Φασματική ανάλυση ψηφιακής εικόνας ?

[Michalis]

Καλημέρα, έχω μια απορία ή οποία δεν ξέρω αν έχει βάση ...

Υπάρχει τρόπος από μια single shot ψηφιακή φωτογραφία (έκθεση μερικά sec's ) να κάνω φασματική ανάλυση της εικόνας ? Τι εργαλεία χρειάζομαι για μια τέτοια δουλεία ? Λογικά θα μου πείτε φασματοσκόπιο ... αλλά μπορεί να γίνει και με άλλο τρόπο ?

Δεν ξέρω αν έγινα κατανοητός ....

 

Φιλικά Μιχάλης

[Starguider]

Φίλε Μιχάλη,

 

Και εγώ δεν γνωρίζω πολλά επί του θέματος αλλά ήθελα να σου απαντήσω. Άλλοι περισσότερο έμπειροι συνάδερφοι ας με διορθώσουν κι εμένα αν κάνω λάθος.

 

Από μια ήδη ληφθείσα φωτογραφία το μόνο που μπορείς να κάνεις είναι η ανάλυσή της σε layers RGB, CMYK και LAB χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα επεξεργασίας εικόνας. Το θέμα ήδη έχει αποτυπωθεί στη φωτογραφία και δεν μπορείς σε αυτή τη μορφή να το αναλύσεις φασματοσκοπικά.

 

Φασματική ανάλυση κάνεις πχ σε ένα αστέρι ή ένα νεφέλωμα κοιτώντας το από το τηλεσκόπιο με τη χρησιμοποίηση ενός diffraction grating (φασματοσκόπιο με λίγα λόγια) για να δεις το φάσμα που εκπέμπει. Ότι συχνότητα δεν εκπέμπεται απορροφάται από το άστρο. Μελετώντας το φάσμα του και τι του λείπει καταλαβαίνουμε τι υλικά περιέχει το άστρο. Αυτή την εικόνα μπορείς να τη φωτογραφήσεις. Άλλωστε το αποτέλεσμα μιας φασματοσκοπικής ανάλυσης είναι μια «λωρίδα» με κάποια από τα χρώματα του οπτικού φάσματος και όχι μια φωτογραφία κάποιου θέματος.

 

Τέτοια φασματοσκόπια υπάρχουν σε μορφή φίλτρου με σπείρωμα στην Ελληνική αγορά αλλά είναι κατά τη γνώμη μου λίγο ακριβά. Το υλικό που χρησιμοποιούν (diffraction grating) τα κάνει ακριβά.

 

Επειδή το θέμα το έχω ψάξει λίγο και εγώ, σε παραπέμπω στις ακόλουθες ιστοσελίδες τις οποίες προσωπικά βρήκα πολύ κατατοπιστικές.

 

http://home.freeuk.com/m.gavin/grism2.htm

http://www.scitoys.com/scitoys/scitoys/light/permanent_rainbows/permanent_rainbows.html

http://astro.u-strasbg.fr/~koppen/spectro/spectroe.html

 

Φιλικά,

 

Μαρίνος - Starguider

http://uk.geocities.com/starguider1/astro.htm

[Michalis]

Μαρίνο ευχαριστώ για τις πληροφορίες! Ίσως πρέπει να εξηγήσω λίγο τα αίτια της απορίας μου... Σκεπτόμουν κατά πόσο υπάρχει η δυνατότητα να δούμε σχεδόν live (έστω και μετά από μια μικρή καθυστέρηση μερικών secs) σε ένα laptop, τις εικόνες που βλέπουμε από τις φωτογραφίες (αποτέλεσμα μεγάλων εκθέσεων και επεξεργασίας). Η λογική μου λέει το εξής:

Κάθε εικόνα αποτελείται από μεμονομένα pixels, όπου το κάθε Pixel έχει μια αριθμητική τιμή που αντιστοιχεί σε ένα συγκεκριμένο χρώμα. Ο αισθητήρας (CMOS or CCD) συλλέγει την πληροφορία (που αποτελείται από διάφορα μήκη κυμάτος) και την μετατρέπει σε ηλεκτρόνια. Όσο πιο μεγάλη η έκθεση τόσο πιο πολλά ηλεκτρόνια θα μαζέψουμε και συνεπώς τόσο πιο πολλά μπορούμε να δουμε.

Εάν μπορούμε να κάνουμε το 2-D φασματικό διάγραμμα μιας δεδομένης εικόνας μικρής έκθεσης, τότε ενδεχομένως με την βοήθεια software να μπορούμε να εκτιμήσουμε το αποτέλεσμα της μεγαλύτερης έκθεσης (πολλαπλασιάζωντας με κάποια βάρη τις τιμές κάθε pixel) και άρα να έχουμε μια ψευδο-εικόνα σε πολύ μιρκότερο χρονικό διάστημα ...

 

Σε γενικές γραμμές αυτή είναι η ιδέα... δεν ξέρω μπορεί να μην είναι πραγματοποιήσιμη ... Κουβέντα να γίνεται

 

Φιλικά Μιχάλης

[hepkk]

Μιχάλη,

 

τα φορτια στο CCD δημιουργούνται από τα φωτόνια του προσπίπτοντος φωτός. Τα φωτόνια είναι μεν διαφόρων μηκών κύματος (Ε=hc/λ) αλλά "χτυπούν" στατιστικά στο ίδιο σημείο του CCD. Το φάσμα είναι κρυμένο μέσα στην εικόνα και για να το δεις πρέπει τα φωτόνια να διαχωριστούν χωρικά και να πέσουν σε διαφορετικά σημεία του CCD. Εκ των υστέρων δεν γίνεται αυτό διότι αυτό που έχεις αποθηκεύσει είναι ένας μεσος όρος που δεν αναλύεται από την ανάποδη... Αυτό δεν έχει να κάνει με τον χρόνο έκθεσης αλλά με την πορεία που ακολουθούν τα φωτόνια πριν χτυπήσουν το CCD. Είτε ενα φωτόνιο "κοκκινο" πεσει στο CCD ειτε 100 πάλι κόκκινο θα βγεί αρκεί στο ίδιο σημείο να μην πέσουν και "πράσινα" και "μπλε" φωτόνια. Εν ολίγης αν πριν φτάσουν τα φωτόνια στο CCD διαχωριστούν με ένα "πρισμα" τότε πάνω στο CCD θα δούμε το φάσμα. Αλλά πάλι μπορει να είμαι και λάθος ... κάποιος άλλος παιδιά .. νέος είμαι και εγώ στο επάγγελμα...

 

Ως προς την SW πρόβλεψη της εικόνας, η γνώμη μου είναι ότι με το κατάλληλο custom SW θα μπορούσε θεωρητικά να γίνει αλλά θα σου έλειπαν πολλά στοιχεία από εκείνα τα αμυδρά σημεία της εικόνας που δεν πρόλαβαν να "γράψουν" κάτι, επομένως θα μπορούσες να προβλέψεις χρώμα αλλά όχι ένταση. Μάλλον αυτό που τελικά θα έπαιρνες δεν θα είχε και μεγάλη σχέση με την πραγματικότητα της μεγάλης έκθεσης ... αλλά και πάλι μπορει να είμαι και λάθος ...

 

Κώστας