Tentativo di utilizzo del Local Texture Mapping per lo studio della stella Betelgeuse

[agalati]

Ringrazio l'amministratore per avermi permesso di pubblicare qui i dati delle elaborazioni. Sper che questa sia la sezione giusta.

I dati che vi mostro qui sotto sono stati ottenuti dalle immagini riprese dal Very Large Telescope utilizzando i software che abitualmente impiegavo per studiare le immagini mediche. Io ovviamente facendo altro nella vita capisco poco di astronomia, tuttavia volevo provare a condividere con voi i risultati che ho ottenuto, nella speranza di trovare ulteriori elementi utili per comprendere i dati presi in clinica e sperando di mostrarvi una tecnica di analisi che possa essere utile anche in campo astronomico. :)

In particolare ho provato a studiare le foto della stella in oggetto prima e dopo il calo di luminosità documentato l'anno scorso e nel farlo ho creato delle immagini parametriche che rappresentano punto per punto la disomogeneità locale utilizzando indicatori calcolati con differenti formule matematiche. In Diagnostica Medica per Immagini questo approccio si chiama radiomica ed è utilizzato per correlare ad esempio la disomogeneità dele lesioni tumorali con la loro aggressività, la prognosi dei pazienti e la loro risposta alle terapie. Maggiori informazioni a riguardo le trovate sulla relativa voce di Wikipedia (https://it.wikipedia.org/wiki/Radiomica) (che invito a leggere prima del resto del post, sono qui per ogni chiarimento in merito).

In particolare in questo esperimento ho utilizzato il software LifeX (https://lifexsoft.org/) (gratuito) mediante la matrice GLCM con 64 livelli di grigio e un range di valori da 0 all'intensità massima dellì'immagine. Sono state fatte elaborazioni differenti per ognuno dei 3 colori dell'immagine di input (rosso, verde e blu) e per ogni colore sono state ricavate le mappe di dissimilarità, entropia, contrasto, energia ed omogeneità. Vi posto qui sotto alcuni risultati (se volete tutti i dati conviene che li carico in un sito di file hosting, perchè sono parecchi). Secondo voi queste mappe potrebbero avere qualche significato e/o possono aiutare a descrivere quello che è successo o sono totalmente inutili? Potrebbero per la vostra esperienza avere una qualche utilità nello studio delle vostre immagini?

Immagini originali di Betelgeuse dal VLT:
prima del calo di luminosità:
39949

Dopo il calo di luminosità:
39950


Dissimilarità nella luce rossa:
Prima:
39952
dopo:
39953


Entropia nella luce rossa:
prima:
39954
dopo:
39955


Dissimilarità nella luce blu:
prima:
39956
dopo:
39957

[agalati]

Entropia nella luce blu:
prima:
39958
dopo:
39959

[DavideP]

premetto che non sono in grado di rispondere alla tua domanda riguardo all'effettiva utilità dell'elaborazione di questo tipo di immagini con questo tipo di software, però a me piacciono gli esperimenti che vanno oltre gli utilizzi convenzionali, sono quelli che fanno scoprire cose nuove o nuovi fallimenti, comunque tutta esperienza, e l'esperienza non è mai negativa.

detto ciò l'unica cosa che mi viene in mente è che forse i due software nascono per analizzare delle immagini tenendo conto di parametri e per scopi estremamente diversi, però sono curioso di sentire il parere di qualche esperto se vorrà contribuire :)

[agalati]

premetto che non sono in grado di rispondere alla tua domanda riguardo all'effettiva utilità dell'elaborazione di questo tipo di immagini con questo tipo di software, però a me piacciono gli esperimenti che vanno oltre gli utilizzi convenzionali, sono quelli che fanno scoprire cose nuove o nuovi fallimenti, comunque tutta esperienza, e l'esperienza non è mai negativa.

detto ciò l'unica cosa che mi viene in mente è che forse i due software nascono per analizzare delle immagini tenendo conto di parametri e per scopi estremamente diversi, però sono curioso di sentire il parere di qualche esperto se vorrà contribuire :)

Uno dei motivi per cui ho iniziato a studiare le texture delle immagini astronomiche sono le parole di un fisico che mi disse tempo fa che queste metodiche non sono nate in medicina (https://pubs.rsna.org/doi/10.1148/radiol.2015151169) ma proprio nello studio delle immagini satellitari. L'obbiettivo era individuare nell'enorme mole di dati fornita dai satelliti le texture ad esempio che corrispondevano ad una città o ad un deserto in modo automatico usando dette intelligenze artificiali. Sentendo queste parole ho iniziato a cercare più informazioni ma non ho trovato molto (probabilmente non so cercare articoli scientifici fuori dal campo medico) altri usi delle stesse tecniche vanno dalle scienze dei materiali, fino ai beni culturali :)
La mia idea è simile, ma invece di usare le IA per analizzare i dati vorrei fare tutto con il cervello umano convertendo questi indicatori in immagini invece che in dati grezzi.

qualche fonte (non necessariamente sono usati gli stessi indicatori di LifeX):

Automated retrieval of forest structure variables based on multi-scale texture analysis of VHR satellite imagery:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0924271614001828

Surface evaluation of carbon fibre composites using wavelet texture analysis:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359836811003581

Visual stylometry using background selection and wavelet-HMT-based Fisher information distances for attribution and dating of impressionist paintings:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0165168412003623

In-field proximal sensing of septoria tritici blotch, stripe rust and brown rust in winter wheat by means of reflectance and textural features from multispectral imagery
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1537511020301689

An intelligent system for image-based rating of corrosion severity at stem taper of retrieved hip replacement implants:
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1350453318301280

Detection of corrosion on steel structures using automated image processing
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666165920300181

[Coco]

Molto interessante, anche se non ho competenze in merito.
Vediamo se ci legge qualche esperto in spettrografia e fotometria:

fulvio mete
Franco Lorenzo
paperbike