Aynı bölgeye ait ardışık gökyüzü görüntülerindeki hareketli cisimlerin doğru tanıma yöntemi ile otomatik tespiti
Automatic detection of moving object from seqential telescope images using line detection algorithm
Yazar: NURDAN KARAPINAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MURAT KAPLAN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Uzay Bilimleri ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı ardışık teleskop görüntülerindeki hareketli cisimleri Doğru Tanıma Yöntemi'ni (DTY) (Chen T. ve Chung K., 2001) kullanarak otomatik olarak  tespit  eden  bir  bilgisayar  programı  geliştirmektir.  Doğru  Tanıma  Yöntemi, aslında, dijital görüntülerdeki doğruları tespit etmek için geliştirilmiş matematiksel bir yöntemdir. Bu yöntem, bu tez ile birlikte ilk kez teleskop görüntülerine uyarlanacak ve bu görüntülerdeki hareketli cisimlerin (asteroid, kuyruklu yıldız, vb.) tespiti için kullanılacaktır.

Güneş sistemi cisimleri üzerine yapılan gözlemsel çalışmalar sırasında gece boyunca çok sayıda teleskop görüntüsü alınmaktadır. Bu görüntüler içerisine gözlenen cisimler dışında bilinen ya da bilinmeyen hareketli cisimler de girebilmektedir. Bu görüntülerin hızlı bir şekilde taranıp işlenerek görüntülerdeki hareketli cisimlerin tespit edilmesi hem daha önce gözlenmiş cisimlerin yörüngelerinin iyileştirilmesi hem de yeni cisimlerin keşfi açısından önem taşımaktadır.

Hareketli güneş sistemi cisimlerinin çok sayıda teleskop görüntüsü kullanılarak klasik yöntemlerle tespit edilmesi yüksek zaman tüketimi ve iş gücü gerektirmektedir. Geliştirilen  bilgisayar  programı  sayesinde  ardışık  teleskop  görüntülerinin  hızlı  bir şekilde   işlenmesi   ve   içerisindeki   hareketli   cisimlerin   tespit   edilmesi   mümkün olmaktadır. Program, teleskop görüntülerinin analizinde daha önce hiç uygulanmamış olan Doğru Tanıma Yöntemi'nden esinlenerek  Çoklu Görüntülerden Doğru Tanıma Yöntemi  (Multiple  Image  Line  Detection(MILD)) (Atay ve ark.,2016)  kullanılarak, çalışması esnasında insan etkileşimini en aza indirecek şekilde hazırlanmıştır.

Programda kullanılacak yöntemler işlem sırasına göre şu şekilde özetlenebilir: İsteğe bağlı olarak görüntüler ön indirgemeye tabi tutulmaktadır. Görüntülerdeki, teleskobun hareketinden kaynaklanan kaymalar ve gözlem koşullarından kaynaklanan ışık şiddeti farkları düzeltilir. Hareketsiz cisimlerin (yıldızların) büyük çoğunluğu görüntülerden çıkarılarak, Ay veya yıldız kaynaklı parlama etkileri büyük ölçüde azaltılmaktadır. Görüntülerde geriye kalan ışık kaynaklarının (potansiyel hareketli cisimler)   koordinatları   bu   kaynakların   parlaklık   değerleri   üzerinden   tanımlanan "parlaklık   merkezleri"   hesaplanarak   bulunmaktadır.   Bu   koordinatlar   arasından gerçekten  hareketli  cisimlere  ait  olanlar  MILD  kullanılarak  tespit  edilir.  Tüm  bu işlemler otomatik bir şekilde gerçekleştirilmektedir.





i 

MILD'nin  kullanıldığı  bu  bilgisayar  programı  ile  gecelik  gözlemlerden  elde edilen teleskop görüntülerindeki hareketli cisimlerin koordinatları hızlı ve otomatik bir şekilde  elde  edilebileceğinden,  program  yeni  cisimlerin  keşfi  için  önemli  bir  araç vazifesi  görecektir.  Arşiv  görüntülerinden  klasik  yöntemlerle  hareketli  cisim  tespit etmek hem zaman hem de iş gücü açısından yüksek maliyetlidir. Bu program ile istendiğinde bu tür arşiv taramalarının hızlı ve otomatik bir şekilde gerçekleştirilmesi mümkün olacaktır.

Abstract:
The aim of this thesis is to develop a computer program that uses the Line Detection Method (Chen T. and Chung K., 2001) to detect any moving object in a given series of sequential telescope images. The Line Detection Method is actually a mathematical technique developed to detect lines in digital images. This technique is applied to telescope images for the first time and used to detect the moving objects (asteroids, comets, etc.) in these images.

Many  telescope  images  are  acquired  during  the  night  long  observations  of various objects in our solar system. In addition to those already being observed, these images may contain other known or unknown moving objects. To discover new objects and to refine the orbital parameters of previously identified objects, it is important that these images are processed with high speed to detect all moving objects in them.

The detection of moving solar system objects from multi-frame telescope images can be time-consuming and require too much work power if one resorts to classical methods. With this proposed computer program, it will be possible to process any number of telescope images with high speed and identify the moving objects in them. The improved computer program allows  you to quickly and easily move telescope images quickly. Multiple Image Line Detection (MILD) (Atay et al., 2016) has been prepared, which has never been applied to the analysis of telescope images before, will be utilized for detection and human interaction will be minimized during operation.

The methods that are used in various stages of the program can be summarized in working order as follows: The images are subject to an optional pre-reduction step. The  translational  shifts  due  to  tracking  errors  and  the  intensity differences  due  to atmospheric changes are corrected for each image. Most of the stationary objects (stars) and Moon or star related glowing effects will be eliminated from the images. The center coordinates of the remaining light sources (moving object candidates) are calculated using a center-of-light function determined by the intensity values of the pixels in the images. The coordinates of the real moving objects among all candidates are identified using MILD algorithm. All these steps are performed automatically.

Since  with  this  computer  program  using  the  MILD,  the  coordinates  of  the moving objects in the telescope images  will be calculated automatically with  high speed, the proposed program is expected to serve as an important tool to discover new objects. Detection of moving objects from archive images using classical methods is not


iii 

cost-effective in terms of time and work power. With this program, we're expecting that such archive scans will become fast and automated.