Френски любител фотограф използва графични процесори, за да подобри астрографията

4
1138

Синя луна над Дижон и как компютърна система от среден клас филтрира светлинния шум и подобрява снимките на космическите обекти с помощта на Jetson Nano.

През дена Ален Пайлоу руководи комисия, отговорна за качеството на водата в Бургундия, Франция. Но когато на небето се появяват звездите, той се отдава на хобито си.

Пайлоу прави изключително ясни и детайлни снимки на Луната, звездите и планетите, като в това хоби съчетава своите познания по астрономия и компютърни технологии.

По време на миналогодишния форум на NVIDIA той подробно описа своята работа върху своя проект SkyNano. Това е камера, съчетана с миникомпютър с графичнен процесор – Jetson Nano, които се използват за получаване на детайлни изображения на нощното небе.

„Интересувах се от астрономия още когато бях на 8-10 години, но се наложи в продължение на 30 години да се занимавам с други неща, понеже станах програмист в аерокосмическия сектор“ – каза Пайлоу в интервю пред медиите.

След като станал на 30 години неговата кариера рязко се променя. Той се връща към ученето и взема диплома за хидрогеолог. След като работи 20 години в тази област Пайлоу отново започва да се интересува от астрономия, но този път използва наученото през този дълъг период от време и започва да пише програми за получаването на възможно най-добри резултати при използването на конкретен хардуер.

Да видим минералите на Луната

Пайлоу много обича да прави снимки на Луната, в които използва цветна корекция, след което се виждат разнообразните лунни материали – синият титан и оранжевите железни оксиди. Той прави снимки на нощното небе със звезди. Но за да се направят тези снимки са необходими филтри, които работят в реално време. За работата на тези филтри най-подходящи са графичните процесори.

В Дижон, както и в много други места, светлината от звездите в небето е смесена със светлините на града и изображението на звездите става твърде размито. В този град с невъоръжено око се виждат 10-12 звезди, но създадената от Пайлоу система вижда хиляди.

„Ако искате да направите наистина добри снимки на звездите, планетите и Луната, трябва да използвате филтри в реално време. Тази система измислих и създадох след като никъде не можах да намеря готови решения, които да отговарят на необходимите условия“ – каза Пайлоу.

Създаването на SkyNano

Първият прототип на тази платформа включва жирокомпас и двуосно окачване на цифровата камера ZWO ASI178MC с цветния оптичен сензор ZWO ASI178MC, която се управлява от два стъпкови електродвигателя. Цялата платформа работи под управлението на едноплатковия компютър Raspberry Pi 3 B+, като програмите за управлението на хардуера са написани от Пайлоу на езика за програмиране Python. Тези програми управляват камерата и окачването.

Но изчислителната мощност на този миникомпютър е твърде малка за работата на филтрите, които трябва да обработват получената информация в реално време. След месец експерименти той решил да помоли за помощ компанията Nvidia чрез форума за обществени проекти, базирани на платформата Jetson Nano. През лятото получава свой собствен Jetson Nano комплект и започва да работи с него. Мощността на тази система е достатъчна за използването на OpenCV филтрите, написани на Python.

След месец се научава да работи с PyCUDA и постига наистина много добри резултати. Качва своите програми в GitHub и обявява, че започва да прави качествени снимки на нощното небе.

На 2 август миналата година той публикува своята първа снимка, получена с помощта на неговата система. Това е кратерът Коперник на Луната, както и видео в YouTube, демонстриращо работата на филтрите за подобряване фотографирането на нощното небе.

Към месец октомври миналата година Пайлоу вече прави отлични снимки на Луната, в които се използва неговата система за корекция на светлината. Любителят фотограф представя и отлични нощни снимки, като малко по-късно добавя възможност за проследяване на сателитите.

Проектът на Пайлоу стана най-популярният от всички други във форума NVIDIA Jetson Project. Сега той вече се увлича от проекти, в които се използват алгоритми с елементи на изкуствен интелект, а компанията Nvidia от своя страна, създаде безплатен учебник за работата с ИИ за начинаещи.

Изучавайки космоса и възможностите на софтуера

„Преди 20 години компютрите нямаха достатъчно изчислителна мощност за подобна работа, но днес един малък миникомпютър от рода на Jetson Nano може да бъде използван в един интересен и сравнително евтин проект“ – споделя Пайлоу.

Миникомпютърът Jetson Nano включва графичен ускорител със 128 Maxwell ядра, централен процесор с 4х ARM A57 ядра с тактова честота 1,43 GHz, 4 GB LPDDR4 памет и може да работи с 4К видео. Устройството е с цена $99.

Пайлоу счита, че проектът може да се развива още много. Засега той планира да прехвърли своя сорс код от Python към C++, за да ускори работата на програмата. Това ще даде възможност за използването на по-мощна камера и дори могат да бъдат добавени елементи на изкуствен интелект.

Забележка: представените в статията снимки са направени с помощта на 9,25-инчов телескоп и са обработени с технологията на Пайлоу. Снимките с неговата малка камера са качени във форума cloudy nights. Наистина са потресаващи за техниката, с която са заснети.

„Изобщо не бях сигурен, че ще намеря време за изучаването на CUDA. Вече не съм млад – станах на 52 години. Но се оказа, че тази архитектура не е чак толкова сложна, а умее много“ сподели любителят астроном.

4
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
3 Коментари
1 Отговори на коментарите
0 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Izidorus B.
Izidorus B.

Браво !
Евала на ентусиазма на този човек !

Кольо
Кольо

Статията, е доста повече „IT“, отколкото „Фото“.

Сириус Бъ
Сириус Бъ

Браво на човека! Няма ли за него.. „ух само да си дойда от работа да си нарежа салатката и да си сипя една ракия и да отворя фейса.. „

Асен
Асен

Хентаи си прави благо да му е