374 Решения для практических проектов
app.draw_qc_rects() app.sort_stats()
ptp_img = app.draw_filtered_rects(IMG_GRAY_GEO, app.ptp_filtered) std_img = app.draw_filtered_rects(IMG_GRAY_GEO, app.std_filtered)
# Отображаем отфильтрованные прямоугольники на полутоновой карте. cv.imshow('Sorted by ptp for {} rect'.format(app.name), ptp_img) cv.waitKey(3000)
cv.imshow('Sorted by std for {} rect'.format(app.name), std_img) cv.waitKey(3000)
app.make_final_display() # Включает в себя вызов mainloop()
if __name__ == '__main__': main()
Глава 8. Обнаружение далеких экзопланет
Обнаружение инопланетных мегаструктур
practice_tabbys_star.py
"""Симулируем транзит инопланетного массива на фоне звезды и отображаем кривую блеска."""
import numpy as np import cv2 as cv
import matplotlib.pyplot as plt
IMG_HT = 400
IMG_WIDTH = 500
BLACK_IMG = np.zeros((IMG_HT, IMG_WIDTH), dtype='uint8')
STAR_RADIUS = 165
EXO_START_X = -250
EXO_START_Y = 150
EXO_DX = 3
NUM_FRAMES = 500
def main():
intensity_samples = record_transit(EXO_START_X, EXO_START_Y) rel_brightness = calc_rel_brightness(intensity_samples) plot_light_curve(rel_brightness)
def record_transit(exo_x, exo_y):
"""Рисуем проходящий на фоне звезды массив и возвращаем список изменений в интенсивности ее свечения."""
intensity_samples = []
for _ in range(NUM_FRAMES): temp_img = BLACK_IMG.copy()
# Рисуем звезду:
cv.circle(temp_img, (int(IMG_WIDTH / 2), int(IMG_HT / 2)), STAR_RADIUS, 255, -1)
# Рисуем инопланетный массив:
Глава 8. Обнаружение далеких экзопланет 375
cv.rectangle(temp_img, (exo_x, exo_y),
(exo_x + 20, exo_y + 140), 0, -1) cv.rectangle(temp_img, (exo_x - 360, exo_y),
(exo_x + 10, exo_y + 140), 0, 5) cv.rectangle(temp_img, (exo_x - 380, exo_y),
(exo_x - 310, exo_y + 140), 0, -1) intensity = temp_img.mean()
cv.putText(temp_img, 'Mean Intensity = {}'.format(intensity), (5, 390),
cv.FONT_HERSHEY_PLAIN, 1, 255) cv.imshow('Transit', temp_img) cv.waitKey(10) intensity_samples.append(intensity) exo_x += EXO_DX
return intensity_samples
def calc_rel_brightness(intensity_samples):
"""Возвращаем из списка значений интенсивности список значений относительной яркости."""
rel_brightness = []
max_brightness = max(intensity_samples) for intensity in intensity_samples:
rel_brightness.append(intensity / max_brightness) return rel_brightness
def plot_light_curve(rel_brightness):
"""Выводим график изменений относительной яркости во времени.""" plt.plot(rel_brightness, color='red', linestyle='dashed',
linewidth=2) plt.title('Relative Brightness vs. Time') plt.xlim(-150, 500)
plt.show()
if __name__ == '__main__': main()
Обнаружение транзита астероидов
practice_asteroids.py
"""Симулируем транзит астероидов и рисуем график кривой блеска.""" import random
import numpy as np import cv2 as cv
import matplotlib.pyplot as plt
STAR_RADIUS = 165
BLACK_IMG = np.zeros((400, 500, 1), dtype="uint8")
NUM_ASTEROIDS = 15
NUM_LOOPS = 170
class Asteroid():
"""Рисуем на изображении круг, обозначающий астероид."""
376 Решения для практических проектов
def __init__(self, number):
self.radius = random.choice((1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 3))
self.x = random.randint(-30, 60) self.y = random.randint(220, 230) self.dx = 3
def move_asteroid(self, image):
"""Рисуем и перемещаем объект астероида.""" cv.circle(image, (self.x, self.y), self.radius, 0, -1) self.x += self.dx
def record_transit(start_image):
"""Симулируем транзит астероидов на фоне звезды и возвращаем список значений интенсивности."""
asteroid_list = [] intensity_samples = []
for i in range(NUM_ASTEROIDS): asteroid_list.append(Asteroid(i))
for _ in range(NUM_LOOPS): temp_img = start_image.copy()
# Рисуем звезду.
cv.circle(temp_img, (250, 200), STAR_RADIUS, 255, -1) for ast in asteroid_list:
ast.move_asteroid(temp_img) intensity = temp_img.mean()
cv.putText(temp_img, 'Mean Intensity = {}'.format(intensity), (5, 390), cv.FONT_HERSHEY_PLAIN, 1, 255)
cv.imshow('Transit', temp_img) intensity_samples.append(intensity) cv.waitKey(50)
cv.destroyAllWindows() return intensity_samples
def calc_rel_brightness(image):
"""Вычисляем величины относительной яркости и возвращаем их список.""" rel_brightness = record_transit(image)
max_brightness = max(rel_brightness) for i, j in enumerate(rel_brightness):
rel_brightness[i] = j / max_brightness return rel_brightness
def plot_light_curve(rel_brightness):
"Рисуем график кривой блеска на основе списка значений относительной яркости."""
plt.plot(rel_brightness, color='red', linestyle='dashed', linewidth=2, label='Relative Brightness')
plt.legend(loc='upper center') plt.title('Relative Brightness vs. Time') plt.show()
Глава 8. Обнаружение далеких экзопланет 377
relative_brightness = calc_rel_brightness(BLACK_IMG) plot_light_curve(relative_brightness)
Добавление эффекта потемнения к краю
practice_limb_darkening.py
"""Симулируем транзит экзопланеты, рисуем график кривой ее блеска и оцениваем радиус."""
import cv2 as cv
import matplotlib.pyplot as plt
IMG_HT = 400 IMG_WIDTH = 500
BLACK_IMG = cv.imread('limb_darkening.png', cv.IMREAD_GRAYSCALE) EXO_RADIUS = 7
EXO_START_X = 40
EXO_START_Y = 230 EXO_DX = 3 NUM_FRAMES = 145
def main():
intensity_samples = record_transit(EXO_START_X, EXO_START_Y) relative_brightness = calc_rel_brightness(intensity_samples) plot_light_curve(relative_brightness)
def record_transit(exo_x, exo_y):
"""Рисуем планету, проходящую на фоне звезды, и возвращаем список со значениями изменяющейся интенсивности."""
intensity_samples = []
for _ in range(NUM_FRAMES): temp_img = BLACK_IMG.copy()
# Рисуем экзопланету:
cv.circle(temp_img, (exo_x, exo_y), EXO_RADIUS, 0, -1) intensity = temp_img.mean()
cv.putText(temp_img, 'Mean Intensity = {}'.format(intensity), (5, 390),
cv.FONT_HERSHEY_PLAIN, 1, 255) cv.imshow('Transit', temp_img) cv.waitKey(30) intensity_samples.append(intensity) exo_x += EXO_DX
return intensity_samples
def calc_rel_brightness(intensity_samples):
"""Возвращаем из списка интенсивности список значений относительной яркости."""
rel_brightness = []
max_brightness = max(intensity_samples) for intensity in intensity_samples:
rel_brightness.append(intensity / max_brightness) return rel_brightness