Французский фотограф-любитель совершенствует астрофотографию при помощи GPU

Автор оригинала: Rick Merritt
  • Перевод

Его система фильтрует световое загрязнение и улучшает цвета фотографий при помощи Jetson Nano




Днём Алан Пайю руководит комиссией, отвечающей за качество воды в Бургундии, районе Франции. Когда же на небе показываются звёзды, он переходит к другим своим увлечениям.

Пайю делает чрезвычайно чёткие изображения Луны, звёзд и планет, сочетая в этом хобби свою давнюю любовь к астрономии и технологии.

В прошлом году на форуме NVIDIA он подробно описывал свою работу по проекту, названному им SkyNano – это камера, использующая одноплатный компьютер с GPU Jetson Nano, для получения подробных изображений ночного неба.



«Я интересовался астрономией ещё когда мне было лет 8-10, однако мне пришлось забросить это увлечение на период более 30 лет, поскольку я работал программистом в аэрокосмической области», — сказал Пайю в интервью.

После того, как ему исполнилось 30, Пайю вернулся к обучению, чтобы получить диплом, а потом и работу в качестве гидрогеолога. «К астрономии я вернулся после того, как 20 лет назад моя карьера резко поменялась. Тогда я жил в Париже, и начал фотографировать Луну, Юпитер и Сатурн», — сказал он.

«Я обожаю технологии, а в астрономии нужно разбираться в технике, — сказал он. – Хобби позволяет мне возвращаться к навыкам, полученным на первой работе – теперь я пишу программы для получения наилучших результатов при использовании оборудования – и мне это очень интересно».

Разглядеть минералы на Луне


Пайю обожает делать фотографии Луны с цветовой корректировкой, на которых видно разнообразие находящихся там минералов – голубого титана и оранжевых оксидов железа. Также ему очень нравится получать фотографии ночного неба, заполненные звёздами. Однако такие фотографии требуют работы фильтров реального времени, которые лучше всего организовывать при помощи GPU.

В Дижоне, где находится его дом, как и во многих других местах «небо очень сильно подвержено световому загрязнению от города, что делает изображение размытым, — сказал он. – Невооружённым взглядом я вижу 10-12 звёзд, но моя система может видеть тысячи».


Пайю в своей домашней астрономической лаборатории в Дижоне

«Если вам хочется получить красивый снимок, придётся применять фильтры реального времени. Собственную систему я сделал после того, как не смог найти готовых решений, соответствующих моим запросам», — сказал Пайю.

Создание SkyNano


На его первом прототипе на платформе с гирокомпасом и двухосевым подвесом под управлением шаговых двигателей помещалась камера ZWO ASI178MC с цветовым датчиком Sony IMX178. Изначально он использовал одноплатный компьютер Raspberry Pi 3 B+, на котором программы на Python управляли камерой и подвесом.

Однако у этого компьютера не хватало мощностей для работы фильтров реального времени. Поэкспериментировав немного, в июне он решил попросить помощи у компании NVIDIA на форуме общественных проектов на базе Jetson Nano. В июле он уже получил свой Jetson Nano и начал работать с ней, применяя фильтры OpenCV на Python.

К концу июля он научился работать с PyCUDA и достиг значительных результатов. Программы он выложил на GitHub и сообщил, что готов делать качественные фотографии.

2 августа он опубликовал первую фотографию, полученную при помощи такой обработки – это был кратер Коперника на Луне – а также первое видео на YouTube с демонстрацией работы фильтра улучшения снимков ночного неба.





К октябрю у него уже получались отличные фотографии Луны с коррекцией цвета (см. заглавное фото), он демонстрировал отличные ночные снимки, а также прикрутил функцию отслеживания спутников.

Проект Пайю стал самой популярной веткой на форуме NVIDIA Jetson Project. Кроме астрофотографии он делился с участниками форума советами по поводу проектов, использующих ИИ (компания выложила бесплатный курс по работе с ИИ для начинающих).

Изучая горизонты ПО и космоса


«Двадцать лет назад компьютеры были недостаточно мощными для подобной работы, но сегодня такой маленький компьютер, как Jetson Nano, можно использовать в интересном и недорогом проекте», — сказал Пайю (стоимость одноплатника по предзаказу составляет чуть менее 9000 руб, поставки в Россию обещают начать с середины февраля).

Пайю считает, что его проекту ещё есть, куда расти. Пока он планирует переписать код, написанный на Python, на C++, чтобы ускорить работу программы, купить более качественную камеру, и дальше исследовать возможности ИИ.

«Я не был уверен, что у меня будет время на то, чтобы изучить CUDA – я уже не молод, мне 52 года, — однако оказалось, что эта программная архитектура не только много всего умеет, но и не так уж сложна в изучении», — сказал он.


SkyNano (слева внизу) и SkyPC в ожидании темноты
AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

Подробнее
Реклама

Комментарии 11

    0
    Топчик, пора и киты продавать, для любителей астрономии, как в «Koisuru Asteroid»
      +1
      Глядя на первую фотографию хочется закричать «центр массы», объектив всётаки тяжелый, и вся конструкция будет провисать.
        –2
        «для получения подробных изображений». Неверное утверждение. Поскольку нейросети ПРИДУМЫВАЮТ детали изображения, которые отсутствуют в оригинале, по заданному шаблону.
        То, что картинка ВИЗУАЛЬНО становится более четкой — не означает, что эти детали есть на самом деле. Поэтому данный результат имеет исключительно эстетическую ценность, но никак не научную.
          +1
          Поскольку нейросети ПРИДУМЫВАЮТ детали изображения

          Ну не обязательно придумывают. Могут экстраполировать из имеющихся данных. Вы же не говорите, что статистическое исследование придумывает данные о генеральной совокупности. Все зависит от того, как использовать инструменты и что они делают (в статье это не очень ясно, между прочим)
            +1
            В данном случае скорее речь идёт об умной фильтрации. В астрофотографии фильтрация шумов и объединение множества снимков в один используются уже довольно давно, идея применить для этих процессов нейросети — очень богатая.
              0
              Любой фильтр, даже аналоговый, «придумывает» детали, ведь он показывает не то, что идет от оригинального источника, например, поляризационный фильтр.
              Скажу больше, даже глаза обманывают, ведь они с мозгом вместе корректируют палитру под то, как она должна привычно восприниматься, даже если видимые цвета искажены.

              Вряд ли автор сделал фильтр, который дорисовывает звездочки, речь же об отбрасывании шума. Хотя, прикольно было бы — смотришь сквозь очки AR, а они тебе созвездия и спутники дорисовывают, или картинку a-la хабл телескоп показывают.
                0
                Скажу ещё больше — глаза вместе с мозгом не то, что «корректируют палитру», они вообще полностью «генерируют картинку» по идущим с «датчиков» очень своеобразным сигналам ))
              0
              Без синей изоленты нигде не обойтись
              )
                +1
                Разве через объектив с такой апертурой возможно даже в принципе получить такие детализированные снимки? Тут же речь уже не о фильтрации шумов будет идти, а о физическом ограничении углового разрешения объектива, то есть деталей в принципе не будет на снимках.
                  0
                  Фотографии Луны сделаны через 9,25" телескоп.
                  Вот тут тема автора на форуме, качество для любительской съемки просто потрясающее:
                  https://www.cloudynights.com/topic/579760-moon-my-work-with-sct-925-and-asi178mc/
                    +1
                    А-а, ну тогда другое дело :) Просто в статье ни слова про телескоп, только фотография этого объектива на фанерном подвесе :)
                    За ссылку спасибо. Потрясающие снимки!

                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                Самое читаемое