Ідентифікація об’єктів космосу за отриманими зображеннями

Чернецький Ігор
Автор Чернецький Ігор
Завідувач відділу створення навчально-тематичних систем знань НЦ «Мала академія наук України», кандидат педагогічних наук, голова Всеукраїнської громадської організації «Асоціація учителів фізики “Шлях освіти – ХХІ”». Наукові інтереси: моделювання освітніх та навчальних середовищ загальноосвітніх і позашкільних навчальних закладів з урахуванням трендів розвитку сучасних засобів навчання.

Завдання роботи:

  1. Ознайомитися з можливостями програми Unimap.
  2. Провести ідентифікацію об’єктів на зображеннях за допомогою зазначеної програми.

Обладнання:

ПК, набір зображень об’єктів глибокого космосу, Unimap (http://larryo.org/astronomy/software/unimap/download.html).

Теоретична частина

Зображення об’єктів зоряного неба – це не тільки виразна гарна світлина, а й фіксація положення та яскравості об’єктів. Зображення ділянки зоряного неба не містить прив’язки до каталогів зірок, що ускладнює їхню ідентифікацію. Під час фотографування об’єкт визначається досить наближено, а в супровід кадру може бути внесена тільки інформація про геопозицію або центр зображення. Враховуючи, що на зображенні наявні часом тисячі окремих зірок, віднайти потрібну досить складно. Тому для спрощення ідентифікації об’єктів використовують спеціалізовані програми. Деякі програмні комплекси роблять це одразу.

У роботі буде використано безкоштовну програму з відкритим кодом Unimap. Вона має дуже широкі можливості, але вимагає доступу до мережі, оскільки використовує великі каталоги, розміщені на окремих серверах. Алгоритм Unimap побудований так: спочатку програма індексує всі зоряні об’єкти на кадрі; далі їй задається каталог чи група каталогів, з якими вона буде працювати; потім необхідно більш чітко визначити прив’язку кадру до певної ділянки неба і нарешті запустити процес пошуку.

Механізм пошуку досить складний, оскільки програма спочатку визначає розміщення головних яскравих об’єктів і робить первинну прив’язку, перебираючи різне орієнтування кадру. Захопивши хоча б декілька об’єктів, програма здійснює пошук відповідності інших більш слабких об’єктів координатам у каталозі. Враховуючи спотворення на світлині або їх зміщення, не всі об’єкти, що містяться в каталозі, будуть ідентифіковані. Але, в межах похибки, ідентифікації підлягає до 100 об’єктів на кадрі. Особливо цінною є можливість програми працювати з каталогами унікальних об’єктів, таких як чорні діри, квазари або галактики.

Хід роботи

  1. Запустіть програму Unimap .
  2. У лівому полі програми будуть розташовані тестові зображення для перевірки її роботи. Оберіть одне із зображень, двічі натиснувши на ньому (наприклад, зображення сузір’я Оріон).
  3. Оберіть . Програма почне індексувати об’єкти на кадрі.
  4. Оберіть . Відкриється вікно вибору каталогів.                                                       
  5. Деякі каталоги мають функцію завантаження, що прискорює роботу програми. Більш масивні з кількістю об’єктів більше 10 млн працюють винятково в режимі онлайн. Проведіть завантаження всіх доступних каталогів головних зірок та оберіть перший каталог.
  6. Оберіть . У вікні, що з’явиться, оберіть позиції, вказані на малюнку . Якщо немає інформації про інструменти, якими велася зйомка, залишіть відповідні поля порожніми. Оберіть «Ок».
  7. Оберіть . Програма запустить алгоритм ідентифікації об’єктів. Дочекайтеся завершення роботи. Якщо об’єкти не буде визначено, оберіть інший, більш об’ємний, каталог і повторіть кроки розпізнання.
  8. Завантажте додаткові зображення, що містяться в папці практикуму, і повторіть розпізнання.
  9. Збережіть розпізнані зображення.

Після завершення роботи створіть окрему папку з вашими результатами та перемістіть отримані світлини в неї, видаливши з основної папки практикуму.

Аналіз даних

.