Работа с фотографиями

Все фотографии и картинки, принятые порталом СОНИКС можно посмотреть в Галерее, в разделе База сети. В основном это фотографии, сделанные кубсатами проекта Space-π и изображения с метеорологических спутников NOAA, а также  картинки, полученные во время радиолюбительских передач и дипломных программ.

Вы могли заметить, что снимки Земли и космоса с кубсатов в нашей сети имеют невысокое разрешение. Почему? 

Во-первых, радиолюбительские сеансы связи с образовательными спутниками длятся недолго, так как они находятся на низких орбитах. Получается, что время в зоне видимости станции – порядка десяти минут. 

Во-вторых, скорость передачи данных зависит от диапазона частот, в котором работает оборудование. Чем выше частота, тем более высокоскоростные сигналы можно передавать. Образовательные кубсаты обычно используют УКВ-диапазон, поэтому скорость передачи относительно невелика и передать фотографию большого объёма за один сеанс связи не получится. 

Таким образом, для радиолюбителей на диапазоне частот 430–440 МГц спутники передают фотографии небольшого разрешения, сделанные на технологические камеры. 

Если же на таком кубсате установлена камера с лучшими характеристиками, фотографии получаются «тяжёлые» и получить их можно либо по частям, имея приёмно-передающую наземную станцию управления, либо через радиоканал другой частоты (например, Х-диапазона (7–10,7 ГГц), но таких станций в СОНИКС ещё нет).

Но даже эти небольшие фотографии и картинки часто могут быть приняты станцией «битыми» – то есть иметь дефекты, потери отдельных частей фото. Это может происходить из-за внешних радиопомех или низкого соотношения сигнал/шум (SNR). В нашем практикуме вы научитесь «чинить» такие изображения! 

Практикум по восстановлению изображений

Инструкция подойдёт для спутников, которые передают изображения формата JPG и имеют открытый протокол. На данный момент вы можете потренироваться восстанавливать фотографии с аппаратов Геоскан-Эдельвейс и СтратоСат ТК-1.

Для примера мы возьмём два наблюдения, где была получена одна и та же фотография с аппарата СтратоСат ТК-1. 

Мы видим, что обе картинки имеют дефекты, поэтому начнём восстановление.

1. Скачайте выбранные изображения с сайта. 

2. Загрузите и откройте программу HxD (скачать можно по ссылке).

3. В программе откройте одно из скачанных изображений (либо через «Файл» – «Открыть» (Ctrl+O), либо просто перетащите изображение в окно программы). Для удобства возьмите первой ту картинку, где меньше дефектов. 

4. Перед вами – отображение принятого файла в виде чисел 16-ричной системы счисления, где 1 – количество байт в строке, 2 – кодировка текста, 3 – база смещения, то есть система счисления, в которой отображается смещение, 4 – смещение.

У данного спутника в одном пакете данных находится 56 байт, поэтому для удобства поменяйте количество байт в строке на 56 (для других аппаратов количество байт в пакете нужно смотреть в протоколе). Также для удобства вы можете поменять систему счисления смещения на десятичную dec. 

5. Через поиск (Ctrl+F) во вкладке Нех-значения найдите FFD9 – это маркер конца изображения для формата JPG. 

Всё, что находится после этого выражения, нужно удалить (чтобы в дальнейшем эти данные не мешали и не путали).

6. Теперь внимательно изучите данные. Вам нужно найти, где пропущен пакет данных – в этом месте будут только нули. То есть вся строчка из 56 байт должна быть нулями.

7. Выпишите или скопируйте себе значение смещения (значение в первом столбце) этой строки или строк. 

8. Не закрывая первую фотографию, откройте в этой же программе вторую (она откроется в новой вкладке) и установите параметры изображения по пункту 4.

9. Найдите строку с нужным смещением и проверьте, будут ли тут нули или же находятся принятые данные. Если во втором файле эти данные тоже отсутствуют – попробуйте найти ещё одно изображение.

10. Скопируйте эти данные и вставьте вместо нулей у первого фото. Сохраните. Теперь откройте отредактированное изображение и полюбуйтесь изменениями!

Конечно, для восстановления фотографии может понадобится не одно наблюдение. Но для этого и удобна сеть станций – можно ставить несколько наблюдений на разных станциях, тогда вероятность «починить» дефектное изображение сильно возрастает. 

Теперь вы умеете восстанавливать фотографии и можете попрактиковаться на других картинках. По данной инструкции вы можете работать с изображениями с Геоскана-Эдельвейса и СтратоСата ТК-1.