کانون نجوم راز آسمان

... من نیز گاهی به آسمان نگاه کرده ام



نویسنده : کانون نجوم راز آسمان ; ساعت ٢:٤٧ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۸/٥/۱٢

این مطلب گزارشی است از یک تیم جوان ایرانی که با تحقیق بر روی دنباله دارها موفق به ارائه روشی جدید در پردازش تصاویر دنباله دارها و ارائه آن در دو کنفرانس داخلی و خارجی شده است.

  

نگارنده گزارش: امیررضا پدارم، عضو گروه تحقیقاتی

 

دنباله دارها

دنباله دارها اجرام کوچک منظومه شمسی هستند که از یخ، سنگ و غبار تشکیل شده اند. تصور بر این است که دنباله دارها پیش سیاره های یخی باقی مانده از زمان شکل گیری منظومه شمسی در 4.6 میلیارد سال پیش هستند. جسم اصلی و مرکزی دنباله دار هسته نام دارد و ابعاد آن در حد چند کیلومتر است. در فواصل دور از خورشید این اجرام غیر فعال بوده و قابل تشخیص از سیارک نمی باشند. همچنین تصور بر این است که هسته دنباله دار دارای یک پوسته تیره رنگ است که وقتی توسط حرارت خورشید گرم می شود (در فواصل کمتر از 5 واحد نجومی) پوسته می ترکد و مواد یخی و زیرین به شکل بخار از آن بیرون می زنند و این مواد بصورت ابر هسته را در بر می گیرند.

 

دنباله دارهای جدید یا دنباله دارهای دوره ای که به حضیض مداری نزدیک می شوند معمولا" در این مرحله کشف یا مشاهده  می شوند که در آن به دلیل پدیده فلورسانس در ابرهای تولید شده اطراف هسته، دنباله دار روشن تر می شود. در حالی که دنباله دار به خورشید نزدیکتر می شود یک یا چند دم در کنار آن شکل می گیرد. دنباله دارهای روشن معمولا"دارای دمی یونی و مستقیم (از نوع یک) و دمی غباری و انحنا دار (از نوع دو) می شوند. به دلیل درخشندگی ابرهای هسته٬ خود هسته به کمک تلسکوپهای زمینی قابل مشاهده نیست فقط در دنباله دارهای روشن به شکل نقطه ای روشن و احتمالا" جت هایی از بخارهای روشن اطراف آن مشاهده می شود.

 

گازی که از هسته بیرون می آید با وجود تابش فرابنفش خورشید به سرعت به شکل یونی در می آید. یون های با بار مثبت تحت تاثیر میدان مغناطیسی میان سیاره ای و باد خورشیدی به صورت دم یونی (که با نام دم پلاسمایی هم شناخته می شود) خود را نشان می دهند. دم یونی برخلاف دم غباری مستقیم می باشد و رنگ آن نیز به دلیل برانگیختگی مونوکسیدکربن (CO) در طول موج 420 نانومتر٬ آبی به نظر می رسد.دم یونی بدلیل تغییرات میدان مغناطیسی مجاور می تواند تغییر شکل دهد.
 
Image
دنباله دار SWAN نمونه اصلی تحقیقات و تلسکوپ 14 اینچ مید وسیله اصلی تحقیقات
 

پردازش تصویر

پردازش تصاویر امروزه بیشتر به موضوع پردازش تصویر دیجیتال گفته می‌شود که شاخه‌ای از دانش رایانه است که با پردازش سیگنال دیجیتال که نمایندۀ تصاویر برداشته شده با دوربین دیجیتال یا پویش شده توسط پویشگر هستند سر و کار دارد.

 

پردازش تصاویر دارای دو شاخه عمدهٔ بهبود تصاویر و بینایی ماشین است. بهبود تصاویر دربر گیرندهٔ روشهایی چون استفاده از فیلتر محو کننده و افزایش تضاد برای بهتر کردن کیفیت دیداری تصاویر و اطمینان از نمایش درست آنها در محیط مقصد (مانند چاپگر یا نمایشگر رایانه) است، در حالی که بینایی ماشین به روشهایی می‌پردازد که به کمک آنها می‌توان معنی و محتوای تصاویر را درک کرد تا از آنها در کارهایی چون رباتیک و محور تصاویر استفاده شود.

 

پروژه Dark Circle

به طور اختصار پروژه Dark Circle طرحی تحقیقاتی برای بهبود کیفیت در تصاویر دریافتی از دنباله دارها توسط رصدخانه های زمینی است . این طرح از دو بخش عمد تشکیل شده است:

1- تغییر در نوع دریافت داده (با استفاده ار رفع نورانیت هسته)

2- الگوریتم نرم افزاری برای بهبود در تحلیل داده های دریافتی از دنباله دار

البته هدف اصلی این طرح دریافت بهتر داده ها از دم دنباله دار و تحلیل آنها است تا با استفاده از این داده ها و تصویر برداری مناسب از دم غباری و دم پلاسما بتوان شکل دقیق تری از هسته تهیه کرد که ضریب دقت آن خیلی بیشتر از روش های امروزی است.

 

تیم ستاره شناسان ما متشکل از مهندسین کامپیوتر در دو گرایش سخت افزار و نرم افزار بودند که از سال 1384 کار روی پروژه Dark Circle  را آغاز کردند. این پروژه که به دلایلی بعد از شکست در تحلیل داده های نهایی در سال 1383 بصورت نیمه کاره رها شده بود، با تشکیل گروهی با اعضای جدید کار خود را از نو آغاز کرد. گروه با تلاش های شبانه روزی و رفع اشکالات در تحقیقات گذشته توانست کار را به اتمام رساند و مقاله ای را در سطح منجمان حرفه ای با عنوان "راهی نو برای پردازش بهتر تصاویر دنباله دارها" ارائه دهد .

 

تیم تحقیقاتی ما با در نظر گرفتن شرایط پروژه Dark Circle، دو سطح از مقاله را منتشر کرد. سطح B فقط به صورت کلی به طرح و چگونگی اجرای طرح پرداخته بود و در سطح A مقاله بصورت کاملا جامع شرح داده شد و به مسائل پیچیده الگوریتم های آن بیشتر توجه داده شد که قالبا بایستی در کنفرانسی مرتبط با تخصص Image Processing (پردازش تصویر) ارائه می شد تا بتوان در بحث های تخصصی از آن دفاع کرد .

 

سیزدهمین گردهمایی پژوهشی نجوم ایران–زنجان

هر ساله گردهمایی پژوهشی نجوم به عنوان مهم ترین گردهمایی منجمان حرفه ای در ایران برگزار می شود. در سال جهانی نجوم سیزدهمین گردهمایی پژوهشی نجوم ایران در مرکز تحصیلات تکمیلی شهر زنجان برگزار شد. تیم تحقیقاتی ما برای معرفی کلی طرح در ایران مقاله سطح B را در این گردهمایی ارائه داد و پروژه Dark Circle بصورت یک پوستر به نمایش در آمد. افراد زیادی از جمله جناب آقای دکترخسرو شاهی و آقای دکتر وصالی درباره پروژه Dark Circle نظراتی را مطرح کردند که باعث خوشحالی ما بود که توانسته ایم نظر منجمان بزرگ ایران را به طرح مان جلب کنیم.
 Image

سیزدهمین گردهمایی پژوهشی نجوم ایران – زنجان

 از سمت راست : دکتر خسر شاهی (هیات علمی دانشگاه بیرمنگام انگلستان) –  امیررضا پدرام (تیم تحقیقاتی DC )

 

کنفرانس بین المللی پردازش تصاویر دیجیتالی تایلند- بانکوک

انجمن مهندسین برق و الکترونیک آمریکا (IEEE) از تاریخ 7 الی 9 مارس 2009 کنفرانسی را با عنوان International Conference on Digital Image Processing در شهر بانکوک- تایلند برگزار کرد. این کنفرانس که هر ساله برگزار می شود یکی معتبر ترین کنفرانس ها در زمینه دانش پردازش تصویر در جهان است که به عنوان یکی از کنفرانس های IEEE در لیست کنفرانس های علمی این انجمن به ثبت رسیده است .

 Image

امیررضا پدرام در حال سخنرانی در کنفرانس ICDIP 2009

 

تیم تحقیقاتی ما بعد از ارسال مقاله به این کنفرانس و پذیرش مقاله و ارسال دعوت نامه از طرف کنفرانس مقاله سطحA  را برای سخنرانی در این کنفرانس بین المللی که در آن 30 کشور شرکت داشتند آماده کرد. آقای امیررضا پدرام سرپرست تیم تحقیقات پروژه Dark Circle  به عنوان سخنران این کنفرانس از بین اعضای گروه انتخاب شد .

 

 تاریخ سخنرانی برای مقاله ما 8 مارس تعیین شد و سخنرانی را با عنوان The new way for better processing of comet’s tail’s image  ارائه کردیم. اساتید مختلفی از سراسر دنیا برای این کنفرانس دعوت شده بودند که از مهمترین دانشگاه ها می توان به دانشگاه های Yale، Pennsylvania و California اشاره کرد. 

 Image

کنفرانس بین المللی پردازش تصاویر دیجیتالی تایلند -  بانکوک (ICDIP 2009)

 

از افراد شاخص که در زمینه علم نجوم تحقیق می کنند و در این کنفرانس سخنرانی کردند می توان به یکی از اساتید دانشگاه بارسلونای اسپانیا اشاره کرد. آقای پرفسور Jorge C. Núñez de Murga یکی از اساتید با تجربه دپارتمان نجوم دانشگاه بارسلونا اسپانیا هستند که مقاله ای با عنوان

Using Image Deconvolution to Increase the Ability to Detect Stars and Faint Orbital Objects in CCD Imaging

را در این کنفرانس ارائه کردند که موضوع آن به کشف الگوریتم تازه ای در پردازش تصویر در CCD ها برای افزایش توان شناسایی ستاره ها و اجرام مداری اختصاص یافته بود.

 

پرفسور Jorge C. Núñez de Murga  بعد از برگزاری جلسه دوم کنفرانس در روز 8 مارس فرصتی را به بحث درباره پروژه تحقیقاتی ما اختصاص داد. ایشان درباره ی مقاله ما و پروژه Dark Circle گفتند: که برای ایشان کار ما خیلی جذاب و در عین حال ساده به نظر رسید، البته سوالات ایشان برای ما خیلی مفید بود و نکته هایی را که به ما اشاره کردند باعث رفع یکی از مشکلات پروژه شد.

 

همزمان با کنفرانس ما 2 کنفرانس دیگر در سالن های مجاور کنفرانس ICDIP برگزار می شد که به بررسی شبکه های ارتباطی در آینده ارتباط داشتند. کل کنفرانس در 3 جلسه و 2 روز متوالی بر اساس جدول زمان بندی از قبل طراحی شده برگزار شد و برنامه ریزی دقیق در این کنفرانس واقعا مثال زدنی بود.

 

یکی از قسمت هایی که جذابیت زیادی داشت بحث و مبادله اطلاعات بین اساتید دانشگاه ها در بیرون سالن کنفرانس بود که عموما در سالن استراحت رخ می داد. واقعا دیدن مباحثه این گونه افراد دیدنی و جذاب است .

 

Image 

بعد از سخنرانی ما و انتهای آن پرسش و پاسخ درباره طرح موفق شدیم گواهی سخنرانی در کنفرانس را دریافت کنیم و با سن 19 سال جوان ترین سخنران این کنفرانس انتخاب شدم که این خود افتخار بزرگی برای ما بود. بعد از اهدای گواهینامه، کتاب کنفرانس ثبت شده در مرجع مقالات IEEE به ما اهدا شد و این پایانی موفق برای حضور در کنفرانس ICDIP 2009 بود ....

 

به امید موفقیت های بعدی ....

تیم پروژه تحقیقاتی Dark Circle 



کلمات کلیدی :آموزش