Французский фотограф-любитель использует графические процессоры для улучшения астрографии

Французский фотограф-любитель использует графические процессоры для улучшения астрографии

Голубая луна над Дижоном и то, как компьютерная система среднего уровня отфильтровывает световой шум и улучшает изображения космических объектов с помощью Jetson Nano.

В течение дня Ален Пилу возглавлял комиссию по качеству воды в Бургундии, Франция. Но когда на небе появляются звезды, он предается своему хобби.

Пилу делает чрезвычайно четкие и подробные снимки Луны, звезд и планет, сочетая свои знания в астрономии и компьютерных технологиях.

На прошлогоднем форуме NVIDIA он подробно описал свою работу над своим проектом SkyNano. Это камера, совмещенная с мини-компьютером с графическим процессором — Jetson Nano, которые используются для получения детальных изображений ночного неба.

«Я интересовался астрономией, когда мне было 8-10 лет, но в течение 30 лет мне приходилось заниматься другими вещами, потому что я стал программистом в аэрокосмическом секторе», — сказал Пилу в интервью СМИ.

После 30 лет его карьера кардинально изменилась. Он вернулся к учебе и получил степень в области гидрогеологии. Проработав в этой области в течение 20 лет, Пилу снова заинтересовался астрономией, но на этот раз он использовал то, чему научился за этот долгий период времени, и начал писать программы, чтобы получить наилучшие результаты от использования определенного оборудования.

Давайте посмотрим на минералы луны

Пилу любит снимать луну, в которой он использует цветокоррекцию, после чего можно увидеть различные лунные материалы — синий титан и оранжевые оксиды железа. Он фотографирует ночное небо со звездами. Но чтобы сделать эти снимки, нужны фильтры реального времени. Графические процессоры лучше всего подходят для этих фильтров.

В Дижоне, как и во многих других местах, свет звезд на небе смешивается с огнями города, и изображение звезд становится слишком размытым. В этом городе невооруженным глазом видно 10-12 звезд, но система, созданная Пилу, видит тысячи.

«Если вы хотите сделать действительно хорошие снимки звезд, планет и Луны, вам нужно использовать фильтры в реальном времени. Я придумал и создал эту систему, когда нигде не мог найти готовых решений, отвечающих необходимым условиям », — сказал Пилу.

Создание SkyNano

Первый прототип этой платформы включает в себя гирокомпас и двухосную подвеску цифровой камеры ZWO ASI178MC с цветным оптическим датчиком ZWO ASI178MC, который управляется двумя шаговыми двигателями. Вся платформа работает на одноплатном компьютере Raspberry Pi 3 B +, а программы управления оборудованием были написаны Pilou на языке программирования Python. Эти программы управляют камерой и подвеской.

Но вычислительная мощность этого миникомпьютера слишком мала для работы фильтров, которые должны обрабатывать полученную информацию в реальном времени. После месяца экспериментов он решил обратиться за помощью к Nvidia через форум для публичных проектов на платформе Jetson Nano. Летом он получил собственный комплект Jetson Nano и начал с ним работать. Мощности этой системы достаточно для использования фильтров OpenCV, написанных на Python.

Через месяц он научился работать с PyCUDA и добился действительно хороших результатов. Он загрузил свои программы на GitHub и объявил, что начинает делать качественные фотографии ночного неба.

2 августа прошлого года он опубликовал свою первую фотографию, полученную с помощью его системы. Это кратер Коперника на Луне, а также видео на YouTube, демонстрирующее работу фильтров для улучшения фотосъемки ночного неба.

К октябрю прошлого года Пилу уже делал отличные снимки Луны, используя свою систему коррекции света. Фотограф-любитель также представляет отличные ночные фотографии, добавив возможность отслеживать спутники чуть позже.

Проект Пилоу стал самым популярным на форуме NVIDIA Jetson Project. Сейчас его увлекают проекты, в которых используются алгоритмы с элементами искусственного интеллекта, а компания Nvidia со своей стороны создала бесплатный учебник по работе с ИИ для начинающих.

Изучение космоса и возможностей программного обеспечения

«Двадцать лет назад у компьютеров не было достаточно вычислительной мощности для этого, но сегодня небольшой миникомпьютер, такой как Jetson Nano, можно использовать в интересном и относительно недорогом проекте», — сказал Пилу.

Миникомпьютер Jetson Nano включает в себя графический ускоритель со 128 ядрами Maxwell, процессор с 4 ядрами ARM A57 с тактовой частотой 1,43 ГГц, 4 ГБ памяти LPDDR4 и может работать с видео 4K. Цена устройства — 99 долларов.

Пилоу считает, что проект еще может сильно развиваться. На данный момент он планирует перенести свой исходный код с Python на C ++, чтобы ускорить работу программы. Это позволит использовать более мощную камеру и даже добавить элементы искусственного интеллекта.

Примечание: фотографии, представленные в статье, были сделаны с помощью 9,25-дюймового телескопа и обработаны по технологии Pilou. Фотографии с его маленькой камеры выложены на форум пасмурными ночами. Они действительно шокируют техникой, с которой были сняты.

«Я совсем не был уверен, что найду время для изучения CUDA. Я уже не молод — мне 52 года. Но оказалось, что эта архитектура не такая уж и сложная, но она может многое », — сказал астроном-любитель.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
FotoStar-Pro - все  профессионально и качественно..