Domanda:
Calcolo del profilo Sersic di una galassia da immagini jpg
James King
2014-01-25 13:23:06 UTC
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Sto cercando di calcolare il profilo Sersic di varie galassie dall'SDSS sulla base delle immagini fornite dal sito dello zoo della galassia. Lo sto facendo come parte di una competizione kaggle sull'utilizzo del machine learning per prevedere la morfologia della galassia. Non ho alcuna possibilità di ottenere un punteggio elevato in questa competizione, quindi non esito a chiedere aiuto.

Ho usato la funzione R contourLines per identificare le isofote della galassia e quindi adattare le ellissi a ciascuna isofota. Questo sembrava funzionare bene, le isofote sono quasi sempre ben adattate dalle ellissi e le ellissi sono quasi concentriche. Quindi, lasciando I l'intensità in pixel di un isofoto e R sia la lunghezza del semiasse maggiore dell'ellisse corrispondente, devo adattare un'equazione della forma

  log I (R) = log I_0 - k * R ^ (1 / n)  

L'approccio semplice sembrava essere quello di prendere il log di entrambi lati e utilizzo la regressione OLS, quindi inserisco un modello lineare in R della forma

  log (log (I)) ~ log (R)  

I grafici risultanti hanno mostrato un buon adattamento ma gli indici Sérsic risultanti n sono quasi sempre inferiori a uno e mai grandi come due. Questo non sembra corretto poiché gli indici di 4 o più sembrano comuni nella mia lettura. Non ottengo neanche lontanamente 4 per un'immagine di M87.

Forse prendere log log appiattisce troppo le cose e l'indice non è abbastanza reattivo. Ho provato a utilizzare nls per lavorare solo con il log ma non ha spostato molto gli indici.

Esiste un software o un algoritmo standard per calcolare l'indice Sérsic da un'immagine? Ci sono immagini di riferimento su cui posso lavorare che mi permettano di controllare se il mio algoritmo è ragionevole? Qualsiasi consiglio su come procedere sarebbe ben accetto.

AGGIORNAMENTO: Ho trovato i programmi GALFIT e GIM2D che sembrano potrebbero essere utili. Qualche altro software comunemente usato per questo?

Giusto per essere sicuro; stai usando il logaritmo naturale su I e non base 10?
Sì, registro naturale.
Quindi, da quello che ho discusso con un collega, un indice Sersic di 4 è chiamato profilo di de Vaucouleurs, che meglio descrive le grandi galassie ellittiche. Un indice Sersic di 1 è un profilo esponenziale, che meglio si adatta alle galassie a spirale. Non so quanti ne hai adattati finora, ma potresti non aver bisogno di prendere dal panico per avere indici Sersic di 1. Sarebbe utile vedere un grafico dei tuoi indici "ricostruiti".
grazie avrò una trama nei prossimi giorni o giù di lì. Sto anche pensando di provare Galfit, ho solo bisogno di trovare il tempo.
Due risposte:
#1
+4
Dieudonné
2014-01-25 17:17:40 UTC
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Esiste un software o un algoritmo standard per calcolare l'indice Sérsic da un'immagine?

Non credo sia standard ma Vika et al (2013 ) hanno utilizzato una versione modificata di GALFIT per estrarre i profili Sersic. EDIT> Ma vedo che l'hai già trovato ;-)

Ci sono immagini di riferimento su cui posso lavorare che mi permettano di controllare se il mio algoritmo è ragionevole?

Ci sono riferimenti in letteratura che forniscono immagini con profili Sérsic, ma non sono riuscito a trovare un database che penso sia quello che stai cercando.

Eventuali consigli su come procedere sarebbe il benvenuto.

Per i tuoi scopi non è realmente necessario calcolare l'indice Sérsic in modo da poterlo confrontare con la letteratura. Se il tuo indice Sérsic, che è solo una caratteristica del tuo algoritmo di classificazione, è abbastanza distintivo da poter distinguere tra classi morfologiche diverse, va bene.

Immagino che potrebbe essere difficile calcolare un Sérsic affidabile indici dalle immagini fornite da GalaxyZoo. Le immagini che ricordo sono spesso immagini a bassa risoluzione di galassie.

Quindi procederei calcolando il tuo indice Sersic per i tuoi set di allenamento e test e vedrei il rendimento di questa funzione in un'attività di classificazione.

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#2
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Peter Erwin
2015-06-05 16:45:33 UTC
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Sospetto che il problema principale sia che le immagini JPEG con cui stai lavorando siano già in scala di registro (o ridimensionate tramite qualche altra funzione come una radice quadrata). Poiché i centri della maggior parte delle galassie sono ordini di grandezza più luminosi in termini lineari rispetto alle regioni esterne, un'immagine JPEG (che, ricorda, ha solo 8 bit per canale di colore, e quindi può rappresentare solo 256 livelli di luminosità per canale) che rappresenta la luminosità lineare mostrerebbe un centro luminoso e niente fuori. Quindi la tua vestibilità è effettivamente qualcosa come

  log (log (log (I))) ~ log (R)  

Programmi come GALFIT e GIM2D (o il mio codice Imfit ) sono pensati per adattarsi a immagini in scala di grigi 2D a virgola mobile con intensità lineari che sono nel formato immagine astronomica FITS. ( GIM2D richiede anche il sistema software IRAF per funzionare.) Non funzioneranno con le immagini JPEG.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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