Calcul du profil Sérsic d'une galaxie à partir d'images jpg

J'essaie de calculer le profil Sérsic de différentes galaxies à partir du SDSS sur la base des images fournies par le site du zoo de la galaxie. Je fais cela dans le cadre d'un concours kaggle sur l'utilisation de l'apprentissage automatique pour prédire la morphologie des galaxies. Je n'ai aucune chance d'avoir un rang élevé dans cette compétition donc je n'hésite pas à demander de l'aide.

J'ai utilisé la fonction R contourLines pour identifier les isophotes de la galaxie et ensuite ajuster des ellipses à chaque isophote. Cela semblait bien fonctionner, les isophotes sont presque toujours bien ajustées par les ellipses et les ellipses sont presque concentriques. Soit Ialors l'intensité en pixels d'une isophote et Rla longueur du demi-grand axe de l'ellipse correspondante, j'ai besoin d'ajuster une équation de la forme

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

L'approche simple semblait être de prendre le logarithme des deux côtés et d'utiliser la régression OLS, j'ai donc ajusté un modèle linéaire en R de la forme

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

Les graphiques résultants ont montré un bon ajustement mais les indices Sérsic n résultants sont presque toujours inférieurs à un et jamais aussi grands que deux. Cela ne semble pas correct, car les indices de 4 ou plus semblent courants dans ma lecture. Je ne suis pas près de 4 pour une image de M87.

Peut-être que prendre le journal de bord aplanit trop les choses et que l'index n'est pas suffisamment réactif. J'ai essayé d'utiliser nls pour travailler uniquement avec le journal, mais cela n'a pas beaucoup déplacé les indices.

Existe-t-il un logiciel ou un algorithme standard pour calculer l'indice Sérsic à partir d'une image? Y a-t-il des images de référence sur lesquelles je peux travailler qui me permettraient de vérifier si mon algorithme est raisonnable? Toute recommandation sur la façon de procéder serait la bienvenue.

MISE À JOUR: J'ai trouvé les programmes GALFIT et GIM2D qui semblent utiles. Tout autre logiciel couramment utilisé pour cela?

Existe-t-il un logiciel ou un algorithme standard pour calculer l'indice Sérsic à partir d'une image?

Je ne pense pas que ce soit standard mais Vika et al (2013) ont utilisé une version modifiée de GALFIT pour extraire les profils Sérsic. EDIT> Mais je vois que vous l'avez déjà trouvé ;-)

Y a-t-il des images de référence sur lesquelles je peux travailler qui me permettraient de vérifier si mon algorithme est raisonnable?

Il existe des références dans la littérature qui fournissent des images avec des profils Sérsic, mais je n'ai pas pu trouver une base de données qui, je pense, est ce que vous recherchez.

Toute recommandation sur la façon de procéder serait la bienvenue.

Pour vos besoins, il n'est pas vraiment nécessaire de calculer l'indice Sérsic pour pouvoir le comparer à la littérature. Si votre indice Sérsic, qui n'est qu'une caractéristique de votre algorithme de classification, est suffisamment distinctif pour pouvoir distinguer entre différentes classes morphologiques, c'est bien.

J'imagine qu'il pourrait être difficile de calculer des indices Sérsic fiables à partir des images fournies par GalaxyZoo. Les images dont je me souviens sont souvent des images à basse résolution de galaxies.

Je procéderais donc en calculant votre indice Sérsic pour vos ensembles de formation et de test et de voir à quel point cette fonctionnalité fonctionne dans une tâche de classification.

Je soupçonne que le principal problème est que les images JPEG avec lesquelles vous travaillez sont déjà à l'échelle du journal (ou à l'échelle via une autre fonction telle qu'une racine carrée). Étant donné que les centres de la plupart des galaxies sont des ordres de grandeur plus lumineux en termes linéaires que les régions extérieures, une image JPEG (qui, rappelez-vous, n'a que 8 bits par canal de couleur, et ne peut donc représenter que 256 niveaux de luminosité par canal) représentant une luminosité linéaire montrerait un centre lumineux et rien à l'extérieur. Donc, votre ajustement est effectivement quelque chose comme

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

Des programmes comme GALFITet GIM2D(ou mon propre Imfitcode) sont conçus pour adapter des images en virgule flottante en niveaux de gris 2D avec des intensités linéaires au format d'image astronomique FITS. ( GIM2Dnécessite également le IRAFsystème logiciel pour fonctionner.) Ils ne fonctionneront pas avec les images JPEG.