stack op• Datenarten: images → image2d
• Aufruf: import astrostack; astrostack.drizzle_resample(frames, shifts=None, scale=2.0, pixfrac=1.0) (oder opsastrostack.get("drizzle_resample"))
Drizzle — erzeugt aus mehreren subpixelversetzten Bildern ein feineres Gitter (flächenerhaltend).
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
Fruchter & Hook, *Drizzle: A Method for the Linear Reconstruction of
Undersampled Images*, PASP 114, 144 (2002)。入力画素を一回り縮めた
「しずく(drop、辺 `pixfrac`)」とみなし、出力格子の画素との重なり面積
に比例してフラックスを撒く。補間しないので、
• 総フラックスが保存される。 しずくが出力格子の内側に収まっている限り
`sci.sum()` は入力フレームの総和の平均と厳密に一致する
(実測: `shifts=0、scale=2、pixfrac=0.7` で相対誤差 0.0)。
これが返り値だけで検算できる形にしてある理由。
• `pixfrac` を小さくするほど、しずくが出力画素の内側に入る割合が増えて
解像度は上がるが、覆われない出力画素が出る(`wht` がそこで小さく
なる)。この綱引きが drizzle の唯一の調整点。
効くのは標本化が足りていないときだけ、というのが実測の結論。48x48 に
10 星、ディザ 1.5 px、16 枚での測定(値は入力画素に換算した FWHM)::
真の FWHM 単フレーム そのまま平均 drizzle x2 (pixfrac=0.5)
1.0 1.773 2.249 1.312
1.3 1.929 2.876 1.572
1.8 2.262 2.648 3.086
2.5 4.057 4.295 3.586
FWHM が 2 画素を割る(ナイキストを破る)ところでだけ drizzle が勝つ。
ディザしたフレームをそのまま平均すると像は逆に鈍る(1.773 → 2.249)
—— ずれを平均してしまうからで、drizzle はその同じずれを解像度に変える。
1.8 px 以上では既に十分標本化されているので、drizzle は得をせず
しずくの畳み込みぶんだけ損をする。
二つの星が分かれるかどうかで見ると分かりやすい。σ=0.55 px の星を 2 つ、
間隔を変えて 16 枚ディザ撮影し、平均合成と drizzle x3 (pixfrac=0.4) で
:func:star_detect した実測: **間隔 1.6 入力画素で、平均合成は 1 個、
drizzle は 2 個**を見つけた(2.0 px 以上ではどちらも 2 個)。
*shifts* は `(N, 2) の (dr, dc) で、フレーム i` が基準からどれだけ
ずれているか(:func:synth_frame_series の `truth["shifts"]` がこの向き)。
`None` なら全部 0。
★ 符号に注意 —— :func:frame_align / :func:align_frames が返す行列の
並進は「フレームを基準へ戻す」向き、つまりここで要る `(dr, dc)` の
符号が逆である。推定値をそのまま渡すとずれが打ち消されず倍になり、
例外も出さずに二重像になる(実測: 6 枚 96x96 で `est + truth ≈ 0`、
そのまま渡すと残差が 2 倍)。行列から正しい向きの shifts を作るには
:func:drizzle_shifts を使うこと。
回転は受けない —— 回転が入ると軸が分離せず重なり面積が閉形式で書けなく
なるので、先に :func:align_frames で戻すこと(そこで補間の誤差を払う、
という取引が見えている方が正直)。
Returns `(sci, wht)`:
• `sci —— (round(H*scale), round(W*scale))` float64、**総フラックス
単位**(入力と同じ電子)。格子の外へ出たしずくの分だけ総和が減るので、
`sci.sum()` と入力総和の差は「縁で失った量」そのもの。
• `wht` —— 同じ形の重みマップ。出力画素が何枚ぶんのしずくに覆われたか
(出力画素面積を 1 とする)。`pixfrac=1 かつ shifts=0` なら内部は
厳密に 1.0。
★ **見る / 測る ときは `sci / wht を使うこと。** sci` は総フラックスを
保存するために「撒かれた量」をそのまま持っており、**被覆の不均一が像に
残っている**。`pixfrac` を小さくすると被覆は格子状にむらを持つので、
生の `sci に検出をかけるとその格子が星に化ける —— 実測(scale=3`、
`pixfrac=0.4、二重星 1 組の 24 枚)で :func:star_detect は生の sci`
に対して 200 個(上限に張り付いた)を返し、`sci / wht` に対しては
正しく 2 個を返した。保存則(`sci)と見た目(sci / wht`)は
別の量であり、片方をもう片方の代わりに使うと例外なく間違う。
Raises `ValueError`: *frames* が list / tuple でない / 形が揃って
いない / *scale* が 1 未満 / *pixfrac* が (0, 1] の外 / *shifts* の形が
`(N, 2) でない / 出力が :data:MAX_OUTPUT_ELEMENTS` を超える場合。
• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).
• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.
• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.
• astro_stacking — py -3.11 examples/astro_stacking.py
image2d als Eingabe)frame_quality · noise_sigma · cosmic_ray_reject · star_detect · psf_fit · aperture_photometry · frame_align
stack)*Provenance: astrostack.py — ASTROSTACK Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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