От Роман (rvb)
К Passenger
Дата 29.11.2004 12:21:12
Рубрики Космос;

Преувеличивают. Дифракционный предел разрешения никто не отменял. (-)
От Wizard
К Роман (rvb) (29.11.2004 12:21:12)
Дата 29.11.2004 14:37:32

Re: Преувеличивают. Дифракционный предел разрешения никто не отменял. (-)

дифракционный предел - это об "оптическом" резрешении, т.е. смотря глазами
Вы ничего не разберете. Если же попытаться решить обратную задачу и по
волновой картине, имеющейся на "фотопленке", определить источник света, то
предел значительно дальше. Подобная задача, например, решается в томографии,
когда по отраженному в разные стороны излучению восстанавливается объемная
картина объекта.

Стоит заметить, что здесь играет соотношение разрешение/время обработки.
Чтобы получить картинку с большим разрешением Вы платите временем обработки.
В результате номер автомобиля Вы разберете, но он уже давно уехал и номер
поменял :(. Ну и вообще эта вычислительная задача относится к так называемым
некорректным. В разных условиях должны применяться разные алгоритмы решения.
Причем понять что применять можно иногда только методом перебора всего, что
имеется :)
От NV
К Wizard (29.11.2004 14:37:32)
Дата 29.11.2004 14:53:35

Ну уж нет

>дифракционный предел - это об "оптическом" резрешении, т.е. смотря глазами
>Вы ничего не разберете.

Причем тут глаза вообще. Да хоть пленка, хоть любой другой регистратор. К тому же на "простой" пленке фаза не регистрируется.

Если же попытаться решить обратную задачу и по
>волновой картине, имеющейся на "фотопленке", определить источник света, то
>предел значительно дальше. Подобная задача, например, решается в томографии,
>когда по отраженному в разные стороны излучению восстанавливается объемная
>картина объекта.

А вот это - совсем другая и отнюдь не подобная задача. Еще задолго до томографии таким образом по "теневым" картинкам у нас в ЦАГИ исследовалось объемное сверхзвуковое обтекание разных интересных аэродинамических моделек на сверх - и гиперзвуке :-)

>Стоит заметить, что здесь играет соотношение разрешение/время обработки.
>Чтобы получить картинку с большим разрешением Вы платите временем обработки.

Это уже называется накопление сигнала. Только в данном конкретном случае оно не сработает. Нужно МНОГО и причем ОДНОМОМЕНТНО сделанных снимков с немного разных точек пространства.

>В результате номер автомобиля Вы разберете, но он уже давно уехал и номер
>поменял :(. Ну и вообще эта вычислительная задача относится к так называемым
>некорректным.

В случае использования например интерферометра (вон в радиоастрономии вовсю используются, можно сказать на потоке), все прекрасно и абсолютно корректно обрабатывается. Однако при этом дифракционный предел таки соблюдается. Хоть и у каждого телескопа зеркало сравнительно маленькое - зато какая база !

В разных условиях должны применяться разные алгоритмы решения.
>Причем понять что применять можно иногда только методом перебора всего, что
>имеется :)

Не, мы так не играем. Конечно если заранее известно, ЧТО должно получиться, всегда можно найти какой-нибудь некорректный метод :)

Виталий
От Ceргей Криминский
К NV (29.11.2004 14:53:35)
Дата 30.11.2004 07:48:35

Дифракционного предела нет (+)


>Причем тут глаза вообще. Да хоть пленка, хоть любой другой регистратор. К тому же на "простой" пленке фаза не регистрируется.

Если у вас будет достаточная статистика (с достаточно малым разрешением), хорошее соотношение сигнал/шум то дифракионный предел вам не указ ;-). Думаю (не оценивал), что при съемке со спутника, вам не хватит времени для набора достаточной статистики. И еще все это просто для двух точненных источников, а как быть со сложной картинкой - я не знаю.

>Не, мы так не играем. Конечно если заранее известно, ЧТО должно получиться, всегда можно найти какой-нибудь некорректный метод :)
Разрешить сумму двух куполов на две - задача некорректаная, но решаемая.

Сергей
От Александр А
К Ceргей Криминский (30.11.2004 07:48:35)
Дата 30.11.2004 17:38:18

Есть

Дело не в статистике, дифракция есть всегда когда у вас волна не бесконечна в пространстве.Дифракция-следствие рассеяния на границах щелей, линз, вообще объектов.

По поводу пределов разрешений спутников, Е.Мясников перечислил все возможные ограничения. Насколько я предсталяю, сейчас это 25-30 см.

Александр
От Ceргей Криминский
К Александр А (30.11.2004 17:38:18)
Дата 01.12.2004 05:14:06

Нет (+)

>Дело не в статистике, дифракция есть всегда когда у вас волна не бесконечна в пространстве.Дифракция-следствие рассеяния на границах щелей, линз, вообще объектов.

Неправда ваша . Например можно разрешить пару fluorofores на расстояниях порядка 100нм. Облом искать ссылку. Это должно быть c использованием single molecule fluorescence spectroscopy метода. При хорошей статистике и отсутсвии шума можно разрешить сумму двух "куполов." Задача некорректная и требует хорошей точности исходных данных.

>По поводу пределов разрешений спутников, Е.Мясников перечислил все возможные ограничения. Насколько я предсталяю, сейчас это 25-30 см.
Ну да, при линзе в 50см на расстоянии 100км в оптике так примерно и будет.

Сергей
От Е. Мясников
К Ceргей Криминский (01.12.2004 05:14:06)
Дата 01.12.2004 07:53:30

Re: Нет

>>Дело не в статистике, дифракция есть всегда когда у вас волна не бесконечна в пространстве.Дифракция-следствие рассеяния на границах щелей, линз, вообще объектов.
>
>Неправда ваша .

Александр А. прав. Дифракция есть всегда.

> Например можно разрешить пару fluorofores на расстояниях порядка 100нм. Облом искать ссылку. Это должно быть c использованием single molecule fluorescence spectroscopy метода. При хорошей статистике и отсутсвии шума можно разрешить сумму двух "куполов." Задача некорректная и требует хорошей точности исходных данных.

Вы как раз приводите пример того, как попытаться учесть этот эффект. Если картинку портит только лишь дифракция, то обратная задачка решаема. Тут Вы правы. Для задачки, о которой речь выше - пример совершенно не годится, потому что априори неизвестно что у Вас на поверхности Земли, какие оптические свойства имеет атмосфера над данной точкой, даже если Ваша оптическая система и тракт обработки сигнала - идеальны. Можно пытаться использовать модели, но они могут сильно отличаться от реальности.

>>По поводу пределов разрешений спутников, Е.Мясников перечислил все возможные ограничения. Насколько я предсталяю, сейчас это 25-30 см.
>Ну да, при линзе в 50см на расстоянии 100км в оптике так примерно и будет.

При таких параметрах при наблюдении в надир разрешение будет порядка 1 м, если оценивать его по формуле: длина волны (х) высота орбиты (/) диаметр объектива или зеркала. Реальные системы проектируются так, чтобы дифракционный эффект не был главным ограничением, поэтому диаметр зеркала на спутниках KH - несколько метров. Но нет смысла делать его больше 10 м, поскольку все испортит, к примеру, атмосферная турбулентность.

С наилучшими пожеланиями,
Е. Мясников
От Wizard
К NV (29.11.2004 14:53:35)
Дата 29.11.2004 15:25:24

Re: Ну уж...


"NV" wrote in message news:926737@vif2...
> >дифракционный предел - это об "оптическом" резрешении, т.е. смотря
глазами
> >Вы ничего не разберете.
>
> Причем тут глаза вообще. Да хоть пленка, хоть любой другой регистратор. К
тому же на "простой" пленке фаза не регистрируется.
Имеется в виду, что оператор смотрит на необработанное изображение. Ваш
комментарий о том же.

> Если же попытаться решить обратную задачу и по
> >волновой картине, имеющейся на "фотопленке", определить источник света,
то
> >предел значительно дальше. Подобная задача, например, решается в
томографии,
> >когда по отраженному в разные стороны излучению восстанавливается
объемная
> >картина объекта.
>
> А вот это - совсем другая и отнюдь не подобная задача. Еще задолго до
томографии таким образом по "теневым" картинкам у нас в ЦАГИ исследовалось
объемное сверхзвуковое обтекание разных интересных аэродинамических моделек
на сверх - и гиперзвуке :-)

Подобная вычислительная задача. Обратное волновое уравнение.

> >Стоит заметить, что здесь играет соотношение разрешение/время обработки.
> >Чтобы получить картинку с большим разрешением Вы платите временем
обработки.
>
> Это уже называется накопление сигнала. Только в данном конкретном случае
оно не сработает. Нужно МНОГО и причем ОДНОМОМЕНТНО сделанных снимков с
немного разных точек пространства.

Речь не о накоплении сигнала, а о длительной процедуре расчета :). И первым
параметром, физически ограничивающим разрешение, мне приходит в голову
апертура оптической системы.
Снимки из разных точек пространства нужны только для получения объемного
изображения. В случае, если интересно плоское изображение в отраженных
лучах, это ничего нового не даст. У каждой камеры своя оптическая ось и своя
фокусная плоскость. Изображения плоских объектов в них просто одинаковы,
пока расстояние до земли много больше расстояния между камерами.

>
> >В результате номер автомобиля Вы разберете, но он уже давно уехал и номер
> >поменял :(. Ну и вообще эта вычислительная задача относится к так
называемым
> >некорректным.
>
> В случае использования например интерферометра (вон в радиоастрономии
вовсю используются, можно сказать на потоке), все прекрасно и абсолютно
корректно обрабатывается. Однако при этом дифракционный предел таки
соблюдается. Хоть и у каждого телескопа зеркало сравнительно маленькое -
зато какая база !
>
> В разных условиях должны применяться разные алгоритмы решения.
> >Причем понять что применять можно иногда только методом перебора всего,
что
> >имеется :)
>
> Не, мы так не играем. Конечно если заранее известно, ЧТО должно
получиться, всегда можно найти какой-нибудь некорректный метод :)

Процесс поиска решения обычно итерационный. Если итерации не сходятся или
сходятся неудовлетворительно медленно, то меняем или схему итераций или
вообще базис или некоторые параметры алгоритма.

Так что "подгонки" под результат тут нет.

> Виталий

С уважением, Wizard
От tarasv
К Wizard (29.11.2004 15:25:24)
Дата 29.11.2004 15:30:54

Re: Ну уж...

>> Это уже называется накопление сигнала. Только в данном конкретном случае
>оно не сработает. Нужно МНОГО и причем ОДНОМОМЕНТНО сделанных снимков с
>немного разных точек пространства.

>Речь не о накоплении сигнала, а о длительной процедуре расчета :). И первым
>параметром, физически ограничивающим разрешение, мне приходит в голову
>апертура оптической системы.
>Снимки из разных точек пространства нужны только для получения объемного
>изображения. В случае, если интересно плоское изображение в отраженных
>лучах, это ничего нового не даст. У каждой камеры своя оптическая ось и своя
>фокусная плоскость. Изображения плоских объектов в них просто одинаковы,
>пока расстояние до земли много больше расстояния между камерами.

А разве нельзя в оптике как в РЛС с синтезированой апертурой накопив сигнал с повижного носителя получить большее разрешение при работе по неподвижному объекту?

Орфографический словарь читал - не помогает :)
От Иван Уфимцев
К tarasv (29.11.2004 15:30:54)
Дата 29.11.2004 20:49:00

Да.

tarasv wrote:
> А разве нельзя в оптике как в РЛС с синтезированой апертурой накопив сигнал с повижного носителя получить большее разрешение при работе по неподвижному объекту?

Сканеры и продвинутый софт для них так и работают, если оптического разрешения не хватает и/или шума много.
От Е. Мясников
К Иван Уфимцев (29.11.2004 20:49:00)
Дата 29.11.2004 22:05:22

Сканер здесь не причем

>tarasv wrote:
>> А разве нельзя в оптике как в РЛС с синтезированой апертурой накопив сигнал с повижного носителя получить большее разрешение при работе по неподвижному объекту?
>
> Сканеры и продвинутый софт для них так и работают, если оптического разрешения не хватает и/или шума много.

Вообще-то сканеры применяются совсем по другой причине - для того, чтобы получить двухмерное изображение интересующего участка тогда когда приемник одноэлементный.

С наилучшими пожеланиями,
Е. Мясников
От Е. Мясников
К tarasv (29.11.2004 15:30:54)
Дата 29.11.2004 18:30:16

Идея, действительно, интересная

> А разве нельзя в оптике как в РЛС с синтезированой апертурой накопив сигнал с повижного носителя получить большее разрешение при работе по неподвижному объекту?

Но при существующем уровне технического развития - нереализуемая.

Допустим, захотелось получить разрешение - сантиметры. Поскольку это все равно гораздо больше длины волны подсвечивающего лазера, то можно работать на поднесущей, т. е. модулировать световой поток от лазера. Однако, прикидки показывают, что нет такого лазера, который бы и в непрерывном режиме работал, и достаточно мощным был. Проблема также с модулятором и оптикой, характеристики которых "поплывут" из-за нагрева мощным излучением.

С наилучшими пожеланиями,
Е. Мясников
От Wizard
К Е. Мясников (29.11.2004 18:30:16)
Дата 29.11.2004 20:20:30

Re: Идея, действительно,...

А может Вы поясните следующее:

если мы можем с небольшого расстояния подсвечивать лазером, то что нам
мешает и изображение с той точки получить, а не со спутника?
Я собственно сам предложил подсвечивать, решая абстрактную задачу, но где
это реально имеет применение? То есть где возникает ситуация, что мощный
лазер притащить можно, а видеокамеру нельзя?

"Е. Мясников" wrote in message news:926962@vif2...
> > А разве нельзя в оптике как в РЛС с синтезированой апертурой накопив
сигнал с повижного носителя получить большее разрешение при работе по
неподвижному объекту?
>
> Но при существующем уровне технического развития - нереализуемая.
>
> Допустим, захотелось получить разрешение - сантиметры. Поскольку это все
равно гораздо больше длины волны подсвечивающего лазера, то можно работать
на поднесущей, т. е. модулировать световой поток от лазера. Однако, прикидки
показывают, что нет такого лазера, который бы и в непрерывном режиме
работал, и достаточно мощным был. Проблема также с модулятором и оптикой,
характеристики которых "поплывут" из-за нагрева мощным излучением.
>
> С наилучшими пожеланиями,
> Е. Мясников
От Е. Мясников
К Wizard (29.11.2004 20:20:30)
Дата 29.11.2004 22:09:55

Re: Идея, действительно,...

>если мы можем с небольшого расстояния подсвечивать лазером, то что нам
>мешает и изображение с той точки получить, а не со спутника?
>Я собственно сам предложил подсвечивать, решая абстрактную задачу, но где
>это реально имеет применение? То есть где возникает ситуация, что мощный
>лазер притащить можно, а видеокамеру нельзя?

Признаться, я не думаю, что метод, о котором говорилось выше где-то имеет применение. Если нет никаких ограничений по оборудованию и расстоянию - конечно, можно все гораздо проще сделать (обойтись видеокамерой).

С наилучшими пожеланиями,
Е. Мясников
От Wizard
К tarasv (29.11.2004 15:30:54)
Дата 29.11.2004 15:53:15

Re: Ну уж...

Я, к сожалению, никогда не задумывался о принципе работы приемной антены
РЛС.

Но, как мне представляется, смысл движения носителя в следующем:

Представим летящее в небе НЛО в виде идеально тонкого заркала. Мы его не
увидим, пока в заркале отражается такое же небо, как вокруг заркала. И
только если в зеркале мы увидим облако, которого вокруг нет, то мы поймем,
что дело нечисто. Но облако - это хакерство, это пришедший случайно со
стороны модулированный сигнал. В РЛС его нет, она сама "подсвечивает" наше
НЛО. И идеальное заркало, отразив нашу подсветку в сторону не даст блика на
приемную антену. Перемещая РЛС мы можем попасть в полощение, близкое к оси
зеркала и тогда увидим блик. Причем можно перемещать только источник
подсветки, в приемник оставить неподвижным - при каком-то их взаимном
расположении появится блик. Если предположить, что самолет отражает основную
мощность подсветки не обратно направлению подсветки, а в сторону, то имеет
смысл пооблучать его со всех сторон, чтобы побольше сигнала попало в
антенну.

Это гипотеза. Скорее всего я не прав.

С уажением, Wizard
От tarasv
К Wizard (29.11.2004 15:53:15)
Дата 29.11.2004 16:38:00

Re: Ну уж...

>Я, к сожалению, никогда не задумывался о принципе работы приемной антены
>РЛС.

Я могу рассказать что есть синтез апертуры в РЛС а Вы потом прикинете применимо это дело для оптики или нет. В самом простом виде - самолет летит прямолинейно и РЛС работает вбок от напрваления полета, каждое измерение запоминается (насколько хватает памяти, самое новое измерение вытесняет самое старое) и все они обрабатываются одновременно с частотой поступления измерений, получается что эквивалентный размер антены в данном случае не равен ее физичесому размеру, а примерно равен растоянию которое пролетает самолет за время прошедшее с момента получения самого старого измерения хранящегося в памяти. Естественно что разрешающая способность РЛС возрастает очень сильно, т.к. прямопропорциональна апертуре антены.

Орфографический словарь читал - не помогает :)
От Wizard
К tarasv (29.11.2004 16:38:00)
Дата 29.11.2004 17:28:03

Re: Ну уж...


"tarasv" wrote in message news:926865@vif2...
> >Я, к сожалению, никогда не задумывался о принципе работы приемной антены
> >РЛС.
>
> Я могу рассказать что есть синтез апертуры в РЛС а Вы потом прикинете
применимо это дело для оптики или нет. В самом простом виде - самолет летит
прямолинейно и РЛС работает вбок от напрваления полета, каждое измерение
запоминается (насколько хватает памяти, самое новое измерение вытесняет
самое старое) и все они обрабатываются одновременно с частотой поступления
измерений, получается что эквивалентный размер антены в данном случае не
равен ее физичесому размеру, а примерно равен растоянию которое пролетает
самолет за время прошедшее с момента получения самого старого измерения
хранящегося в памяти. Естественно что разрешающая способность РЛС возрастает
очень сильно, т.к. прямопропорциональна апертуре антены.
>
> Орфографический словарь читал - не помогает :)

по-моему тут основное отличие в соотношении расстояние до цели / расстояние
между точками съемки. Плюс у РЛС известно нахождение источника подсветки,
его длина волны и фаза. Вроде это должно упростить решение.

Если провести аналогию со спутником, то надо снимать с сильно разных мест
орбиты и цель нужно подсветить каким-нибудь стабильным источником с длиной
волны поменьше и получше скоррелированным (я на лазер намекаю).
От Alexeich
К Wizard (29.11.2004 17:28:03)
Дата 29.11.2004 18:22:00

Re: Ну уж...

>Если провести аналогию со спутником, то надо снимать с сильно разных мест
>орбиты и цель нужно подсветить каким-нибудь стабильным источником с длиной
>волны поменьше и получше скоррелированным (я на лазер намекаю).

Подсвечивать не обязательно совершенно, сойдет любое освещение.
Вот тока как фазу удержать - не представляю, но возможен вариант с интерферометром интенсивностей.
Что касается собственно аппертуры, то она м. получиться довольно неплохой, в том случае если орбита будет "навиваться", чтобы в (u,v)-плоскости (плоскости пространственных частот) получилось достаточно много непараллельных баз, в противном случае разрешение будет по 1-й оси. Но это в сущности (синтез апертуры интерферометра интенсивностей) то же самое что просто обработка большого кол-ва снимков.
Фазовый интерферометр ИМХО чудовищный гимор (я этим делом занимаюсь немного в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами - на базе Земля-спутник это уже тяжко, а в оптике, да на 1 спутнике - тяжко в n раз, а м. и невозможно, надо прикидывать).
Интереснее синтез апертуры с "облака" спутников в онлайне рассмотреть, эх, помечтать невредно :))
От Wizard
К Alexeich (29.11.2004 18:22:00)
Дата 29.11.2004 20:16:03

Re: Ну уж...

Собственно подсветка - как минимум, для того, чтобы была известна функция
освещения от времени (например константа), иначе нужно снимать со всех точек
одновременно.
"Alexeich" wrote in message news:926955@vif2...
> >Если провести аналогию со спутником, то надо снимать с сильно разных мест
> >орбиты и цель нужно подсветить каким-нибудь стабильным источником с
длиной
> >волны поменьше и получше скоррелированным (я на лазер намекаю).
>
> Подсвечивать не обязательно совершенно, сойдет любое освещение.
> Вот тока как фазу удержать - не представляю, но возможен вариант с
интерферометром интенсивностей.
> Что касается собственно аппертуры, то она м. получиться довольно неплохой,
в том случае если орбита будет "навиваться", чтобы в (u,v)-плоскости
(плоскости пространственных частот) получилось достаточно много
непараллельных баз, в противном случае разрешение будет по 1-й оси. Но это в
сущности (синтез апертуры интерферометра интенсивностей) то же самое что
просто обработка большого кол-ва снимков.
> Фазовый интерферометр ИМХО чудовищный гимор (я этим делом занимаюсь
немного в радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами - на базе
Земля-спутник это уже тяжко, а в оптике, да на 1 спутнике - тяжко в n раз, а
м. и невозможно, надо прикидывать).
> Интереснее синтез апертуры с "облака" спутников в онлайне рассмотреть, эх,
помечтать невредно :))

А "навивку" можно заменить перемещением подсветки
От NV
К Wizard (29.11.2004 15:25:24)
Дата 29.11.2004 15:28:38

Ну, будем считать что разобрались :) (-)
От Bigfoot
К NV (29.11.2004 14:53:35)
Дата 29.11.2004 15:05:00

Замечание. (+)

>В случае использования например интерферометра (вон в радиоастрономии вовсю используются, можно сказать на потоке), все прекрасно и абсолютно корректно обрабатывается.
Тем не менее, сами задачи называются именно "некорректными", по-аглицки - "ill-conditioned" или "ill-posed". "Некорректность" возникает вследствие неустойчивости решения к малым возмущениям входных данных.
От СанитарЖеня
К Bigfoot (29.11.2004 15:05:00)
Дата 29.11.2004 15:23:01

Строго говоря...

>>В случае использования например интерферометра (вон в радиоастрономии вовсю используются, можно сказать на потоке), все прекрасно и абсолютно корректно обрабатывается.
>Тем не менее, сами задачи называются именно "некорректными", по-аглицки - "ill-conditioned" или "ill-posed". "Некорректность" возникает вследствие неустойчивости решения к малым возмущениям входных данных.

...они называются "некорректными _по Адамару_".
Т.е. корректность в смысле возможности получить решение не отрицается, но не все 4 условия корректности по Адамару выполняются.
От NV
К Bigfoot (29.11.2004 15:05:00)
Дата 29.11.2004 15:08:08

Если в этом смысле то да

>Тем не менее, сами задачи называются именно "некорректными", по-аглицки - "ill-conditioned" или "ill-posed". "Некорректность" возникает вследствие неустойчивости решения к малым возмущениям входных данных.

есть такая "болезнь" при обработке экспериментальных данных. Был не точен в формулировках, учту, испрравлюсь, приму к сведению :)

Виталий
От Wizard
К NV (29.11.2004 15:08:08)
Дата 29.11.2004 15:34:46

Re: Если в...


"NV" wrote in message news:926750@vif2...
> >Тем не менее, сами задачи называются именно "некорректными", по-аглицки -
"ill-conditioned" или "ill-posed". "Некорректность" возникает вследствие
неустойчивости решения к малым возмущениям входных данных.
>
> есть такая "болезнь" при обработке экспериментальных данных. Был не точен
в формулировках, учту, испрравлюсь, приму к сведению :)
>
> Виталий

Тут дело не только в погрешности экспериментальных данных, но и в числовом
шуме вычислительного процесса. Если мы возьмем некий заданный источник,
аналитически решим задачу, т.е. получим картину поля E(x,y,z) заданную абс.
точно и попробуем теперь численно решить обратное дифф. уравнение "лобовым"
методом вроде малых приращений, то решение, сколько-нибудь похожее на
правильное мы не получим.
От Pavel
К Роман (rvb) (29.11.2004 12:21:12)
Дата 29.11.2004 12:34:11

Учитывая, что...(+)

Доброго времени суток!
Снимки с разрешением до 0.8м доступны через интернет ( www.digitalglobe.com, www.spaceimaging.com, www.imagenet.com.)Можно предположть, что в спецслужбах имеются снимки и с несколько лучшим разрешением, но думаю не на порядки. Физику действительно никто не отменял :-))
С уважением! Павел.