekolog]

Na M. Palomaru je největší Schmidtka, (vyjma Tautenberku). Jí pořízené fotky po II. sv. válce, kdy mapovali oblohu, byly prostě fenomenální a úchvatné. Aby jí udrželi v provozu, byla v obrazovém poli o rozměrech cca 300 x 300 mm umístěna mozaika čipů ve tvaru hříbku. Těch čipů bylo několik a poslední se instaloval tuším před 7 lety. Fotky jsou na internetu - Samuel Oschin.