8 个版本

0.3.1	2022年3月30日
0.3.0	2022年3月22日
0.2.4	2022年2月18日
0.2.1	2021年11月3日
0.1.4	2021年5月25日

#287 in 图像

MIT 许可证

5MB
7K SLoC

火星原始图像工具集

一组用于处理和校准好奇号或毅力号漫游车图像的工具。旨在用于公开的图像。

实施的校准步骤包括（因仪器而异）

任务	相机	解压缩	去马赛克	修复	平坦	HPC*
MSL	主相机	☑	☑
MSL	MAHLI	☑		☑	☑	☑
MSL	导航相机			☑	☑	☑
MSL	后端危害			☑	☑	☑
MSL	前端危害			☑	☑	☑
MSL	ChemCam RMI				☑
Mars2020	主相机-Z	☑	☑	☑
Mars2020	导航相机		☑
Mars2020	后端危害		☑
Mars2020	前端危害		☑
Mars2020	沃森	☑	☑	☑
Mars2020	超级相机		☑		☑
灵巧号	导航				☑
灵巧号	彩色				☑
洞察	IDC	☑			☑
洞察	ICC	☑			☑

* 热像素检测和校正

将根据我的进度逐步实现更多仪器...

从源代码构建

需要安装一个可用的Rust (https://rust-lang.net.cn/) 环境，才能进行构建。

迄今为止，我仅在Ubuntu 21.10、Windows 10的Windows子系统(Linux)和MacOSX Catalina上进行了构建测试。在项目文件夹中，可以通过cargo build命令构建软件进行测试，并通过例如cargo run --bin m20_fetch_raw -- -i命令以调试模式运行单个二进制文件。

要在Linux上成功构建，您可能需要通过 apt 安装以下包

libssl-dev (Ubuntu)
openssl-devel (RHEL、CentOS、Fedora)

从 Git 克隆

git clone [email protected]:kmgill/mars-raw-utils.git
cd mars-raw-utils/
git submodule init
git submodule update

通过 cargo 安装

这是基于 Unix 的系统上最简单的安装方法。尚未在 Windows 上测试。

cargo install --path .
mkdir ~/.marsdata
cp mars-raw-utils-data/caldata/* ~/.marsdata

注意：如果需要自定义数据目录，可以在 ~/.bash_profile 中设置 $MARS_RAW_DATA。

通过 apt 安装 (Debian、Ubuntu 等)

cargo install cargo-deb
cargo deb
sudo apt install ./target/debian/mars_raw_utils_0.1.3_amd64.deb

注意：调整输出的 Debian 软件包文件名，使其与构建输出的文件名相同。

通过 rpm 安装 (RHEL、CentOS、Fedora 等)

cargo install cargo-rpm
cp -v mars-raw-utils-data/caldata/* .rpm/
cargo rpm build -v
rpm -ivh target/release/rpmbuild/RPMS/x86_64/mars_raw_utils-0.1.3-1.el8.x86_64.rpm

注意：调整输出的 rpm 软件包文件名，使其与构建创建的文件名相同。

Docker

该Dockerfile演示了构建可安装的Debian软件包的方法，或者您也可以直接使用容器本身。

docker build -t mars_raw_utils .
docker run --name mars_raw_utils -dit mars_raw_utils
docker exec -it mars_raw_utils bash

计划为MacOSX（可能通过Homebrew？）和Windows构建。尽管该项目已经在MacOSX和Windows上构建并运行，但我还没有找到一种处理校准数据的方法。

使用Docker构建RPM

可以使用dockerbuild.sh构建针对CentOS的目标RPM，构建工件将被放置在target目录中。

指定校准数据位置

默认情况下，如果使用Debian/Ubuntu中的.deb文件安装软件，校准文件将位于/usr/share/mars_raw_utils/data/。在MacOS上的Homebrew中，它们将位于/usr/local/share/mars_raw_utils/data/。对于使用cargo install --path .或自定义安装的情况，您可以使用默认的~/.marsdata或通过使用环境变量MARS_RAW_DATA来设置校准文件目录。变量将覆盖默认位置（如果通过apt或rpm安装），以及。

校准配置文件

校准文件用于指定各种仪器和各种输出产品类型的常用参数。这些文件是toml格式，如果未指定绝对路径，需要在已知的校准文件夹中可发现。

示例配置文件

apply_ilt = true
red_scalar = 1.16
green_scalar = 1.0
blue_scalar = 1.05
color_noise_reduction = false
color_noise_reduction_amount = 0
hot_pixel_detection_threshold = 0
filename_suffix = "rjcal-rad"

火星科学实验室（好奇号）

获取原始数据

USAGE:
    msl_fetch_raw [FLAGS] [OPTIONS]

FLAGS:
    -h, --help          Prints help information
    -l, --list          Don't download, only list results
    -t, --thumbnails    Download thumbnails in the results
    -v                  Show verbose output
    -V, --version       Prints version information

OPTIONS:
    -c, --camera <camera>...    M20 Camera Instrument(s)
    -M, --maxsol <maxsol>       Ending Mission Sol
    -m, --minsol <minsol>       Starting Mission Sol
    -n, --num <num>             Max number of results
    -p, --page <page>           Results page (starts at 1)
    -S, --seqid <seqid>         Specific sequence id or substring
    -s, --sol <sol>             Mission Sol

示例

显示可用的仪器

msl_fetch_raw -i

列出在第3113个火星日可用的Mastcam数据：（删除-l以下载图像）

msl_fetch_raw -c MASTCAM -s 3113 -l

列出在第3110到3112个火星日之间可用的NAV_RIGHT数据：（删除-l以下载图像）

msl_fetch_raw -c NAV_RIGHT -m 3110 -M 3112 -l

在第3110到3112个火星日之间下载NAV_RIGHT，过滤序列ID为NCAM00595的数据

msl_fetch_raw -c NAV_RIGHT -m 3110 -M 3112 -S NCAM00595

MAHLI校准

USAGE:
    msl_mahli_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

常见的颜色校正倍数

红色：1.16
绿色：1.00
蓝色：1.05

常见的颜色校正倍数（白平衡）

红色：0.8
绿色：1.0
蓝色：1.543

示例

校准一个JPEG目录，应用颜色校正值

msl_mahli_calibrate -i *jpg -v -R 1.16 -G 1.00 -B 1.05

主相机

USAGE:
    msl_mcam_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                                      Blue weight
    -c, --color_noise_reduction <COLOR_NOISE_REDUCTION>    Color noise reduction amount in pixels
    -G, --green <GREEN>                                    Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...                                Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>                      Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                                        Red weight

示例

校准一个JPEG目录，应用颜色校正值

msl_mcam_calibrate -i *jpg -v -R 0.965 -G 0.985 -B 1.155

校准一个JPEG目录，跳过ILT转换（解压缩）

msl_mcam_calibrate -i *jpg -v -r

校准一个JPEG目录，应用颜色噪声减少，色度模糊半径为21像素

msl_mcam_calibrate -i *jpg -v -c 21

工程相机（导航相机、FHAZ、RHAZ）

USAGE:
    msl_ecam_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT (not currently used)
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -t, --hpc_threshold <THRESHOLD>      Hot pixel correction variance threshold
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

示例

校准一个JPEG目录

msl_ecam_calibrate -i *jpg -v

校准一个JPEG目录，应用热点检测阈值2.5个标准差

msl_ecam_calibrate -i *jpg -v -t 2.5

ChemCam RMI

USAGE:
    msl_ccam_calibrate [FLAGS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -i, --inputs <INPUT>...    Input

火星2020（毅力号）

获取原始数据

USAGE:
    m20_fetch_raw [FLAGS] [OPTIONS]

FLAGS:
    -h, --help          Prints help information
    -l, --list          Don't download, only list results
    -t, --thumbnails    Download thumbnails in the results
    -v                  Show verbose output
    -V, --version       Prints version information

OPTIONS:
    -c, --camera <camera>...    M20 Camera Instrument(s)
    -M, --maxsol <maxsol>       Ending Mission Sol
    -m, --minsol <minsol>       Starting Mission Sol
    -n, --num <num>             Max number of results
    -p, --page <page>           Results page (starts at 1)
    -S, --seqid <seqid>         Specific sequence id or substring
    -s, --sol <sol>             Mission Sol

MastCam-Z

USAGE:
    m20_zcam_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

沃森

USAGE:
    m20_watson_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

工程相机（导航相机、FHAZ、RHAZ）

SAGE:
    m20_ecam_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

超级相机

USAGE:
    m20_scam_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

Ingenuity导航相机

USAGE:
    m20_hnav_calibrate [FLAGS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -i, --inputs <INPUT>...    Input

Ingenuity彩色相机（RTE）

USAGE:
    m20_hrte_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

洞察

获取原始数据

...

仪器环境相机（ICC）

USAGE:
    nsyt_icc_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

仪器部署相机（IDC）

USAGE:
    nsyt_idc_calibrate [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -n               Only new images. Skipped processed images.
    -r, --raw        Raw color, skip ILT
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -B, --blue <BLUE>                    Blue weight
    -G, --green <GREEN>                  Green weight
    -i, --inputs <INPUT>...              Input
    -P, --profile <PARAM_CAL_PROFILE>    Calibration profile file path
    -R, --red <RED>                      Red weight

热点校正滤波器

尝试进行热点检测和移除。

方法

对于每个像素（不包括图像边缘像素）

计算像素窗口的标准差（例如，3x3）
计算目标像素的z得分
如果z得分超过从平均值计算出的阈值方差（例如：2.5），则用中值滤波器替换像素值

USAGE:
    hpc_filter [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -t, --hpc_threshold <THRESHOLD>    Hot pixel correction variance threshold
    -w, --hpc_window <WINDOW_SIZE>     Hot pixel correction window size
    -i, --inputs <INPUT>...            Input

修复滤波器

在输入图像集上应用基本修复滤波器。修复区域需要用红色标记（rgb 255, 0, 0）。

USAGE:
    inpaint_filter [FLAGS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -i, --inputs <INPUT>...    Input

上采样实验（已弃用）

使用基于中值的修复算法进行平滑图像上采样实验。

USAGE:
    upscale [FLAGS] --factor <FACTOR> --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -f, --factor <FACTOR>      Scale factor
    -i, --inputs <INPUT>...    Input

裁剪

USAGE:
    crop [FLAGS] --crop <WINDOW_SIZE> --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -c, --crop <WINDOW_SIZE>    Crop as x,y,width,height
    -i, --inputs <INPUT>...     Input

去马赛克

对灰度 Bayer 模式图像应用Malvar Debayering（去马赛克）。可选应用颜色噪声减少。

USAGE:
    debayer [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -c, --color_noise_reduction <COLOR_NOISE_REDUCTION>    Color noise reduction amount in pixels
    -i, --inputs <INPUT>...                                Input

级别

对图像应用级别调整。类似于Photoshop或GIMP中的“级别”。

USAGE:
    levels [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>...

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -b, --blacklevel <BLACK_LEVEL>    Black level
    -g, --gamma <PARAM_GAMMA>         Gamma
    -i, --inputs <INPUT>...           Input
    -w, --whitelevel <WHITE_LEVEL>    White level

变化检测（尘暴、云）

从一系列图像的均值中计算每帧差分。适用于与MSL和Mars2020尘卷风电影和天空调查一起使用。可选选项包括通过类似Photoshop的黑电平、白电平和伽玛进行对比度增强。

USAGE:
    diffgif [FLAGS] [OPTIONS] --inputs <INPUT>... --output <OUTPUT>

FLAGS:
    -h, --help       Prints help information
    -v               Show verbose output
    -V, --version    Prints version information

OPTIONS:
    -b, --blacklevel <BLACK_LEVEL>         Black level
    -d, --delay <PARAM_DELAY>              Interframe delay in increments of 10ms
    -g, --gamma <PARAM_GAMMA>              Gamma
    -i, --inputs <INPUT>...                Input
    -l, --lowpass <PARAM_LOWPASS>          Lowpass window size
    -o, --output <OUTPUT>                  Output
    -p, --prodtype <PARAM_PRODUCT_TYPE>    Product type (std, diff, stacked)
    -w, --whitelevel <WHITE_LEVEL>         White level

示例

尘卷风，MSL Sol 3372，序列ID NCAM00595

msl_fetch_raw -c NAV_RIGHT_B -s 3372 -S NCAM00595

msl_ecam_calibrate -i *JPG -v -t 2.0

diffgif -i *NCAM00595*-rjcal.png -o DustDevilMovie_Sol3372.gif -v -b 0 -w 2.0 -g 2.5 -l 5 -d 20

云运动和阴影，MSL Sol 3325，序列ID NCAM00556

msl_fetch_raw -c NAV_RIGHT -s 3325

msl_ecam_calibrate -i *JPG -v -t 2.0

diffgif -i *NCAM00556*-rjcal.png -o CloudShadow_3325.gif -v -b 0 -w 1.0 -g 2.5 -l 5 -d 20

云层，顶视图电影，MSL Sol 3325，序列ID NCAM00551

msl_fetch_raw -c NAV_RIGHT -s 3325

msl_ecam_calibrate -i *JPG -v -t 2.0

diffgif -i *NCAM00551*-rjcal.png -o CloudZenith_3325.gif -v -b 0 -w 3.0 -g 1.0 -l 5 -d 20

数据更新检查

检索有关最新更新sol的信息。

示例输出

$ msl_latest
Latest data: 2022-02-23T18:30:03Z
Latest sol: 3395
Latest sols: [3365, 3374, 3376, 3378, 3390, 3393, 3394, 3395]
New Count: 364
Sol Count: 225
Total: 894201

$ m20_latest
Latest data: 2022-02-23T10:22:33Z
Latest sol: 359
Latest sols: [349]
New Count: 270
Sol Count: 99
Total: 217981

$ nsyt_latest
Latest data: 2022-02-14T15:11:15Z
Latest sol: 1144
Latest sols: [1144]
New Count: 2
Sol Count: 2
Total: 6353

任务日期

MSL、Mars2020和InSight的任务时间和sol可通过msl_date、m20_date和nsyt_date分别获取。

目前，输出提供了火星日、协调火星时间、任务sol、任务时间（LMST）、局部真彩色时间和地心太阳经度的值。计算所使用的算法基于James Tauber的marsclock.com，并通过time::get_lmst()公开。

示例输出

$ msl_date
Mars Sol Date:          52391.26879394437
Coordinated Mars Time:  06:27:03.797
Mission Sol:            3122
Mission Time:           15:36:49.805 LMST
Local True Solar Time:  15:29:37.673 LTST
Solar Longitude:        47.04093399663567

$ m20_date
Mars Sol Date:          52391.270293050664
Coordinated Mars Time:  06:29:13.320
Mission Sol:            87
Mission Time:           11:38:56.520 LMST
Local True Solar Time:  11:31:44.417 LTST
Solar Longitude:        47.04161842268443

$ nsyt_date 
Mars Sol Date:          52391.27048977531
Coordinated Mars Time:  06:29:30.317
Mission Sol:            880
Mission Time:           15:31:59.933 LMST
Local True Solar Time:  15:24:47.833 LTST
Solar Longitude:        47.041708238462114

参考文献

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依赖项

~31–47MB
~509K SLoC

8 个版本

火星原始图像工具集

从源代码构建

从 Git 克隆

通过 cargo 安装

通过 apt 安装 (Debian、Ubuntu 等)

通过 rpm 安装 (RHEL、CentOS、Fedora 等)

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使用Docker构建RPM

指定校准数据位置

校准配置文件

火星科学实验室（好奇号）

获取原始数据

示例

MAHLI校准

常见的颜色校正倍数

常见的颜色校正倍数（白平衡）

示例

主相机

推荐的颜色校正倍数

示例

工程相机（导航相机、FHAZ、RHAZ）

示例

ChemCam RMI

火星2020（毅力号）

获取原始数据

MastCam-Z

沃森

工程相机（导航相机、FHAZ、RHAZ）

超级相机

Ingenuity导航相机

Ingenuity彩色相机（RTE）

洞察

获取原始数据

仪器环境相机（ICC）

仪器部署相机（IDC）

热点校正滤波器

修复滤波器

上采样实验（已弃用）

裁剪

去马赛克

级别

变化检测（尘暴、云）

示例

尘卷风，MSL Sol 3372，序列ID NCAM00595

云运动和阴影，MSL Sol 3325，序列ID NCAM00556

云层，顶视图电影，MSL Sol 3325，序列ID NCAM00551

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参考文献

依赖项