Calcular el perfil Sérsic de una galaxia a partir de imágenes jpg

Estoy tratando de calcular el perfil Sérsic de varias galaxias a partir del SDSS en base a las imágenes proporcionadas por el sitio del zoológico de galaxias. Estoy haciendo esto como parte de una competencia de kaggle sobre el uso del aprendizaje automático para predecir la morfología de las galaxias. No tengo ninguna posibilidad de obtener un alto rango en esta competencia, así que no dudo en pedir ayuda.

Utilicé la función R contourLines para identificar las isófotas de la galaxia y luego ajustar las elipses a cada isófota. Esto parecía funcionar bien, las isofotos casi siempre se ajustan bien por las elipses y las elipses son casi concéntricas. Luego, dejando que Isea ​​la intensidad de píxel de una isófota y Rla longitud del eje semi-mayor de la elipse correspondiente, necesito ajustar una ecuación de la forma

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

El enfoque simple parecía ser tomar el registro de ambos lados y usar la regresión OLS, por lo que ajusto un modelo lineal en R de la forma

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

Los gráficos resultantes mostraron un buen ajuste, pero los índices Sérsic resultantes son casi siempre menores que uno y nunca tan grandes como dos. Esto no parece correcto ya que los índices de 4 o más altos parecen comunes en mi lectura. No llego cerca de 4 para una imagen de M87.

Posiblemente, tomar el registro de registro aplana demasiado las cosas y el índice no responde lo suficiente. Intenté usar nls para trabajar solo con el registro, pero no movió mucho los índices.

¿Existe algún software o algoritmo estándar para calcular el índice Sérsic a partir de una imagen? ¿Existen imágenes de referencia con las que pueda trabajar que me permitan verificar si mi algoritmo es razonable? Cualquier recomendación sobre cómo proceder sería bienvenida.

ACTUALIZACIÓN: He encontrado los programas GALFIT y GIM2D que parecen ser útiles. ¿Algún otro software que se use comúnmente para esto?

¿Existe algún software o algoritmo estándar para calcular el índice Sérsic a partir de una imagen?

No creo que sea estándar, pero Vika et al (2013) han utilizado una versión modificada de GALFIT para extraer los perfiles Sérsic. EDITAR> Pero veo que ya lo encontraste ;-)

¿Existen imágenes de referencia con las que pueda trabajar que me permitan verificar si mi algoritmo es razonable?

Hay referencias en la literatura que proporcionan imágenes con perfiles Sérsic, pero no he podido encontrar una base de datos que creo que es lo que está buscando.

Cualquier recomendación sobre cómo proceder sería bienvenida.

Para sus propósitos, no es realmente necesario calcular el índice Sérsic para poder compararlo con la literatura. Si su índice Sérsic, que es solo una característica de su algoritmo de clasificación, es lo suficientemente distintivo como para poder distinguir entre diferentes clases morfológicas, está bien.

Me imagino que podría ser difícil calcular índices Sérsic confiables a partir de las imágenes proporcionadas por GalaxyZoo. Las imágenes que recuerdo suelen ser imágenes de galaxias de baja resolución.

Por lo tanto, procedería calculando su índice Sérsic para sus conjuntos de entrenamiento y prueba y vería qué tan bien funciona esta característica en una tarea de clasificación.

Sospecho que el problema principal es que las imágenes JPEG con las que está trabajando ya están escaladas (o escaladas a través de alguna otra función, como una raíz cuadrada). Dado que los centros de la mayoría de las galaxias son órdenes de magnitud más brillantes en términos lineales que las regiones externas, una imagen JPEG (que, recuerde, solo tiene 8 bits por canal de color, por lo que solo puede representar 256 niveles de brillo por canal) que representa el brillo lineal mostraría un centro brillante y nada afuera. Entonces su ajuste es efectivamente algo así como

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

Los programas como GALFITy GIM2D(o mi propio Imfitcódigo) están diseñados para adaptarse a imágenes de coma flotante en escala de grises 2D con intensidades lineales que están en el formato de imagen astronómica FITS. ( GIM2Dtambién requiere el IRAFsistema de software para ejecutarse). No funcionarán con imágenes JPEG.