Результаты советских (российских) экспедиций к Марсу

[avk]

Вы этот свой унылый пример приводили на форуме уже не раз. Нет, аналогия с проделанными вами фокусами неверная, ничего общего.

[Дмитрий Виницкий]

Вы так и не привели логики своей "обработки" полиграфических оттисков

[avk]

Дмитрий Виницкий пишет:
Вы так и не привели логики своей "обработки" полиграфических оттисков

Справедливое замечание.
Я всё жду, чтобы на форуме нашёлся хоть кто-нибудь, с кем можно обсудить применявшиеся методы конструктивно.

[Дмитрий Виницкий]

А форум ждёт ваших объяснений.

[avk]

  [...]

[dmdimon]

avk пишет:
4. Основной алгоритм обработки (функциональное преобразование в амплитудном пространстве Фурье-спектра изображения)

avk пишет:
Это результат совместной обработки двух снимков MRO места посадки "Марс-3"

а можно поподробнее о методах в первом и втором случае? можно в личку - можно так

[avk]

dmdimon пишет:

avk пишет:
4. Основной алгоритм обработки (функциональное преобразование в амплитудном пространстве Фурье-спектра изображения)

avk пишет:
Это результат совместной обработки двух снимков MRO места посадки "Марс-3"

а можно поподробнее о методах в первом и втором случае? можно в личку - можно так

Да, я тогда выложу на форуме результаты своего анализа материалов. Будут следующие части анализа:
  - Часть 1: первичный анализ сигнала. Выделяем картинку-ориентир, получаем оценку изображения по ширине.
  - Часть 2: получение изображения.
  - Аргументация и контраргументация. Некоторые предположения.
  - Косвенное подтверждение 1: сравнение с Луной-9. Сопоставляем ширину изображения и общий вид.
  - Косвенное подтверждение 2: обработка и анализ снимков MRO. Подтверждаем ширину изображения, получаем оценку угла наклона камеры и дальности съёмки.
1, 2 и 4 части будут подготовлены на основе материалов, отправленных мной А.Т. Базилевскому и А.С. Селиванову, с уточнениями.

[Дмитрий Виницкий]

Прекрасная демонстрация полной некомпетентности автора, пытающегося ковыряться в носу с умным видом.

Алё,это какие "конструкции" были близки? Ась? Камера на М-71 предусматривала съёмку цветной стереопанорамы. 

Вашим родственникам надо потихоньку добавлять вам лекарство в еду, раз уж вы пренебрегаете советами врачей.

[avk]

Дмитрий Виницкий пишет:
Прекрасная демонстрация полной некомпетентности автора, пытающегося ковыряться в носу с умным видом.

Алё,это какие "конструкции" были близки? Ась? Камера на М-71 предусматривала съёмку цветной стереопанорамы.

Вашим родственникам надо потихоньку добавлять вам лекарство в еду, раз уж вы пренебрегаете советами врачей.

Насчёт некомпетентности - не вам о ней говорить.Читаем по ссылке: http://www.laspace.ru/rus/venera910.php

Автоматические межпланетные станции "Венера-9" и "Венера-10" были аппаратами нового типа, созданными на основе станций "Марс-2 - 7" с необходимыми доработками и соответствующим научном оборудованием на борту.

Информация от разработчика вас убедит?

Дальше читаем статью Селиванова в "Астрономическом вестнике"  (ссылка есть на форуме):

Передача велась от одной из двух установленных на СА панорамных
 камер, как было предусмотрено программой работы после посадки, и по двум параллельным радиолиниям метрового диапазона радиоволн на орбитальный аппарат (ОА)
[...]
 
Программа работы СА предусматривала первоначальное включение одной из камер на 20 мин, затем должна была идти передача телеметрической информации. Вторая камера должна была включиться на следующие сутки.
 После посадки первая камера включилась нормальным образом.

Видите ли, если бы вы задали вопрос, было бы нормально. Но раз вы обратились с хамским наездом, то выходит, что вы просто опозорились.

[Дмитрий Виницкий]

И где вам удалось прочитать о сходстве конструкций камер? Цитатку не покажете?

[Дмитрий Виницкий]

Вы, видимо, по причине олигофрении, понимаете слова "созданными на основе станций" как признак сходства конструкций лэндеров. В то время, как разработчики говорят об АМС. Понятно, что с таким уровнем восприятия, у вас в мозгу рождаются химерические образы "картинки" в обыкновенном "снеге" отсутствующей частоты.  

[avk]

Дмитрий Виницкий пишет:
И где вам удалось прочитать о сходстве конструкций камер? Цитатку не покажете?

А причём тут конструкция камер? Вы правда полагаете, что телеметрию приборов отправляли камеры?

Дмитрий Виницкий пишет:
В то время, как разработчики говорят об АМС.

Обоснуйте. В цитате идёт речь о проекте целиком, а не об орбитальном модуле.


Самое интересное, не понятно, что вы хотите доказать. Что панорама Венеры-9 не прерывалась телеметрией каждую минуту? Или что панорама Марс-3 не должна была прерываться телеметрией каждую минуту? Раскройте-ка тезис.

[Дмитрий Виницкий]

Потому что формат и качество передаваемого изображения определяет конструкция камеры. 

На Венерах-9-10,действительно, стояли сходные КТС, как и на М-71. Однако, это были камеры на орбитальных аппаратах! 

Но до вас такие тонкости дойти не в состоянии!

[avk]

Где я сказал, что у них был одинаковый формат изображения? Камеры на посадочных модулях разные, разрешение изображения - разное (на Венерах меньше), качество - разное. А принцип передачи изображения и телеметрии - сходный, согласно описанию.

Что вам тут не понятно?

[Дмитрий Виницкий]

Простите, а какой иной способ - семафорным телеграфом?

[avk]

За вашу любознательность, вот вам приз: http://sovams.narod.ru/Telemetry/amsradio.html . Книга "Радиосистемы межпланетных космических аппаратов" под общей редакцией А.С. Виницкого. Там вы найдёте ответ на свой вопрос.

На самом деле, книга любопытная. В первой главе, например, упоминается о 40-секундной передаче с поверхности Марса. Шестая глава рассматривает применявшиеся принципы кодирования сигнала при межпланетной передаче.

[Дмитрий Виницкий]

Боюсь, вы несколько опоздали, лет на 10, как минимум.

[avk]

Часть 2. Получение изображения

Напомню, исходный сигнал был разбит на пронумерованные фрагменты. В этой части мы получим результирующее обработки путём обработки фрагментов 1 и 2.

 


В результате экспериментов и проверок различных гипотез я пришёл к выводу, что наиболее методически верным является рассматривать искажение полученного сигнала не в терминах помех (периодических, аддитивных, мультипликативных и т.п.), а в терминах повреждения его амплитудно-частотных характеристик - т.е. искажения спектра Фурье сигнала. Согласно этой гипотезе, произошли непредвиденная трансформация принятого орбитальным модулем сигнала при её передаче в нестандартном режиме на землю. Сигнал мог приглушиться или исказиться как аппаратурой орбитального модуля вследствие перекодирования, так и на линиях передачи от поверхности к орбите и от орбиты Марса - к Земле. В этой интерпретации, нам надо найти способ воздействия на спектр Фурье сигнала, компенсирующий возможные искажения.

При экспериментах со спектральной обработкой были испробованы различные способы функциональной обработки спектра. Точнее, были проверены функциональная зависимость амплитуды от амплитуды (простое нелинейное искажение), амплитуды от частоты и их комбинации. Наибольший визуальный эффект дали преобразования с функцией от частоты, поэтому выбор был остановлен на них.

Было установлено, что значительная часть информации об изображении содержится в его высокочастотной области, тогда как низкие частоты выглядят недонасыщенными. Поэтому искалась подходящая функция, при помощи которой были бы правильно приподняты низкие частоты и приглушены высокие. Эксперименты с функцией Гаусса не дали нужного результата, пока я не изменил показатель степенной функции в показателе экспоненты.

Итак, исходный фрагмент 1 был отконтрастирован, растянут до размера 256x512, преобразован алгоритмом БПФ, и его амплитуда умножена на коэффициент

exp(-pow(rad, 0.25)*10/n)   ,

где n=7 (коэффициент найденный путём подбора, его удобно варьировать), rad - расстояние в пикселях от точки до центра изображения (т.е. корень из суммы квадратов частот по оси X и Y), exp - экспонента, pow - степенная функция (берём корень четвёртой степени). Следует заметить, что степень 0.25 была определена путём подбора.

После этого, восстанавливаем изображение обратным преобразованием Фурье и нормируем значения элементов матрицы в диапазоне [0, 255] для получения правильного изображения. И устанавливаем нужный контраст полученной картинке.


Вот исходные данные и результат описанной обработки:

   


Далее, проводим аналогичную обработку с фрагментом 2. При этом, множитель амплитуды будет иметь такой вид:

-exp(-pow(rad, 0.25)*10/n)   ,

"правильный" результат получается при n=4. Обращаю внимание на минус перед выражением: в результате визуального сопоставления оказалось, что фрагмент 2 является негативом, и требуется инверсия яркости сигнала.

Вот результат обработки:

   

Путём визуального сопоставления я пришёл к выводу, что фрагменты полностью соответствуют друг другу - без обрезаний, отражений и других геометрических искажений. После чего для результата обработки была применена операция гауссового деблюра (обратная размыванию) для повышения чёткости деталей, а также усилена контрастность:

 

После этого изображения были совмещены, и результат растянут по определённому в предыдущей части размеру 416x500. Вот получившийся результат обработки, который я считаю наилучшим на текущий момент.

 

А что же насчёт фрагмента 4? Вот результат его обработки тем же способом:

 

Изначально я считал, что он в перевёрнутом виде в целом соответствует результату обработки фрагмента 2. Однако теперь я в этом не уверен; с ним необходимо разбираться дополнительно.




Было интересно проверить гипотезу, вносила ли выявленное спектральное искажение аппаратура орбитального модуля, либо оно происходило на других участках передачи сигнала. Для этого я взял изображение, сделанное орбитальным модулем станции Марс-3, и обработал его с помощью найденного преобразования. Если изображение существенно улучшится, значит, дефект был на стороне орбитальной системы. Если нет - значит, он является либо результатом наложения методов обработки сигналов при приёме-передаче, либо результатом каких-то других искажений.

В качестве исходного был взят результат орбитальной съёмки Марс-3 равнины Аргир. Исходное изображение взято по ссылке: http://mentallandscape.com/C_Mars03_Mountains.jpg . Вот что получилось:

   
n = 4, приведённый размер 256x256

Как видно, улучшения качества изображения не произошло. Орбитальные снимки станции не были подвержены установленному искажению.

Таким образом, результирующее изображение получено, исходя из предположений:
  1. Об амплитудном характере искажений, которым подвергся сигнал при передаче на орбиту и/или при перетрансляции
  2. О том, что определённая функция достаточно адекватно компенсирует произошедшие искажения.
  3. О том, что фрагменты 1 и 2 являются по-разному искажёнными посылками одного и того же фрагмента панорамы

Но следует заметить, что результат получен без отбрасывания составляющих сигнала - подавления шумов и применения т.п. методов, ведущих к потере информации. Если предположения верны, то можно сказать, что сигнал был передан чистым от шумов. Если даже оказаться от предположения 3, то обработка даже одного фрагмента 2 даёт возможность составить представление о поверхности в месте посадки.

[dmdimon]

говоря простым языком - вы применили экспоненциальный ФНЧ, я правильно понял?


Кроме того:
1) то, что вы вытаскиваете из теней - такой эллиптический, заполненный чем-то обьект - есть иллюзия. Точнее - неравномерность поля освещения* при сьёмке плоттерной печати плюс характерные блочные артефакты jpg-компрессии.
2) такое контрастирование, как у вас, убивает в изображении информацию о градационных переходах. Грубо говоря - если вы загнались в белый и черный - значит, вы что-то потеряли.
Чисто теоретически - картинку безусловно нужно нормировать и получившиеся градации подтягивать к шагу квантования оригинальной 6-битовой (по памяти) системы - но это как-бы желательно, но не обязательно.
3) уточните - что значит "сигнал, чистый от шумов"? Там частично аналоговый тракт плюс исходный сигнал зашумлен по определению.

*например - рефлекс или виньетирование обьектива или комбинация каких-то причин - в общем, неравномерность поля освещения

[avk]

dmdimon пишет:
говоря простым языком - вы применили экспоненциальный ФНЧ, я правильно понял?


Кроме того:
1) то, что вы вытаскиваете из теней - такой эллиптический, заполненный чем-то обьект - есть иллюзия. Точнее - неравномерность поля освещения* при сьёмке плоттерной печати плюс характерные блочные артефакты jpg-компрессии.
2) такое контрастирование, как у вас, убивает в изображении информацию о градационных переходах. Грубо говоря - если вы загнались в белый и черный - значит, вы что-то потеряли.
Чисто теоретически - картинку безусловно нужно нормировать и получившиеся градации подтягивать к шагу квантования оригинальной 6-битовой (по памяти) системы - но это как-бы желательно, но не обязательно.
3) уточните - что значит "сигнал, чистый от шумов"? Там частично аналоговый тракт плюс исходный сигнал зашумлен по определению.

*например - рефлекс или виньетирование обьектива или комбинация каких-то причин - в общем, неравномерность поля освещения

Не могу ответить на Вас вопрос - к сожалению, термин "экспоненциальный ФНЧ" мне не знаком. Формулы преобразования я привёл.

По Вашим замечаниям:
1.
Да, сразу было понятно, что на анализируемом снимке есть неоднородность поля освещения. Но дело в том, что из этого не следует, что "в тенях" ничего нет. Во-первых, я получил вперёд именно изображение из теней - лишь потом он совпал с результатом обработки из второй части. Во-вторых, в сигнале из второго источника http://fotki.yandex.ru/next/users/roborebel/album/351274/view/959480 эффекта неравномерности поля освещения нет - а при анализе его теней "объект" не только не поменялся, но и увеличил детальность. В третьих, для результат нам нужно был не сам образ из теней, а временные маркеры для определения ширины; образ нужен для понимания природы данных.

В главе 6.2 книги Виницкого описываются два режима передачи: "прямой" и с "посимвольной регенерацией". Написано: "Канал прямой ретрансляции имел низкую эффективность... через него возможно выделение только сигнала несущей частоты передатчиков СА". Я предполагаю, что, может быть, тёмные фрагменты и есть результат ретрансляции сигнала в этом режиме? А мы путём повышения интенсивности сигнала выделили из него полезную информацию...

2.
Контрастирование в тенях из первой части? Или основного изображения из второй? Во второй части я контрастированием пользовался весьма умеренно, только для улучшения визуального восприятия. Градационные переходы в "тенях" - фрагментах 6 и 8 - нам не очень интересны.

Впрочем, можно будет попробовать обработать фрагменты 6 и 8 тем же алгоритмом из второй части. Интересно, что получится.

3.
"Сигнал, чистый от шумов" - это как методическое противопоставление методам очистки, описанным Селивановым в его работе. "После компьютерной обработки, включающей устранение периодических и импульсных помех..." А также моим предыдущим экспериментам, когда я пытался получить изображение из фрагментов сигнала путём применения различных усредняющих алгоритмов шумоподавления: медианного, вейвлетного, ACDNR и т.п. (все видели тут на форуме). Сейчас был использован весь сигнал, ничего не отброшено, только уменьшены амплитуды на высоких частотах.