Berechnung des Sérsic-Profils einer Galaxie aus JPG-Bildern

Ich versuche, das Sérsic-Profil verschiedener Galaxien aus dem SDSS basierend auf den Bildern zu berechnen, die von der Website des Galaxienzoos bereitgestellt werden. Ich mache dies im Rahmen eines Kaggle-Wettbewerbs über die Verwendung von maschinellem Lernen zur Vorhersage der Galaxienmorphologie. Ich habe keine Chance auf einen hohen Rang in diesem Wettbewerb, daher zögere ich nicht, um Hilfe zu bitten.

Ich habe die R contourLines-Funktion verwendet, um die Isophoten der Galaxie zu identifizieren und dann Ellipsen an jede Isophote anzupassen. Dies schien gut zu funktionieren, die Isophoten passen fast immer gut zu den Ellipsen und die Ellipsen sind fast konzentrisch. Dann Isei die Pixelintensität eines Isophoten und Rdie Länge der Semi-Major-Achse der entsprechenden Ellipse, ich muss eine Gleichung der Form anpassen

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

Der einfache Ansatz schien darin zu bestehen, das Protokoll beider Seiten zu verwenden und die OLS-Regression zu verwenden. Daher habe ich ein lineares Modell in R der Form angepasst

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

Die resultierenden Diagramme zeigten eine gute Anpassung, aber die resultierenden Sérsic-Indizes n sind fast immer kleiner als eins und nie so groß wie zwei. Dies scheint nicht richtig zu sein, da Indizes von 4 oder höher in meiner Lektüre häufig vorkommen. Ich bekomme nicht annähernd 4 für ein Bild von M87.

Möglicherweise macht das Aufnehmen von Log Log die Dinge zu sehr platt und der Index reagiert nicht genug. Ich habe versucht, nls zu verwenden, um nur mit dem Protokoll zu arbeiten, aber es hat die Indizes nicht viel bewegt.

Gibt es eine Standardsoftware oder einen Standardalgorithmus zur Berechnung des Sérsic-Index aus einem Bild? Gibt es Referenzbilder, mit denen ich arbeiten kann, um zu überprüfen, ob mein Algorithmus angemessen ist? Empfehlungen zur weiteren Vorgehensweise sind willkommen.

UPDATE: Ich habe die Programme GALFIT und GIM2D gefunden, die so aussehen, als wären sie nützlich. Gibt es eine andere Software, die üblicherweise dafür verwendet wird?

Gibt es eine Standardsoftware oder einen Standardalgorithmus zur Berechnung des Sérsic-Index aus einem Bild?

Ich denke nicht, dass dies Standard ist, aber Vika et al. (2013) haben eine modifizierte Version von GALFIT verwendet, um Sérsic-Profile zu extrahieren. EDIT> Aber ich sehe, du hast es schon gefunden ;-)

Gibt es Referenzbilder, mit denen ich arbeiten kann, um zu überprüfen, ob mein Algorithmus angemessen ist?

In der Literatur gibt es Referenzen, die Bilder mit Sérsic-Profilen liefern, aber ich konnte keine Datenbank finden, nach der Sie meiner Meinung nach suchen.

Empfehlungen zur weiteren Vorgehensweise sind willkommen.

Für Ihre Zwecke ist es nicht wirklich notwendig, den Sérsic-Index zu berechnen, damit Sie ihn mit der Literatur vergleichen können. Wenn Ihr Sérsic-Index, der nur ein Merkmal Ihres Klassifizierungsalgorithmus ist, unterscheidungskräftig genug ist, um zwischen verschiedenen morphologischen Klassen unterscheiden zu können, ist dies in Ordnung.

Ich stelle mir vor, dass es schwierig sein könnte, zuverlässige Sérsic-Indizes aus den von GalaxyZoo bereitgestellten Bildern zu berechnen. Die Bilder, an die ich mich erinnere, sind oft Bilder von Galaxien mit niedriger Auflösung.

Daher würde ich Ihren Sérsic-Index für Ihre Trainings- und Testsätze berechnen und sehen, wie gut diese Funktion bei einer Klassifizierungsaufgabe funktioniert.

Ich vermute, das Hauptproblem besteht darin, dass die JPEG-Bilder, mit denen Sie arbeiten, bereits logarithmisch skaliert sind (oder über eine andere Funktion wie eine Quadratwurzel skaliert werden). Da die Zentren der meisten Galaxien linear um Größenordnungen heller sind als die äußeren Bereiche, repräsentiert ein JPEG-Bild (das nur 8 Bit pro Farbkanal enthält und daher nur 256 Helligkeitsstufen pro Kanal darstellen kann) die lineare Helligkeit würde ein helles Zentrum und nichts draußen zeigen. Ihre Passform ist also effektiv so etwas wie

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

Programme wie GALFITund GIM2D(oder mein eigener ImfitCode) sind für 2D-Graustufen-Gleitkommabilder mit linearen Intensitäten im astronomischen FITS-Bildformat geeignet. ( Zum Ausführen ist GIM2Dauch das IRAFSoftwaresystem erforderlich .) Sie funktionieren nicht mit JPEG-Bildern.