Четверг, 23.09.2021
Космическая погода на текущий час
Вход в систему не произведен
 Войти /  Регистрация

Секция Совета РАН по космосу

< Три планеты-гиганта у красных гигантов HD 216536, HD 95127 и BD+49 828
16.02.2015 00:39 Давность: 7 yrs
Категория: Системы планет гигантов, Сатурн, Технологии
Количество просмотров: 3725

Новый взгляд на Титан: удаляем зернистый шум



Радарные изображения поверхности Титана, полученные АМС «Кассини», всегда выглядят зернистыми из-за электронного шума. Новый математический алгоритм подавляет шум, позволяя получать более четкие и понятные изображения.


Владислава Ананьева

Протяженная и плотная атмосфера Титана, заполненная углеводородной дымкой, не позволяет увидеть поверхность спутника в видимых лучах. Однако для радиолучей дымка прозрачна. Радарные изображения поверхности Титана, построенные методом апертурного синтеза, к настоящему моменту охватили около половины площади спутника. Мы увидели обширные пространства, заполненные дюнами, горы, сухие русла рек и глубокие углеводородные озера – удивительный и чужой холодный мир.

Однако у радарных изображений поверхности Титана есть серьезный недостаток – характерная зернистая текстура, которая мешает ученым интерпретировать небольшие детали поверхности или малозаметные изменения деталей рельефа. Эта текстура возникает вследствие электронного шума. Можно ли подавить этот шум и улучшить качество радарных изображений?

Как оказалось, можно.

Благодаря недавно разработанному алгоритму по обработке радарных изображений «Кассини», который авторы назвали «удаление пятен» (despeckling), рельеф Титана стал гораздо яснее и понятнее.

Берега моря Лигейя до обработки радарных изображений (слева) и после (справа).

Идея применить математические алгоритмы по подавлению шума пришла в голову Антуану Лукасу (Antoine Lucas) из французского Ядерного центра (France's nuclear center, CEA), когда он работал постдоком вместе с командой «Кассини».

«Зернистый шум в радарных изображениях был моей головной болью», – признался Лукас.

Зная, что математические методы по обработке шума могут быть весьма полезными, он провел поиски в сообществе, далеком от ученых, непосредственно работающих с научными данными «Кассини». Он обнаружил, что команда математиков из окрестностей Парижа разработала свой алгоритм по подавлению шума, и стал работать вместе с ними, чтобы приспособить их модель к радарным изображениям, полученным «Кассини». Это сотрудничество привело к разработке новых инновационных аналитических методов.

«Это – удивительный метод, и Антуан много сделал для того, чтобы доказать нам, что мы можем доверять ему и что он не привносит артефакты в полученные нами изображения», – сказал Рэнди Кирк (Randy Kirk) из команды «Кассини». 

В настоящий момент новый метод применяется выборочно, поскольку требует очень большого объема вычислений.

Местность к востоку от побережья моря Кракен (показана в перспективе).

Математическая обработка радарных изображений «Кассини» алгоритмом «удаления пятен» дает и множество других преимуществ помимо красивой картинки. Лукас и его коллеги показали, что они могут создать трехмерные карты поверхности Титана, названные цифровыми рельефными картами, более высокого качества. Получив более ясное представление о речных руслах, береговых линиях озер и полях песчаных дюн, исследователи смогут более точно анализировать процессы, формирующие поверхность Титана.

Мозаика радарных изображений поверхности Титана попарно – без обработки (вверху) и после обработки алгоритмом «удаление пятен» (внизу). Каждый квадрат охватывает область размерами 112х112 км. Три левых изображения показывают берега моря Лигейя, самое правое изображение – сеть речных русел у озера Jingpo Lacus.

Комментарии

Комментарии

Вход в систему

Введите имя пользователя и пароль для входа в систему:
Вход в систему

Забыли пароль?

Межпланетная...

пыль. Доля массы межпланетной пыли составляет только около 10-12 от массы всей Солнечной системы, однако... [далее]

Rambler's Top100