Новый алгоритм Effortless ускорит обработку снимков телескопа Roman в 100 раз
Международная группа исследователей опубликовала детали реализации нового алгоритма Effortless (EFFicient Optimal image ReconsTruction using LESS memory), предназначенного для обработки изображений космического телескопа имени Нэнси Грейс Роман (ранее WFIRST). Статья вышла на сервере препринтов arXiv. Алгоритм решает ключевую проблему: снимки телескопа не полностью соответствуют критерию Найквиста — Шеннона, что приводит к искажениям при измерении слабого гравитационного линзирования.
Effortless, ранее известный как Fast Imcom, значительно превосходит своего предшественника Imcom по скорости и эффективности использования памяти. В тестах он показал в 100 раз более высокую производительность, при этом улучшив однородность и регулярность функций рассеяния точки (PSF) на реконструированных изображениях. Это снижает систематические ошибки, что принципиально важно для космологических исследований.
Как поясняют авторы, хотя теорема Котельникова остаётся верна, её условия на практике не всегда выполняются. Effortless позволяет компенсировать эффекты конечной выборки за счёт калибровки после измерений. Алгоритм также устойчив к численным артефактам, конечности входных окон пикселей и отсутствию части данных.
Интерфейс программирования Effortless универсален и может применяться не только для слабого гравитационного линзирования. Телескоп Роман — не единственная миссия, где алгоритм будет востребован: его гибкость позволяет использовать его для любых задач реконструкции изображений с недостаточной дискретизацией.
Работа — важный шаг к подготовке обработки данных телескопа Роман, запуск которого запланирован на середину 2020-х годов. Ожидается, что инструмент станет незаменимым для точных космологических измерений, включая изучение тёмной энергии и тёмной материи.
