UFOCapture vs MetRec

MetRec to program do detekcji meteorów na obrazach video stworzony jeszcze w latach 80' przez Sirko Molau. Jest on bardzo popularny w Europie. Na początku tego wieku w Japonii pojawił się program UFOCapture, który jest wykorzystywany przez sieć bolidową SonataCo. Główną jego zaletą jest eliminacja trudnych do dostania kart Matrox Meteor 2. Ceną jest konieczność zastosowania szybkiego komputera, oraz licencja. Niestety, program jest płatny dla wszystkich. Nie ma zniżki dla amatorów. MetRec do zastosowań amatorskich jest darmowy. Koszt licencji to około 400zł, które trzeba przesłać do twórcy programu. Można go testować przez miesiąc. Co się stanie po miesiącu używania nie wiem, bo jeszcze tak długo programu nie mam zainstalowanego.

Celem porównania jest stwierdzenie czy warto nowe stacje uruchamiać z UFOCapture czy z MetRec. Niestety nie udało mi się do tej pory uruchomić MetRec w pełnej rozdzielczości co czyni to porównanie niekompletnym. Doświadczenie innych osób wskazuje, że jest to możliwe ale na razie nie doszliśmy jakie warunki muszą być spełnione by MetRec zadziałał w pełnej rozdzielczości. Wszystko wskazuje na to że możliwe to jest jedynie z procesorami Celeron. Testy na PII, PIII i PIV nie powiodły się.

Na początek zestawienie kosztów obu systemów na dzień dzisiejszy:

Póki co aby być w pełni legalnym za system z UFO trzeba zapłacić ok połowę więcej. Sam sprzęt kosztuje już właściwie tyle samo.

MetRec i UFOCapture, dość mocno różnią się w sposobie pracy. MetRec pracuje w połowie rozdzielczości obrazu jaki dostaje z kamery czyli na 384 na 288 pixelach. Ustawienie pełnej rozdzielczości zmienia tylko sposób zapisu na dysk. W czasie rzeczywistym sprawdza czy ruchome obiekty przemieszczają się po liniach, w miarę jednostajnie. Odrzucane są zjawiska za wolne i za szybkie. Gwiazdy eliminowane są po przez odjęcie uśrednionego obrazka z ostatnich kilkunastu klatek. UFO szuka po prostu jasnych obiektów i jak ilość jasnych pikseli przekroczy ileś to zaczyna patrzeć co się dzieje, przy czym wlicza do tego wszystkie jasne piksele na obrazku. UFO wykonuje tą operację na pełnej rozdzielczości obrazu co jest sporym plusem i teoretycznie zwiększa szansę na detekcję. Program bardzo dobrze radzi sobie z wykrywaniem gwiazd i innych stale świecących obiektów tworząc automatyczną maskę ignorującą zajęte piksele. UFO również potrafi szukać poruszających obiektów. W instrukcji procedura ta opisana jest jako eliminacja powolnych obiektów. Okazało się jednak, że bez jej uruchomienia szukanie meteorów jest właściwie nie możliwe.

Przeprowadziłem eksperyment by stwierdzić który z programów radzi sobie lepiej z wykrywaniem meteorów. Oba programy przeanalizowały dokładnie ten sam materiał video - kasetę z Perseidów 2005 zarejestrowaną w Ostrowiku kamerą o ogniskowej 4mm czyli typową dla sieci PFN. Oba programy odnotowały po 150 detekcji z czego UFOCapture złapał 52 meteory a MetRec 60. Mimo że MetRec pracował na połowie rozdzielczości zarejestrował więcej zjawisk niż UFO. Nie jest to zwycięstwo powalające ale świadczy że za pomocą UFOCapture możemy zarejestrować podobną ilość zjawisk.

Niezrozumiała dla mnie jest pamieciorzerność UFO. Wynik z MetRec (w połowie rozdzielczości) po oczyszczeniu to 100MB. UFO pochłonęło 1GB by zapisać te same 50 zjawisk. Teoretycznie, przy zwiększeniu rozdzielczości 2 razy, ilość informacji rośnie 4 razy. tym czasem tu jest zwiększenie objętości aż 10 razy. Takiego strumienia danych w PFN nie wytrzymały by nasze dyski.

Ogromną zaletą MetRec jest "kombajnowość". Po obserwacji mamy gotowy wynik. MetRec liczy wszystkie współrzędne, tworzy bazę danych do analiz w Radiancie (która często nie daje się wczytać do Radianta ale to inna histria). Współrzędne te obliczane są na podstawie obrazka referencyjnego zrobionego przed obserwacją. Obserwator musi na nim odszukać obiekty i określić co to za gwiazdy widać. Jak dobrze to zrobi tak dobre będą współrzędne w wynikach. Niestety na obrazku referencyjnym często widać tylko kilkanaście gwiazd a to bardzo mało. Sprawia to że współrzędne w wynikach są słabe i trzeba je liczyć jeszcze raz a i tak nie udaje się tego zrobić idealnie.

W UFOCapture zastosowano inną filozofię. Gwiazdy wyszukiwane są podczas obserwacji i gdy trafi sie meteor ich pozycja zapamiętywana jest w pliku. UFO robi to fenomenalnie co można zobaczyć na poniższych przykładach. Środkowe obrazki to ślad meteoru na niebie, a po prawej znajduje się mapa stałych obiektów wykrytych przez UFO w tym momencie. Takiej ilości gwiazd na obrazku ze śladem z UFO a tym bardziej z MetRec w żaden sposób nie udało by sie znaleźć.

Jest to spore ułatwienie bo nie trzeba wymyślać procedur do szukania gwiazd na obrazkach. Mapa z gwiazdami zapisywana jest dla każdego zarejestrowanego zjawiska.

Rys. 1 Obraz zarejestrowany przez MetRec, UFOCapture oraz gwiazdy znalezione przez UFOCapture. Animacja z UFOCapture.

Rys. 2 Obraz zarejestrowany przez MetRec, UFOCapture oraz gwiazdy znalezione przez UFOCapture. Animacja z UFOCapture.

Praca w pełnej rozdzielczości to nie tylko wzrost dokładności współrzędnych gwiazd i meteorów w stosunku do połowy rozdzielczości w jakiej pracowaliśmy do tej pory. To również wzrost rozdzielczości w czasie. Obraz wideo nie składa się tak naprawdę z 25 pełnych klatek na sekundę. W rzeczywistości obraz jest odczytywany z kamery na raty, co drugą linię raz na 1/50 sekundy. W ciągu 1/25 sekundy do karty video trafiają dwa obrazy jeden po drugim. Rozdzielając ostateczną klatkę video na dwie można zobaczyć dwa niezależne obrazy odpowiadającą dwóm momentom w czasie.

Właśnie dlatego obraz z MetRec w połowie rozdzielczości różni się tak bardzo od obrazu z UFO na obu przykładach. MetRec zsumował tylko jeden z pół-obrazów i widoczne są przerwy. Otrzymujemy 1/50s naświetloną i 1/50s należącą do ignorowanego pół-obrazu. rejestrując wszystkie linie czyli cały obraz dostajemy przelot ciągły, bez przerw, z tym że kolejne ślady widoczne są naprzemiennie co sprawia wrażenie "kostropatości" meteora.

Rys. 3 Leonid z 2002 roku zarejestrowany przez UFOCapture oraz gwiazdy znalezione przez UFOCapture. Animacja z UFOCapture.

Na Rys. 3 przedstawiony został Leonid który jest bardzo szybki. Wyraźnie widać następujące po sobie połówki obrazu leżące raz na jednej, raz na drugiej połówce obrazu, dające w sumie ciągły przelot, bez przerw do których tak się przyzwyczailiśmy.

Podsumowując dotychczasowe testy trudno na razie stwierdzić czy UFOCapture jest dla PFN lepszym rozwiązanem na przyszłość. MetRec bardziej mnie przekonuje jeśli chodzi o zasadę wykrywania zjawisk. Karta Matrox gwarantuje dobrą jakość digitalizacji ale nowe karty TV nie wiele już jej ustępują a są dużo łatwiejsze do kupienia. Jeśli okaże się że ustawienie MetRec w tryb pełnej rozdzielczości możliwe jest na niektórych komputerach i nie uda się ustalić jakie warunki trzeba spełnić to pozostanie nam UFOCapture (lub jakiś inny program). Na pewno warto czym prędzej przejść na obserwacje w pełnej rozdzielczości.