За дифракционным пределом?

[Владилен]

Конечно сделано! Еще с середины 70-х. Однако качественной любительской программы так и не появилось. Частично можно сказать, что Регистакс и Фотошоп справляется с этой задачей.

[VD]

Конечно сделано! Еще с середины 70-х. Однако качественной любительской программы так и не появилось. Частично можно сказать, что Регистакс и Фотошоп справляется с этой задачей.

Вы,  скорее всего,  имеете ввиду разновидность интерферометрии. А тут снимки звезд с ПЗС были.  Такой техники в 70-е еще не было.
Так что не все так просто и Регистакс и Фотошоп не при делах.

[Владилен]

Спекл-интерферометрия появилась чуть раньше (в конце 60-х). В 70-х появились первые снимки ярких объектов (в том числе тесных звездных пар) с разрешением около 0,02". Я имел в виду методы обратного преобразования, применяемые не только в астрономии.

[Михаил_Никитин]

GNM:

1) Идеальных оптических схем нет. Даже парабола дает идеальное изображение только в одной точке - в центре;

А они и не нужны. Используем функцию рассеяния точки того, что есть, в зависимости от фокуса и расстояния от оптической оси.

АЧХ реальных оптических схем как правило имеют нули. Попытка поднять уровень из нуля обречена на провал;

Амплитудно-частотная характеристика? Так я предлагал перейти к монохроматическому изображению или близкому к нему, так что АЧХ тут мало на что влияет.

3) Обрабатка снимка с целью улучшения разрешения пожирает динамический диапазон (ДД) фотоприемника. Фотоприемники с реально большим ДД стоят не меньше объективов с большой аппертурой. Тут, мне кажется, установился некий баланс.

Это верно, но можно ведь и на комп необработанный снимок перебросить. А дальше начинается простор для творчества...

В общем, ход ваших мыслей верный, но больших успехов на этом пути не просматривается.

Явных провалов нет, но успехов тоже не наблюдается (С) 

Stepa:

Как вы будете обходить проблему вот такого сорта:

амплитуда в точке - комплексная величина, но детектор скалярен и измеряет лишь ее квадрат.

Детектор измеряет интенсивность света в точке, которая, действительно, пропорциональна квадрату амплитуды. Но нас интересует не сама амплитуда,  а полная интенсивность света, падающего на объектив с направления от точки до оптического центра объектива то есть, также чисто действительная величина. Кроме того, делается допущение, что интенсивности света, пришедшего с различных направлений в точку с учетом дифракции Фраунгофера на объективе, складываются так, что получается результирующая интенсивность, которую и измеряет детектор.

VD:

Да давно уже,  несколько лет,  как обошли этот предел.  На 24" рефлекторе разделяли и меряли позиционные углы у двойных звезд на уровне менее 0.1" .  Сделано было в Крыму,  в Южной Лаборатории ГАИШ  В.Ю. Теребижем и В. Бирюковым

УРА!!!

[GNM]

Как вы будете обходить проблему вот такого сорта: амплитуда в точке - комплексная величина, но детектор скалярен и измеряет лишь ее квадрат.

Если бы существовали фотоприемники, определяющие и апмлитуду, и фазу, оптика вообще была бы не нужна.

В общем виде процесс выглядит так:
1) Определяем функцию рассеяния точки (ФРТ) оптической системы (Вообще говоря та еще задача. Для каждой точки на изображении она может быть своя).
2) Находим фильтр с импульсной переходной функцией, совпадающей с ФРТ. (Заметим, что этот фильтр имеет свои АЧХ и ФЧХ, но фазы здесь не имеют ничего общего с фазой падающей на фотоприемник световой волны). Фильтр - двумерный. Частоты - пространственные (1/м или 1/пиксел).
3) Находим обратный (к п.2) фильтр. Т.е. такой фильтр, что последовательное применение прямого и обратного фильтров дает исходный сигнал (Обратный фильтр может не существовать. Но, вероятно, во многих случаях его можно заменить неким близким к нужному фильтром. Если же целиком убрать оптическую систему - легко сообразить, что приемлемого обратного фильтра найти не удастся).
4) Применяем обратный фильтр. При этом не забываем, что после применения прямого фильтра фотоприемник добавил шум. Необходимо применять методы фильрации, работающие при наличии шума. Для этого нужно хорошо знать свойства шума фотоприемника.

Как видим - на бумаге все просто.

Cherry Dog

Амплитудно-частотная характеристика? Так я предлагал перейти к монохроматическому изображению или близкому к нему, так что АЧХ тут мало на что влияет.

АЧХ, про которую упомянул я не имеет отношение к длинне волны. Я имел в виду АЧХ, которая показывает отношение амплитуд пространственных частот на изображении и на объекте.

Это верно, но можно ведь и на комп необработанный снимок перебросить. А дальше начинается простор для творчества...

Это никак не изменит ДД фотоприемника.

В общем, Cherry Dog, почитайте книжки по цифровой обработке сигналов. С вашими текущими познаниями ничего полезного для общества, в плане компенсации недостатков оптических систем, вы не сделаете.

[yevogre]

Вот оно!
Т.е. картинку (точку) изображения может показать "как есть" только толково рассчитаная
оптическая система. Только тогда можно увидеть "то, что есть" а не "то что показывают".
К превеликому сожалению прогресс идёт в другую сторону.
На сегодня РС приёмников намного превышают РС оптических систем (правда не в телескопах,
а, скажем в приборах ночного видения, фотоаппаратуре)

[Serge Chuprakov]

Значит, поясняю темным людям 
Безо всяких компьютеров и прочих прибамбасов астрономы еще с 40-50 х годочков прошлого века запускают на геодезических ракетах, стратосферных баллонах и искусственных спутниках (эти, конечно, с 60-70х) т. н. коронографы с внешним затмением. Конструкция внешней затмевающей системы, не нарушая НИКАКИХ НЕЗЫБЛЕМЫХ ЗАКОНОВ физики и лирики уменьшает угловую ширину и интенсивность дифракционного максимума, который образует плоская волна падающая на экран. Если бы это была ересь, мы бы не любовались замечательными фотографиями солнечной короны с SOHO.
Если кто уже домыслил от экрана до отверстия и побежал пришивать карман для нобелевки - поздно.  Уже опубликовано... 
http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-bib_query?bibcode=2005SPIE.5851..213B&db_key=PHY&data_type=HTML&format=&high=45719d503b05725
 

[Михаил_Никитин]

Не мог ответить...

GNM, по пунктам:

1. Правильно, а никто не говорит, что это простая задача.

2. Считаем, что нам известно распределение действительной освещенности в зависимости от координат поля зрения.

(пока вопросы, связанные с получением этого распределения не рассматриваем)

3. Составляем систему линейных алгебраических уравнений относительно освещенностей на входе в объектив с направлений от каждой точки поля зрения на оптический центр объектива и решаем ее.

Все! Строим диаграмму "координата - освещенность" и изучаем ее.

Да, рассматриваем единичный снимок, искаженный шумами и атмосферой, а, может и вообще негатив на пленке. И шумы что-то "съедят", но можно повторить процесс еще для ряда снимков, и после этого делать выводы о "глючных" и действительных деталях.


yevogre :

Картинку (диаграмму "координата-освещенность" ) может показать любая оптическая система, в которой реализован приведенный выше алгоритм с учетом аберраций в ФРТ. Главное препятствие для "толково рассчитанной" системы - дифракция, и с ней Вы без обработки ничего не сделаете.

Serge Chuprakov:

Все верно, но мы хотим большего.

[Serge Chuprakov]

Cherry Dog, а куда больше-то? Посмотрите работы того же Е. Ленского — о каком уровне засветки там идет речь. Вообще-то просто в тени там речь идет о 10e-3-10-4, а уже с правильной трехэкранной системой - 10e-6-10e-7 (неплохо?). Мы же пишем ещё о 30% преимуществе с одним  и соответственно примерно на порядок с тремя экранами. Так что решайте задачу дифракции в явном виде и нобелевка у вас в кармане 

[Stepa]

Определяем функцию рассеяния точки (ФРТ) оптической системы

Определите функцию рассеяния точки для простой оптической системы, состоящей из двух отверстий диаметра h на расстоянии d.

[Mihail Sedyh]

Уже где-то было подобное обсуждение. Там я предлагал в качестве ориентира эмпирическую формулу максимального разрешения  для планетной съемки 80("мм)/Д(мм). Это разрешение достижимое при хороших(но не идеальных, а вполне реальных): приемнике(согласован по разрешению), оптике, атмосфере. Субъективное мнение формировалось при обработке роликов планет (в основном Марс и Юпитер) (к сожелению не моих, т.к. мое оборудование далеко от понятия "хороший"), снятых на 100-250мм апертурах, сложении порядка 1000+ кадров с последующей деконволюцией (по Гауссу).

[Бондаренко]

Я знаю способ простой и безошибочноый! Надо фазу световой волны сравнивать с фазой такой же волны от этого же источника, но прошедшей несколько иным путём. Любители не жалейте апертуры! Делайте большие зеркала и увеличивайте базы интерферометров.
Интересная книжка есть у Андрея Токовинина. Она называется "Звёздные интерферометры"!

[Владилен]

Интересно, а есть книжка "Планетные интерферометры"?

Уже где-то было подобное обсуждение. Там я предлагал в качестве ориентира эмпирическую формулу максимального разрешения для планетной съемки 80("мм)/Д(мм). Это разрешение достижимое при хороших(но не идеальных, а вполне реальных): приемнике(согласован по разрешению), оптике, атмосфере. Субъективное мнение формировалось при обработке роликов планет (в основном Марс и Юпитер) (к сожелению не моих, т.к. мое оборудование далеко от понятия "хороший"), снятых на 100-250мм апертурах, сложении порядка 1000+ кадров с последующей деконволюцией (по Гауссу).

В свое время оценивал возможность обработки при 256 градациях и шуме в 1 единицу отчета получалось, что можно уменьшить критерий Рэлея в 2-2,5 раза, что очень похоже на 80/Д(мм).

[yevogre]

Картинку (диаграмму "координата-освещенность" ) может показать любая оптическая система, в которой реализован приведенный выше алгоритм с учетом аберраций в ФРТ. Главное препятствие для "толково рассчитанной" системы - дифракция, и с ней Вы без обработки ничего не сделаете.

В принципе говорим о разных вещах.
Очевидно вы АПРИОРИ приняли оптическую систему диффракционно - ограниченной (и только).
Но достигнуть дифф. предела способна далеко не

любая оптическая система

Просто с такой системой проще работать и Вашему алгоритму.
Я понял, что вы хотите при помощи алгоритма исправить геометрическую ограниченность.

[GNM]

Определите функцию рассеяния точки для простой оптической системы, состоящей из двух отверстий диаметра h на расстоянии d.

У-ха-ха! Ну кто так задачи ставит? Неясно, как расположены отверстия (одно за другим или рядом). Где находится приемник изображения и наконец какая волна падает на эту "оптическую" систему.

Вот, посмотрите как надо ставить задачи:
В бесконечном плоском непрозрачном экране имеется круглое отверстие даиметра D. На экран падает плоская волна (длина волны L) под углом A к его нормали. За экраном на расстоянии B находится фотоприемник. Найти распределение освещенности фотоприемника.
Возьметесь за решение?

Я в курсе, что, формулы сложные. Но это не означает, что обсуждаема здесь задача принципиально нерешаемая.

Только тогда можно увидеть "то, что есть" а не "то что показывают".

Тут вообще имеется филосовский вопрос. А докажите-ка, что все что Вы видите существует, а не Вам показывают? И как отличить существующее, от показываемого? Лично я только могу процитировать Декарта: "Я мыслю, следовательно - я существую". И все.

[yevogre]

Тут вообще имеется филосовский вопрос. А докажите-ка, что все что Вы видите существует, а не Вам показывают? И как отличить существующее, от показываемого? Лично я только могу процитировать Декарта: "Я мыслю, следовательно - я существую". И все.

Простите, я выразился некорректно с точки зрения философии 
Имелась в виду разница в изображении конкретного объекта (пожалуй не звезды, скажем части планеты)
Оптическая система формирует изображение как умеет. Чем меньше ошибок при рассчёте и изготовлении,
тем точнее передаются точки изображения на приёмник, тем лучше контраст и т.д.
Но имеется диффракционное ограничение размера точки.
Так вот, если ограничение только дифф. - надо обрабатывать и додумывать при помощи алгоритмов.
А если плюсом ещё и геометрическая ограниченность? Это ИМХО и происходит в современных
фотоаппаратах. И очертания предметов действительности соответствуют, а вот цвет....
Т.е. вам показывают не то, что есть, а то, что может алгоритм.
Простите за несколько дилетантское выступление - я не настолько глубоко знаком с САБЖем.

[Emil]

Вот удивительно, все, вроде в интернете сидят, нет, чтобы первоисточник посмотреть вместо того, чтобы разгребать дифракционную картинку, полученную после поколений журналистов. 

http://www.mpibpc.gwdg.de/groups/hell/STED.htm

STED-микроскопия, разработанная Stephan Hell (а, скорей всего, его сотрудниками) есть техника сканирования лазерным лучом специально препарированной поверхности образца с последующей компьютерной обработкой полученной информации. Ни к астрономическим наблюдениям, ни к Релею отношения не имеющая.

Что же касается восстановления картинки в общем случае, то ведь была уже такая тема... Вечный двигатель, формула мироздания... очень заманчивые вещи для крепких умов.

[GNM]

Stepa
Не сразу понял смысл Вашей задачи. Но поняв, понял истинный смысл совей Так что я остаюсь при своем мнении.

yevogre
Меня тоже раздражают универсальные методы "улучшения" изображения, применяемые в цифровых фотоаппаратах. Они не учитывают ни аберрации объектива, ни свойства шума матрицы. Зато одинаково плохо подходят ко всем фотоаппаратам.

[yevogre]

Меня тоже раздражают универсальные методы "улучшения" изображения, применяемые в цифровых фотоаппаратах. Они не учитывают ни аберрации объектива, ни свойства шума матрицы. Зато одинаково плохо подходят ко всем фотоаппаратам.

Это не только по отношению к фотоаппаратам.
Недавно столкнулся с мнением спецов по проектированию Приборов НВ - они уверены
(причём абсолютно, глотку чуть не перегрызли), что их оптика по разрешению
превышает разрешение электроники (ЭОПа) на порядок.
Довод был приведён убийственный - если разрешение наших (и других) объективов настолько
мало, то зачем тогда выпускают ПЗС-матрицы с таким разрешением???

[VD]

Меня тоже раздражают универсальные методы "улучшения" изображения, применяемые в цифровых фотоаппаратах. Они не учитывают ни аберрации объектива, ни свойства шума матрицы. Зато одинаково плохо подходят ко всем фотоаппаратам.

Пусть вас это не раздражает.  Раз уж вы считаете,  что глубоко разбираетесь в предмете восстановления изображений,  то вам не мешало бы вспомнить (или узнать?) следующее:

1. Алгоритм восстановления изображения будет работать наилучшим образом только в том случае,  если имеется достаточная априорная информация (не будем тут все перечислять).
2. Пунткт 1 непременим к обычной фотографии,  для которой и созданы цифровые зеркальные камеры.