小口径镜子加摄像头也能拍出超越理论分辨率的照片！

一个形象的比喻就是：
万吨巨轮只能到达上海港，但是万吨船队，能到达狭窄的重庆港。。。
这个比喻很好！

drizzle 是nasa研究来给哈勃用的，这并没有考虑到大气扰动虽然在单帧的时候降低了分辨率，但是却实际上做了 ...
cynosure 发表于 2010-8-23 22:08

                               
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由實踐中, 我從來沒有試過疊加低穩定度的視頻可以得到高解像度的效果.
而天文台做的自適應光學是為了補償/抵消大氣的變化, 而不是要從中得到什么超越口徑極限的高解像度的影像.
由以上兩點, 我認為樓主需要提供更好的證據說服我了.

給一個我實踐的例子.

50mm口徑折射鏡子拍的半月(倒置):

                               
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200mm口徑斯卡折的月面局部(可以在50mm那張找到對應區域):

                               
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所以我说如果能利用阵列之间的相位关系（其实就是干涉），应该是可以的，但等效到多大，不知……否则的话 ...
毛毛电 发表于 2010-8-23 21:56

                               
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望远镜两个最重要的任务：集光能力、分辨能力

1 望远镜阵列做叠加，而不做干涉，集光能力加强，但是开根号增强的，就是4台1米镜等效一台两米镜。分辨能力不曾强

2 倘若此时望远镜阵列做干涉，分辨率增强为最长基线长度的等效口径，然而PSF（类似于射电天文中，功率方向图的瓣分布）会出现问题（会有很多干扰），解决这一问题需要望远镜阵列的排布和密度。

貌似大多数人对叠加的理解还是有误区啊

1叠加最核心的要素是消除杂讯 也就是CCD感应过程中的噪声 或者可以说是叠加的本质是消除噪声

2叠加不能增加 解析度 分辨率或是 图片的像素 无论是镜子的还是CCD的 或是最终的照片

3叠加后看到的图像比单帧清晰了很多 不代表分辨率提高了 或是解析力提高了 或是像素提高了 （无论是镜子的 还是CCD的 或者是最后的图片的）

大气抖动的问题 与 超越分辨率没有任何关系的

万吨船队 和万吨巨轮 还有个本质的差别 万吨巨轮能装下一个 1万吨的巨型机械零部件
而万吨船队不行 分辨率不是装来多少铁矿石 而是能装下一口多重的 铸铁大钟
（参考 首钢从鹿特丹进口炼钢高炉 运输主体部件时的情形 ）

叠加的最终效果取决于单帧的质量 而且老鸟们都很明白不是叠加越多越好 叠加的帧数多了反而会丢失细节

最后补上一句很经典的话 拍的不好 叠加再多也还是狗饼

望远镜两个最重要的任务：集光能力、分辨能力

1 望远镜阵列做叠加，而不做干涉，集光能力加强，但是开根 ...
摇光_7 发表于 2010-8-24 00:21

                               
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1、就是按面积算的咯？
2、排列规则一些当然要比排列杂乱分析起来来得简单，处理也会更方便，效果也会更好？比如4台望远镜摆在正方形四个角上？（或者说摆在圆内接多边形的顶点上？亦或蜂窝式摆法）

我觉得完美的大气的瞬间单帧会好于seeing不良时叠加后的影像

貌似大多数人对叠加的理解还是有误区啊


万吨船队 和万吨巨轮 还有个本质的差别 万吨巨轮能装下一个 1万吨的巨型机械零部件
而万吨船队不行 分辨率不是装来多少铁矿石 而是能装下一口多重的 铸铁大钟
（参考 首钢从鹿特丹进口炼钢高炉 运输主体部件时的情形 ）
xingyunviecol 发表于 2010-8-24 01:14

                               
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没错，万吨船队就是因为分辨率不行，所以只能装铁矿石。

但是呢，别忘了重庆是个重工业城市，上岸后铸造成只有万吨巨轮能装的大型零件，这是可能的吧？视频叠加，不正是完成这个目的的么？

貌似大多数人对叠加的理解还是有误区啊
貌似大多数人对叠加的理解还是有误区啊

1叠加最核心的要素是消除杂讯 也就是CCD感应过程中的噪声 或者可以说是叠加的本质是消除噪声

2叠加不能增加 解析度 分辨率或是 图片的像素 无论是镜子的还是CCD的 或是最终的照片

3叠加后看到的图像比单帧清晰了很多 不代表分辨率提高了 或是解析力提高了 或是像素提高了 （无论是镜子的 还是CCD的 或者是最后的图片的）

xingyunviecol 发表于 2010-8-24 01:14

                               
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以下图片来自 http://www.astronomy.com.cn/bbs/viewthread.php?tid=126554

如果您认为“叠加后看到的图像比单帧清晰了很多 不代表分辨率提高了”，那又是什么原因导致您觉得“看起来清晰多了”？仅仅是“杂讯少了”吗？
   

                               
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下面这个分辨率的提升，也仅仅是“杂讯少了”吗？

                               
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由實踐中, 我從來沒有試過疊加低穩定度的視頻可以得到高解像度的效果.
而天文台做的自適應光學是為了補償/抵消大氣的變化, 而不是要從中得到什么超越口徑極限的高解像度的影像.
由以上兩點, 我認為樓主需要提供更好的證據說服我了.
Wah! 发表于 2010-8-24 00:14

                               
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我这里并不是要说服谁，也不是只最追求结果，一个结果，有可能是有很多条不相干的过程的。天文台为什么不玩叠加，也许有很多原因，也许他们只玩儿单帧，也许现有的技术无法计算叠加超大口径拍摄的超大size的超多图片，所以让他们专注于消除大气扰动了。


您举的图片例子，我想还不适合这个主题，因为毕竟不是同样大小的图片，除非你用50镜子加巴罗和200mm口徑斯卡拍摄相同的区域，然后50镜子用超过200mm至少16倍的视频（或者会更多，多到多少程度我不清楚），然后再比较。当然，目前谁都不可能做这种傻事儿的吧。。。下次我争取用80双胶合普消来拍哥白尼看看。。


假设，有一天我们俩出去观星，您的镜子可以分辨1角秒，我的镜子只能分辨2角秒，这个时候大气很宁静，您的镜子里面看月亮非常爽，我这儿的确很憋气。。。
突然，风云突变，大气扰动厉害了。无论如何，不管从哪个镜子里看，都只能分辨3角秒了，我们都同时掏出了相同的摄像头，拍摄了一段视频，起止时间完全相同，参数完全相同。。。

1.请问，这个时候，我们拍摄的视频，每一帧，是否相同？
2.请问，把这两段视频叠加后，是否结果相同？
3.这叠加结果的分辨率，还是3角秒吗？会否有提高？提高到2角秒还是1角秒？

以下图片来自  

如果您认为“叠加后看到的图像比单帧清晰了很多 不代表分辨率提高了”，那又是什么原因 ...
cynosure 发表于 2010-8-24 09:06

                               
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原因是疊加後的訊噪比增加, 之後可以利用圖像處理把原圖早已存在的一些高頻細節調出來.
所以解像度並沒有提升, 只是原有細節的反差提升了.
樓主不要把兩種分別混淆了.

我这里并不是要说服谁，也不是只最追求结果，一个结果，有可能是有很多条不相干的过程的。天文台为什么 ...
cynosure 发表于 2010-8-24 09:30

                               
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樓主的三個問題, 不確定因素十分多, 所以無法精確解答.


但是可以肯定的就是:
1. 在大氣不穩定的情況下, 任何鏡子都不能比理想大氣(或外太空環境)下拍到更高的解像度.
2. 而在理想大氣(或外太空環境)下, 口徑決定了極限分辨率.

由這兩點, 得到的結論是小口徑的解像率不可能透過什么大氣氣流或者影像數學處理, 達到超越口徑限制的分辨率.

原因是疊加後的訊噪比增加, 之後可以利用圖像處理把原圖早已存在的一些高頻細節調出來.
所以解像度並沒有提升, 只是原有細節的反差提升了.
樓主不要把兩種分別混淆了.
Wah! 发表于 2010-8-24 10:21

                               
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我就是说视频叠加，其实不仅仅是“訊噪比增加”这么简单的事。。。。所以才会有一开始那些图，所以才会扯到傅立叶变换和反傅立叶变换这里来。。。

樓主的三個問題, 不確定因素十分多, 所以無法精確解答.


但是可以肯定的就是:
1. 在大氣不穩定的情況下, 任何鏡子都不能比理想大氣(或外太空環境)下拍到更高的解像度.
2. 而在理想大氣(或外太空環境)下, 口徑決定了極限分辨率.

由這兩點, 得到的結論是小口徑的解像率不可能透過什么大氣氣流或者影像數學處理, 達到超越口徑限制的分辨率.
Wah! 发表于 2010-8-24 10:27

                               
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那三个问题，我们放到一个理想环境中讨论，就是说，其他任何因素都不影响成像。。


你说的这两点（如果第一点加上“单帧”的话），我完全同意。

至于您从这两点得出的结论，是否可以再参考一下29楼？

回复 70# cynosure

叠加的帧数太多不但不能提高分辨率，还会让清晰度降低，细节模糊，所以把50mm镜子的图像叠加10000帧并无意义，画质也不会比300帧有明显提升（除噪音小些外）

                               
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叠加的帧数太多不但不能提高分辨率，还会让清晰度降低，细节模糊，所以把50mm镜子的图像叠加10000帧并无意义，画质也不会比300帧有明显提升（除噪音小些外）

                               
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0003f 发表于 2010-8-24 10:31

                               
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    叠加的帧数太多降低分辨率，相信不是由于“多”而引起的，而是引入了更多的模糊帧造成的，另外，您这个“最清晰的单帧”，很明显不是前面几个朋友说的，只是杂讯多。。。

都是高手的话题，路过....................

29樓的問題我不知道是在講什么, 也沒有實質的圖片作為證據.
如果樓主想證明多疊加就能無限增加分辨率, 可以給你一個實驗自己去證明一下:
用相機鏡頭對著你的電腦屏幕拍無限張相片, 看看最後疊出來的相片, 分辨率會不會提升到能找到一顆顆原子的分佈?

楼主是想利用大气扰动当放大镜吧，您当真认为大气会听话的每次为你放大一个像素，让您把图片拍摄下并叠加起来？另外wah的比喻难免太夸张，光的波长不足以看到原子

wah的比喻难免太夸张，光的波长不足以看到原子 ...
0003f 发表于 2010-8-24 10:58

                               
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原子發出來的光線會干涉, 繞射, 疊加等等, 所以才不能被光學顯微鏡看到.
如果真的像樓主所說, 可以超越繞射極限的話, 應該是可以看到的.
所以我這個實驗, 樓主很應該試試, 並不誇張!
(如果想加一些"大氣抖動"的效果, 不妨在鏡頭和被拍攝的目標中間開個自來水幕.)