Medición de Seeing

[vicent_peris]

Hola a todos,

esta semana tenemos una reunión, jueves y viernes, varias universidades españolas, para seguir trabajando con el proyecto PAU (Physics of the Accelerating Univers). Se trata de un telescopio de 2,5 metros con una cámara de 500 megapixels, que se instalará en Javalambre (Teruel) dentro de unos pocos años.

Bien, el tema está en que José Luis y yo vamos a empezar las prospecciones para la localización exacta del observatorio. Estaremos unos meses haciendo mediciones de seeing, extinción atmosférica y brillo del fondo del cielo.

Pero, aprovechando la reunión de esta semana, se me había ocurrido improvisar un monitor de seeing con el Mewlon210. Básicamente será poner una máscara con dos agujeros de 2 cm delante de la boca del telescopio y, utilizándola a modo de máscara de Hartmann, dejar la imagen desenfocada, de modo que salgan 2 imágenes de la misma estrella separadas por 40 - 50 pixels. Al tratarse de una estrella muy brillante (posiblemente Vega), tendremos señal suficiente para tomar 20 - 30 imágenes por segundo a f/120, y los dos spots seguirán siendo relativamente pequeños.

Bueno, y por qué todo este rollo? Pues porque se trata de medir la varianción de la distancia entre los dos spots. Y qué mejor que hacerlo con un script de PI??? :roll:

He hablado con Juan, y me ha dicho que sería muy fácil de hacer. Se trataría de coger cada imagen y partirla en 2, quedando un spot en cada semi-imagen. Luego, con el algoritmo de DynamicAlignment, se calculan los dos centroides y se halla la distancia entre ellos. Entonces, después de haber hecho los cálculos con todo el conjunto de imágenes, se saca la varianza de la distancia en pixels. Hay que aclarar que, previamente, el vídeo tomado con la webcam estaría pasado a BMPs.

Y aquí va la pregunta caliente... Es imposible pedir que ese script esté para el viernes (es decir, pasado mañana), no?! :lol:  Lo digo porque creo que daríamos un buen toque de atención en la reunión.  :wink:  Todos se sorprenderían de que hubiéramos tenido ya medidas de seeing, puesto que van a comprar un monitor a Astelco, con su software y todo...


Bueno, esta es mi propuesta... Aunque no llegara para el viernes, creo que sería interesante un módulo así, no?
Saludos,
Vicent.

[David Serrano]

Como javascripter de PixInsight por excelencia, me veo en la obligación moral de responder .

He hablado con Juan, y me ha dicho que sería muy fácil de hacer. Se trataría de coger cada imagen y partirla en 2, quedando un spot en cada semi-imagen. Luego, con el algoritmo de DynamicAlignment, se calculan los dos centroides y se halla la distancia entre ellos.

Ignorando el plazo, lo veo "hacible". No encuentro razón para dividir la imagen, y lo difícil sería decirle a DA que buscara las estrellas él solito, sin necesidad de ningún clic por parte del usuario. A partir de ahí, veo una propiedad DA.points que supongo que será un array de objetos Point, cada uno de ellos con sus propiedades x e y. Pintagorras y a por el siguiente.

Y aquí va la pregunta caliente... Es imposible pedir que ese script esté para el viernes (es decir, pasado mañana), no?! :lol:

Jejeje, ¿has probado a pedirlo? Verás que no sólo es posible sino también muy fácil! :^P.

Supongo que dedicándonos dos personas (ya quisiera yo, no tener que dar brasa aquí...) a full-time quizá se podría conseguir, pero yo personalmente no puedo y dudo mucho que alguna otra persona con los conocimientos necesarios también pudiera. En el mejor de los casos yo podría tener unas 8 horas. En el peor, dentro de un rato me dirán que mañana me coja un avión a España y creo que no tendría más de 2 esta tarde.

Es que..... avisar dos días antes.... :^P

[Carlos Milovic]

No prometo nada, pero tratare de hacerlo ;)

[Carlos Milovic]

Juan, te deje un pm... a ver si coincimos para hablar un rato.

[Juan Conejero]

Bueno, esto es un mensaje de tranquilización. Estamos trabajando en la solución de este problema. Además a Carlos se le ha ocurrido una solución muy elegante

A ver si le puedo dar un par de martillazos fuertes y lo tenemos hoy mismo. Y es que los módulos de PI, en cuanto me ven llegar, se asustan tanto que hasta va y funcionan. Pobrecillos...

[vicent_peris]

Hola,


estoy ahora en la reunión en Teruel. Ayer hice mediciones de seeing, lo estoy haciendo manualmente con DynamicAlignment. Me sale un valor de 0,4"!


Muchas gracias a los dos, espero el módulo con impaciencia!



Vicent.

[Juan Conejero]

Vicent, ¿estás con una máquina Linux o Windoze? (que sea Linux, que sea Linux...)

[Juan Conejero]

Más cosas.

Petición. ¿Podrías enviarme un pequeño set de imágenes por email? Digamos unas 15 o 20 en un .tar.gz o .zip?

Pregunta. ¿Los dos spots están cada uno en una mitad de la imagen de forma consistente en *todas* las imágenes? Asumo que así es...

[vicent_peris]

Vicent, ¿estás con una máquina Linux o Windoze? (que sea Linux, que sea Linux...)

Lo siento, es Windoze...



Vicent.

[vicent_peris]

Más cosas.

Petición. ¿Podrías enviarme un pequeño set de imágenes por email? Digamos unas 15 o 20 en un .tar.gz o .zip?

Aquí está:

http://www.astrofoto.es/seeing_Javalambre_20070920.rar

Pregunta. ¿Los dos spots están cada uno en una mitad de la imagen de forma consistente en *todas* las imágenes? Asumo que así es...

Así es. Sin embargo, tengo que puntualizar una cosa. Resulta que se me olvidó la máscara en el hotel. Por lo tanto, tuvimos que improvisar una allí mismo. Colocamos un cartón dividiendo la apertura del telescopio, de forma que los dos extremos se quedaban descubiertos. Por lo tanto, las dos aberturas tienen forma de media luna. Eso hace que, debido a las puntas de cada una de las aberturas, la luz de los spots de las imágenes de las estrellas tienda a condensarse en los extremos. Por lo tanto, ambas imágenes son un "8". Además, la abertura de la izquierda era menor, por lo que es más pequeña y menos brillante. Sin embargo, DynamicAlignment detecta muy bien los dos ochos.

Segunda cosa. He girado todas las imágenes, de forma que el seeing se mide sólamente en el eje de las X. Esto facilita las cosas creo yo...

También he visto que no hay que quitar capas de wavelets a la imagen para calcular los centroides, puesto que hay que calcular exactamente donde se sitúa el centro del spot deformado.

Verás que la distancia las dos partes de cada spot varía bastante, pero creo que es normal, debido a que los extremos de las aberturas son muy estirados, y cualquier pequeña variación en el seeing hace que se alejen o acerquen mucho. Por lo tanto, esto creo que no afecta a la medida. Creo que lo realmente importante es dónde se sitúan los dos ochos uno respecto del otro.


Suerte!
Vicent.

[vicent_peris]

Aquí tienes uno de los frames:


www.astrofoto.es/spots.jpg

[Juan Conejero]

Vale, perfecto. Estoy trabajando en ello y estará listo hoy. Sin embargo, es una pena que estés con Windows, porque esto me obliga a recompilar una versión de la aplicación + todos los módulos (esto es porque he hecho cambios importantes en PCL durante esta semana). Esto me retrasará un poco más.

Mira que olvidarte de la máscara. Pa matarte!  :twisted:

¿Vas a hacer más mediciones?

No deberías haber girado las imágenes. Lo que estamos midiendo es una distancia, que es invariante al ángulo de rotación de la imagen. Pero supongo que da igual. Oye, esto va a funcionar de narices... ¿a que les hacemos un sistema de medición de seeing y va y les gusta y todo?

[vicent_peris]

Creo que tampoco es imprescindible que esté hoy mismo. De hecho, no quieren comunicar este resultado, prefieren esperar a que haya estadísticas. Pero es conveniente que lo tengamos listo para octubre. El día 8 viene Aniol a instalar su monitor de seeing. Mi idea es medirlo simultáneamente desde arriba de la torre con el monitor, y desde ras de suelo con nuestro telescopio.

De todas formas, tengo más de 1000 imágenes de anoche, estaría bien probar algo esta noche...


Vicent.

[vicent_peris]

Tengo una duda. Imagina que ubiera sólo un máximo en cada spot; es decir, cada spot no está deformado en un 8. Lo que sería necesario encontrar entonces es el punto máximo, no? O es el punto de "gravedad"?. Qué hace el algoritmo de DynamicAlgnment?


Vicent.

[Juan Conejero]

El algoritmo busca justamente el centro de gravedad de los píxeles que forman el spot, pero lo hace de una forma algo especial.

Primero se define una región de búsqueda centrada en un punto inicial. Luego se extrae la luminancia de esta región y se le aplica opcionalmente wavelets para eliminar estructuras de pequeña escala. Se calcula su mediana y se le aplica un ajuste de histograma recortando a la izquierda del pico según un threshold expresado en unidades de la desviación estándar.

Ahora se aplica un algoritmo de crecimiento de regiones sembrando una semilla en el centro. El algoritmo hace una búsqueda en espiral para detectar la estructura de píxeles contiguos más grande contenida en la región de búsqueda. Esto define un conjunto de píxeles que pertenecen a la región donde se define la imagen de la estrella.

A cada píxel se le asigna un peso en función de su distancia al centro y de una función de weighting. Esta función puede ser cualquier cosa, pero por defecto es una Gaussiana. En DA, también puede ser una función de rampa (lineal) o una función leptocúrtica (picuda). Una vez recogidos todos los píxeles lo que tenemos es una lista de pares {peso,posición}. Cada posición es un par {x,y}. Entonces se calcula:

xc = Sumatorio( xi*pesoi )/N
yc = Sumatorio( yi*pesoi )/N

donde i va de 1 al número N de píxeles, y {xc,yc} es la posición del centroide.

El algoritmo realiza este proceso mediante iteraciones sucesivas hasta que la diferencia entre dos posiciones sucesivas es despreciable (menor que 0.005 píxeles en DA).

Este es el algoritmo de DA. Yo lo llamo "weighted average centroid search"

[Editado para corregir varios errores]