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なめらかなオリオンはいかが?

★AutoStakkert!2のおかげで
一度はゴミ箱行きかと思われたオリオン座大星雲M42の5秒露光×200コマのデータが蘇ったのがうれしくて、せっかくなので元々正しくFITSで保存されていた10秒露光のコマ×100コマと合わせて真面目に画像処理してみることにしました。せっかくの休日前夜なのに雨がザーザー降ってるので、現実逃避♪

今回の方針は
 ①トラペジウム近辺をサチらせない
 ②できるだけ周辺部も拾い上げる
 ③荒れない程度に「もくもく感」を出す
です。

<撮影データは>
VMC260L+レデューサVMC+LPS-P2フィルタ (1860mmF7.1 相当)
ASI1600MC-COOL 冷却温度-12℃前後 ゲイン400
K-ASTEC改造Newアトラクスでノータッチガイド
露光5秒×200コマのうち良像100コマ
露光10秒×100コマ
といったところです。

★10秒露光1コマをレタッチすると
f0346040_06584324.jpg
RAW画像をステライメージでデモザイク+ソフトウェアビニング+デジタル現像+Lab色彩調整+レベル調整しただけです。
いや、たったの10秒でこれだけ写っちゃうASI1600MC-COOL恐るべしなのですが、中心部はサチってますし、全体的にボロボロに荒れてます。

<下ごしらえ>
 A群:露光5秒で(誤って)動画保存しちゃったSERファイルを
    AutoStakkert!2でスタック+ステライメージで加工(ダーク減算なし)
 B群:露光10秒のFITSファイルを
    ステライメージで100コマコンポジット+調整(ダーク減算あり)

<本処理>
 ①ステライメージでA群とB群を加算コンポジット
 ②ステライメージでレベル調整+デジタル現像+Lab色彩調整
 ③ステライメージでL画像とRGB画像に分解
 ④ステライメージでL画像について最大エントロピー画像復元+トーン修正
 ⑤ステライメージでLRGB最合成→16ビットTIFF保存
 ⑥シルキーピクスでホワイトバランス+テイスト調整
 ⑦シルキーピクスでノイズ整列処理
 ⑧シルキーピクスで軽くHDR処理
 ⑨シルキーピクスでテイスト調整など微調整→TIFF保存
 ⑩ステライメージで周辺減光補正
 ⑪ステライメージでバックグラウンドスムーズ処理
 ⑫ステライメージでスターシャープ処理
 ⑬GIMP2で微調整
といったところです。


★悪戦苦闘の末・・・

さて、果たしてややこしい画像処理の結果、どうなりますでしょうか?

・・・ででん!
f0346040_07202402.jpeg
おお、これなら自己ベストのM42と言えそうです。
複雑なモクモク構造がたまりません♪

ああ、疲れた。
気が済んだので、少し寝ます(笑)。


by supernova1987a | 2016-10-17 07:26 | 天体写真 | Comments(6)

『うっかりSer』から救出する

★「SharpCap使い」の皆様の中には・・・

えーとですねぇ。皆様、やらかしたことないですか??
「FITSで保存したつもりが『勝手にser動画』で保存されていて号泣」
なんていう大惨事。

かくいうあぷらなーとも度々やらかしてます。
ピント合わせや対象物の導入のため、撮影前に8bitモノクロで表示させておいて、撮影時に16bitRAWに切り替えた場合に保存形式がserファイルになっちゃうのが原因なのですが、頭では分かっているのに、ついうっかりやらかしてしまいます。


★8月31日に撮影していたM42が・・・

ちょうど5秒露光の50コマ連写のつもりが、見事にser動画になってしまっていて、『ゴミ箱行き予備軍』になっていた画像が4セット(つまり200コマ分も!)死蔵されていたので、救済策を考えてみました。

<撮影データは>
[ZWO ASI1600MC-Cool]
Debayer Preview=Off
Pan=0
Tilt=0
Output Format=SER file ←ココで痛恨のミス(泣)
Binning=1
Capture Area=4656x3520
Colour Space=RAW16
Hardware Binning=Off
High Speed Mode=Off
Turbo USB=80
Flip=None
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=400
Exposure=4.999974
Timestamp Frames=Off
White Bal (B)=99
White Bal (R)=60
Brightness=1
Gamma=81
Temperature=-15
Cooler Power=32
Target Temperature=-15
Cooler=On

こんなのが4つも!!
・・・ああ、もったいない!
残念ながらステライメージでは手も足も出なかったので
近年よく使われていると評判のスタッキングソフト「AutoStakkert!2」を試してみました。

★AutoStakkert!2の画面イメージ
f0346040_19095611.jpg
雰囲気としてはお馴染みのレジスタックスとよく似たソフトなのですが、後発ソフトなだけに操作が分かりやすくて好感が持てます。また、アライメントポイントが任意の位置に任意の大きさで打てるのがうれしいですね。それになによりSER動画ファイルに対応しているのが素敵♪

動作も非常にキビキビとしていて、スタッキングも速いです。
ちなみに、ASI1600MC-COOLで撮影した16ビットSERファイル中の40コマをアライメントポイント14個設定でスタッキングするのにかかる時間は、
 ○アライメントに0.7秒
 ○スタッキングに6.2秒
 ○その他処理に17.7秒
となかなかの速度でした。
・・・これ、コンポジットが爆速なステライメージ6.5よりもさらに速いかもですね。

★SER動画からの1コマ切り出しだと
f0346040_19170362.jpg
ピクセル等倍でこんな感じですね。5秒露光の割には良く写っていますが、ザラザラです。ただし、-15℃まで冷却していることと超短時間露光のため、ほとんどダークノイズが見当たりません。この辺はASI1600MC-COOLの凄いところですね。

★AutoStakkert!で160コマスタックすると
当日は風が強くて、恒星が踊り狂っていたのですが、品質の悪いコマを選別してくれるので比較的像が安定しているコマを各ファイルから40コマ選別してスタッキングし、それを16ビットTIFFで出力しておいて、ステライメージで4枚加算平均コンポジットしました。要するに、160コマをスタッキングした事になりますね。
・・・すると・・・
f0346040_19205383.jpg
うひゃー!
すんごいなめらか~♪
しかも特殊な画像処理を一切していないのに微細構造が見えてます。
ああ、意図せず「ラッキーイメージング」になっちゃったという訳か!

★さらに手を加えて仕上げてみます
①ステライメージでソフトビニング+デジタル現像+大気差による色ズレを補正+Lab色彩補正
②L画像とRGB画像に分割
③L画像をレジスタックスに回してウエーブレット処理
④ステライメージでLRGB最合成
⑤シルキーピクスでノイズ整列処理+テイスト調整
・・・やっつけ仕事ですが、こんなもんでしょうね。

すると・・・
ででん!
f0346040_19275618.jpg
おお!
とっても良い感じ♪

あ、正しく撮影できてた他の15秒とか30秒とかのファイル使う必要すらなかった・・・。

むむむ。
なんというか、これ・・・
M42の中心部のような明るい天体は、意外と「数秒露光のSER動画保存」が正解なのかも・・・・。
冷却すればダーク補正もいらないし、むちゃくちゃ処理が簡単かつ早い。

以上、せっかく臨時の休日をゲットしたのに空が晴れないので「縮緬ノイズ除去」の『秘策』実験もできず、FireMonkeyの調教からも現実逃避している「軟弱あぷらなーと」の、暇つぶしネタでした。


by supernova1987a | 2016-10-13 19:37 | 天体写真 | Comments(11)

縮緬ノイズ除去に向けて

★『縮緬ノイズ』のジレンマ
天体写真の画像処理で多数枚コンポジットを行った場合に現れる厄介なノイズに『縮緬ノイズ』があります。
例えば、次の写真は昨年にVMC260LとIR改造D5000で撮影したみずがめ座のらせん星雲NGC7293ですが・・・

f0346040_02290934.jpg
一見良く写っているように見えて、拡大してみると・・・・・・

f0346040_02294138.jpg
縮緬状(・・・というかあまりに酷すぎて、もう刷毛状ですね)のノイズがあるのが分かります。
ちなみにこの写真はノータッチガイドで撮影した画像を194枚コンポジットしたものですが、ガイドズレをコンポジット時に修正した結果、本来輝点や暗点になる点状のノイズが流れて刷毛状になったものと思われます。かといって、精密にガイドすれば点状のノイズが出るわけですから、どうにもなりません。

もちろん、根本解決法は、十分な冷却処理や精密なダークファイル除去、そして丁寧なフラット処理などなのでしょうが、対処療法的に改善策はないかと模索中です。

★色々とシミュレーションしていて・・・
ふと縮緬ノイズ除去の妙案が浮かんだので、実践してみようと待ち構えていたのですが、どうも天候と休日が合いません。・・・とか言っている内に月が明るくなってしまいました(泣)。そういえば、この『妙案』の要素を取り入れつつ、夏に撮影していたさんかく座のM33の画像データを再処理してみることにしました。

・・・・とか言いつつ、最近Delphiでの『ソフト開発ごっこ』や『画像解析ごっこ』ばかりやっていて天体画像を触っていなかったので、勘が鈍らないように、たまには画像処理してみよう・・・というのが本音ですが。

★枚数の多さは正義??
今回再処理する撮影データはVMC260L+レデューサにASI1600MC-COOLで撮像したもので、露光15秒から60秒まで織り交ぜ、総画像枚数420枚のコンポジットです。方針として今回は、ノイズを悪化させずに、とにかく点在する赤い星雲を炙り出すことを主眼に処理を施してみました。途中で前述の『秘策』なるものを混ぜてあります。

・・・で、どうだ??

f0346040_03583130.jpg

うーん、
かろうじて自己ベストのM33にはなりましたが、ところどころ暗部の階調が破綻してます。この素材ではこれが限界かなあ・・・。

え?『秘策』の詳細は?・・・ですか。
いや、あの・・・これは本来これは撮影時に施すものでして、今回はたまたま条件に合ったコマを用いただけなのです。
なので、まだ内緒です。撮影時にきちんと実施したら結果報告することにします。

PS
Delphiでの『開発ごっこ』ただいま座礁中(笑)。
ううう、何なんだこの「FireMonkey」っていう、これまでVCLで培ってきた直感を全否定するようなフレームワークは・・・・・。時代についていけません。新しい参考書を買って勉強しないとダメだな、こりゃ・・・・。


by supernova1987a | 2016-10-12 06:40 | 天体写真 | Comments(12)

ASI1600MC-COOLの謎⑧

★ASI1600MC-COOLで撮る赤外写真が楽しい

ちなみに、赤外領域は「各色のセンサーがどのような感度を持っているか」の機種ごとの差異が大きいものです。そもそも普通は使わない領域ですので、カラーバランスと関係がありませんので。

例えば赤外領域で各色のセンサー感度が揃っている機種は赤外領域で「事実上のモノクロカメラ」になりますので、なんとベイヤーRAWデータを現像(デモザイク)する必要がなくなります(ベイヤーデータのままでモザイク状にならない)。ですからモノクロの赤外線撮影ではこういった機種が良さそうです。一方、赤外領域で各色のセンサー感度がバラついている機種は適切な処理をほどこすことで、擬似的なカラー写真が得られることになります。
f0346040_19002338.jpg
   ※ASI1600MC-COOLの分光特性(原画はZWOさんのサイトよりお借りしました)

ASI1600MC-COOLの場合、上記のように赤外領域でもGやBのセンサー感度がある上に、それぞれの特性に差がありますので、赤外領域においても色分離(のようなもの)が可能となります。・・・で赤外疑似カラー写真が撮れるというわけですね。無改造のデジカメでも赤外カラー撮影に成功しているカメラマンは大勢居ますが、そもそもの赤外領域感度が段違いなので、ASI1600MC-COOLでの撮影では相当な短時間露光が可能となります。


★というわけで、作例掲載続行♪
特殊な写真なので興味ある人しか面白くないとは思いますが、所詮は自己満足ブログなので・・・・。


★作例①

<元画像>
f0346040_19111882.jpg
<画像処理後>
f0346040_19120591.jpg
※具体的処理工程は前回の記事中の作例とほぼ同様です。


★作例②
<元画像>
f0346040_19125621.jpg
<画像処理後>
f0346040_19132017.jpg
ううむ。なかなか面白い。

ちと遠出して、きれいな景色で試してみたいところ・・・・ですが、
自分の撮影風景を想像すると、あまりにも奇妙ですね。
冷却カメラにパソコンに赤外線フィルタ・・・・あ、怪しすぎる。
こりゃ人気のないところで撮影しないと・・・(笑)。


by supernova1987a | 2016-10-11 09:30 | 機材 | Comments(2)

ASI1600MC-COOLの謎⑦

★MMだけでなくMCも
リモコンの赤外信号を撮影してみて、ASI1600はMMだけでなくMCモデルもIRフィルタではなくARフィルタが装着されており、赤外線を透過しているらしいことが判明しました。また、オヤジさんご指摘の通り、最新マニュアルにはちゃんと「ARフィルタ装着仕様」である旨、明記されていましたね。

★昼間が良い天気だったので
ASI1600MC-COOLの『赤外線透過疑惑』が勃発してから、一度試してみたかったのが、赤外線による昼間の風景写真です。とくにカラースワップ法による赤外カラー写真を撮影することは近年の憧れだったので、わくわくしますねぇ。
・・・・で、やってみました♪

★ASI1600MC-COOLにニコンのレンズ
こんな感じで、フィルターを色々変えながらテスト撮影開始です。
f0346040_16172238.jpg
ちなみに、普通のデジカメ(クールピクスP7000)では、こんな感じに写る景色です。
f0346040_16181672.jpg
★ノーフィルタ(ARフィルタのみ)では
f0346040_16193293.jpg
※16bitFITSで出力したRAWデータをステライメージでデモザイク+2×2ビニングした後、モノクロ化
※ゲイン:139 ガンマ:50 色補正:B&Rともに50 (以下の写真も同様の設定)
ちなみに、どうも赤外線を拾っているらしくコントラストがよろしくありません。

★LPS-D1フィルタ併用だと
本来は、光害カット目的のLPS-D1フィルタですが、赤外線をカットする特性があるはずなので試してみました。
f0346040_16250293.jpg
木々が反射しているとおぼしき赤外線がきれいにカットされて、一気にコントラストが上がりました。(緑系の光害をカットする効果も寄与しているのかもしれませんが。)

★本命のR72フィルタでは
そして、『本命』のR72フィルタを試してみます。このフィルタ(ケンコー製)は720nm以上の波長のみを透過する仕様なので、可視光線の大半がカットされて赤外線が強調されます。さて、どうなりますか。
f0346040_16285771.jpg
おお!
これですよこれ!
「青空が真っ黒になって、日陰がストンと落ちて、日の当たる葉っぱが輝く」という、赤外線写真独特の描写。
なかなか良い感じです♪

こうしてみると、ノーフィルタのASI1600MC-COOLの画像は、ちょうどLPS-D1での画像とR72での画像のちょうど中間とも言えそうですね。

★そしていよいよ!
R72フィルタを使って撮影したRAW画像に『秘術』の限りを尽くして、幻想的な赤外カラー写真をゲットすることを試みます!

①ステライメージでデモザイク+ソフトウェアビニングしてRGBカラーTIFFに変換
②このままだとカラーの分離が悪いのでシルキーピクスのテイスト調整でベルビア風に変換
③赤外写真は解像度が低くてモヤモヤするのでシルキーピクスでナチュラルシャープ処理
④GIMP2でRチャンネルとBチャンネルをスワップ処理(チャンネル入れ替え)
⑤ステライメージでトーンカーブ修正
⑥シルキーピクスでHDR処理
⑦ステライメージでLab色彩調整処理
⑧ステライメージで画像を縮小してJPEG変換

すると・・・・!
f0346040_16383243.jpg
おおっ!
とっても良い感じ♪
一度は撮ってみたかった赤外カラー写真が簡単に撮影できてしまいました!

ASI1600MC-COOLで赤外線風景写真撮影、おすすめです。
(機材が大げさになっちゃうけど・・・・)

★結論

ASI1600MC-COOLは、赤外カラー写真撮影に使えます!!


by supernova1987a | 2016-10-10 16:44 | 機材 | Comments(8)

ASI1600MC-COOLの謎⑥

★謎「MCだって赤外線を透過してるんじゃ?」・再び
確か、各種資料には
ASI1600MMはモノクロでARフィルタ装備。よって赤外線透しちゃいますので適宜赤外カットフィルタを入れてね。」(意訳)

ASI1600MCの方は、カラーで『IR』フィルタを装備してるので、赤外線は透しません。分光特性グラフの長波長側のデータは無視してね。」(意訳)

と書かれていたハズなのに

どうやら製品を量産する段階になって仕様が変更になったようで、MCの方にもIRではなくてAR(いわゆるクリアフィルタ)が装着されているという疑惑が生じてきました。

★念のために、おさらい

いわゆる一般的なデジカメの場合、赤外線領域に感度があると、カラーバランスが崩れて真っ赤になったり色収差の影響でピントが大幅に狂ったり、とにかくトラブルの元なので、赤外線をカットする「IRカットフィルタ」が装着されています。

ただし、可視光線と赤外線の中間的波長を持つHα線までカットされてしまうIRフィルタが装着されたカメラが多いために、天体観測で星雲を撮影してもほとんど写らないという困った現象が起こっていました。

そこで、キャノンやニコンでは、20DaやD810Aなどのように「赤外線はカットするけれどHα線はギリギリ通す」という特別仕様のカメラを発売した経緯がありました。

また、アマチュア天文家の中には、自力でIRフィルタを(俗にローパスフィルタと呼ばれることもありますが、正確には、ローパスフィルタと一体化してるIRフィルタだけを取り除きたいけど無理なので、ローパスフィルタごと)取り除く『魔改造』を断行したり、改造を受け付けてくれるショップに『入院』させたりするのが流行っています。

※今はあまり使っていませんが、あぷらなーとのD40も自力『魔改造』機です。
f0346040_02550776.jpg
さて、カタログスペック通りだと、ASI1600MC-COOLは、(Hα線をギリギリ通す程度の)IRフィルタが装着されており、星雲はもちろん一般的な写真も撮影できる仕様だったハズです。ところが、これがARフィルタ(クリアフィルタ)装着仕様に変わって市場に出回った可能性があって、調べてみようかと・・・・。

※注:LPS-P2などの光害カットフィルタはIRカット特性を有するので、これを併用する段には、別に実害はありません。

★赤外線透過実験と言えばコレでしょう

ベタなやり方ですが、先日ASI1600MC-COOLの輝度分布特性を調査した際、ついでに、テレビのリモコンから出る赤外線信号が写るかどうか、実験してみました。

f0346040_03010771.jpg
うわっ!
むちゃくちゃ赤外線に感光してるじゃないですか!
ええと、分かりづらいかもしれませんが、これカメラに向けて手でリモコンを押している写真です。
・・・で、中央に帯状に写っている光と2個ある光点が赤外線信号による感光と思われます。

そもそも赤外線リモコンの信号がパルスになっていることと、露光を0.0017秒という短時間にしたため、ローリングシャッターが走っている状態を捉えたことになり、帯状の感光になっています。また、光点が2つあるのは、おそらくゴーストによるものでしょう。

という訳で、どうやらASI1600MC-COOLのフィルタは、十中八九間違いなくARフィルタであり、「赤外線写りまくり」と思われます。
もしも光害カットフィルタなしで風景などを撮影するなら、IRカットフィルタを買い増ししないとダメっぽいですね。


★メリットとしては

○満月期の流星撮影なども、赤フィルタをかませばいけるかもしれません。
○可視光カット+赤外線透過のフィルタをかませば、印象的な赤外線写真が撮影できるかもしれません。
○あえて赤外線をカットせずに星雲とか撮影したら、面白いことになる?

これらは、いずれ試してみましょうかねぇ♪

★おまけ
魔改造D40+R1フィルタによる、赤外線写真の作例を載せときます(過去の記事からの使い回しですが)
f0346040_03144249.jpg
f0346040_03151120.jpg
ちなみに、昼間の赤外線写真では、
 ①青空が真っ黒に写る
 ②葉っぱが真っ白に写る
 ③日陰のコントラストが強烈
などにより、印象的な描写となります。
ああ、高校生の頃はコダックの「ハイスピードインフラレッド」とかコニカの「赤外750」とかの赤外フィルムをニコンFG-20に詰めて風景を撮影してたっけなあ(・・・・・遠い目)。




by supernova1987a | 2016-10-06 07:36 | 機材 | Comments(6)

ASI1600MC-COOLの謎⑤


★ASI1600MC-COOLの謎、再燃

いやもうホント、けむけむさん はじめ 皆さんには「ごめんなさい」としか言いようが・・・・。

先日来、他のユーザーさんと協力して、色んな謎を解き明かしているのですが、そのなかで「解決済み」扱いした課題がありました。
「HighSpeedMode」の『謎』、です。
一応、マニュアルや本家のサイトなどを色々と調べてみて

「HighSpeedMode」は、高速データ転送を優先するために、ADCを12ビットから10ビットに落として撮影するモードである

と結論づけたのですが、なんとなく、
「え~?・・・ホントに階調が1/4にまで落ちているかぁ?」
という疑念があって・・・・こりゃ、早く真面目にテストしてみないと、けむけむさんの「力作マニュアル」に汚点を残すことになるではないか!
・・・というわけで、早速やってみた。


★同等の条件でサクッと比較するための簡易テスト

いつまで待っても晴れそうにないので、もう、室内撮影でデータ取ることにしました。
f0346040_00303813.jpg
ASI1600MC-COOLにニコンGレンズ→マイクロフォーサーズ変換アダプタを通して、マイクロニッコール60mmを装着。
モニタにグラデーションを表示して、これを撮像するという作戦。これなら、すぐにパラメータを変えられます。

なお、変なノイズの影響を極力排除するため、冷却+短時間露光の組み合わせで行きます。

<撮像データ>
Debayer Preview=Off
Output Format=Fits files (*.fits)
Binning=1
Capture Area=4656x3520
Colour Space=RAW16
Hardware Binning=Off
High Speed Mode= <ON /OFF> ←ここだけを変えて『対照実験』してみます
Turbo USB=80
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=400
Exposure=0.0017
Timestamp Frames=Off
White Bal (B)=50 ← RGBの強度を補正せず、素のデータを取ります
White Bal (R)=50 ← RGBの強度を補正せず、素のデータを取ります
Brightness=1
Gamma=81
Temperature=-9.8
Target Temperature=-10
Cooler=On

<データ解析>
Delphiでコーディングした自前のFITS分析(というほどでもないけど)プログラムを使います。
もちろん「エンディアン」「FITSの規定」「補数表現」の三大モンスター(バグ)は退治済みです。

★輝度分布グラフの比較
<HighSpeedMode:OFF>
f0346040_01255409.jpg
すごい!前回出ていた『変な群』がほとんどない!!さすが冷却+短時間露光
カラーバランスの補正も切ったことになるので、RとBはほぼ一致。Gが高いのは想定内(画素数が他の色の2倍あるのでカウント数も2倍あって当たり前)。
さて、「ON」にすると・・・・

<HighSpeedMode:ON>
f0346040_01262366.jpg
なぬ?
あれれ?????
ほとんど何も変わらない!!

いや、あの・・・そんなハズは・・・・。
よし、生き残っているデータのビット数を推定するため、有効な階調数を解析してみる!

★輝度分布を超拡大してみる
先ほどの輝度分布データを超拡大して、輝度データの隙間がどう変わっているか見てみます
f0346040_01462853.jpg
うぐぅ・・・
こ、これは、『全く同じ』と言って良いのでは・・・・。
まるで同じ輝度値のところにカウントが来ています。

えーい。
ではでは、相関関係はどうなのだ?!


★輝度値とデータ間隔の相関比較

<HighSpeedMode:OFF>
f0346040_02035620.jpg
ああ、やっぱりノイズが少ないと、美しい相関が現れますね。恐らくはトーンのガンマ通りかと。

<HighSpeedMode:ON>
f0346040_02053007.jpg
げげっ・・・。

ま、全くもって同じ・・・です。
そ、・・・そんなハズは・・・・。
え・・と、ちょっと待って!

・・・ヒットしたピクセルがゼロのデータを削除して、残った輝度数を数えてみるのだっ!!

<HighSpeedMode:OFF>

データ数:4096個
 = 12ビット理論値ピッタリ

<HighSpeedMode:ON>

データ数:・・・4096個(えっ?)
 = 12ビット理論値ピッタリ(ええ~!)


・・・・ということは・・・・


★前言撤回(涙)
今回の検証実験の結果

16ビットFITSに出力する場合において、
HighSpeedModeパラメータはONでもOFFでも
『全く』差がないらしい

ことが検証・・・・されちゃいました。


ううう。じゃあ、・・・じゃあ、あの、マニュアルとかに書かれてた
「HighSpeedModeをONにするとADCは10ビットで駆動する」
とか
「スピードを優先しない場合は、OFFにすべし」
とか、の文言は一体なんだったんだ~???

ん?ひょっとして、これ、
8ビット出力の場合限定のお話だった、なんてオチじゃ・・・・・??

ともかく、皆様、お騒がせしてごめんなさい・・・でした。


★気を取り直して、別な『謎』に・・・・

次回は、『MMだけでなくMCも赤外線通すんじゃね?』疑惑、行ってみます。

★★★以下続きます★★★



by supernova1987a | 2016-10-05 05:36 | 天体写真 | Comments(2)

ASI1600MC-COOLの謎④

★ここまで長かったぁ

結局、「エンディアン形式」「FITSの書式」「補数表現」の3匹のモンスターと3週間ほど格闘していたことになりますが、おかげさまで、ようやくまともにASI1600MC-COOLのFITSファイルが読み出せるようになりました。
これで、いろんなパラメータを変えたときに、輝度分布がどうなっているのかとか、シグナルとノイズの見分け方はあるのかとか、色々遊べそうです。
ちなみに、RGBそれぞれの画像データを抜き取るルーチンも実装済みなので、その気になれば「自前RAW現像」できそうです。うひひ・・・・。


★おっと、その前に!!

色々と楽しむ前に、基本を固めておかないとダメでした。
ご承知のようにASI1600MC-COOLは、撮像したアナログデータを12ビットADCで量子化して、最終的に16ビットFITSを吐き出します。
ただし、格納できる輝度空間(明るさのレンジ・階調)が、(2^16)/(2^12)=16 となり 16ビットの16分の1しかありません。さてどのように記録されてるのでしょうか?
・・・・というわけで、やってみた♪


★G素子の輝度分布の「超」拡大

前回のトーンカーブを描いた元データからG1素子(GRBGグループに含まれる2個のGのうち片方)の輝度データを抜き出して、その一部を拡大表示させてみると
f0346040_22555668.jpg
はい。
こんな感じで輝度分布が『飛び飛び』になっているのが分かります。
理論的には、「16」離れた間隔でデータが散らばっていると想像できますが、本当にそうなのでしょうか?今度は少し別な角度から分析してみます。

★輝度間がどれだけ離れているか集計してみる

ヒットしたピクセル数がゼロの輝度値を削除して、「輝度間隔がいくらのデータが多いのか」「輝度と間隔との相関はあるのか」を視覚化してみます。
f0346040_00540946.jpg


※横軸は輝度値、縦軸は輝度間隔を示します。
たとえば、300という値の次が320ならば、間隔は20となりますので、座標(320,20)に1つ点が打たれます。
数値軸は、より広範囲について相関が見やすいように、両対数グラフにしてあります。

これを見ると、輝度が高くなればなるほど、間隔が狭くなっていることが分かります。高輝度データがサチったりトーンジャンプしないように、ガンマ値を調整したと考えればつじつまが合いますね。

ところが、「きれいな相関を示す群」(オレンジ囲い)の上下には「奇妙な分布を示す群」(ブルー囲い)が見られます。これは一体何なんでしょう??

別に根拠があるわけではありませんが、たいていこういったイレギュラーな分布を示すデータは『個人的に』ゴミデータだと思いたいのが心情。その正体がショットノイズなのか、ダークノイズなのか、はたまたリードノイズなのかは分かりませんが、12ビットADCからは『出るはずのない』値が吐き出されているのは間違いありませんねぇ。


★もっと細かく見てみます

実際に、等間隔であるべき狭い領域に、不自然に割り込んできたデータの実例をお見せします。
f0346040_23243887.jpg
表の黄色セルは、他の白いセルに1万個前後のピクセルがヒットしているというのに、たった1~2個のピクセルしか該当していません。どうも胡散臭いですね。右の方対数グラフでも、ほぼ等間隔に並んでいる上の群と異なり、下の群は異質です。
そういえば、前回のブログでお見せした輝度分布図の中に現れてきていた、「変なところにあるデータ」↓と同一なのではないかと推測。
f0346040_00493860.jpg

★あらたな謎も・・・・

もっと比較データを取らないと、はっきりしたことは言えませんが、今のところ暫定的結論として

<ASI1600MC-COOLのADCを12ビット駆動して16ビットFITS出力すると>

 ①16ビットの輝度空間に12ビット分の輝度データが分散配置される。
 ②分散配置される感覚は一定ではなく、輝度値と相関関係がある(ガンマ値次第?)
 ③想定される輝度値と異なる数値を示すピクセルが混じっている(ノイズの影響?)



★ではノイズが出そうにもない条件ならどうだ?

ASI1600MC-COOLは元々ノイズが少ないので、冷却した上に超短時間露光ならノイズの影響はほとんど受けないと思われます。

・・・・で、やってみた。
f0346040_00303813.jpg
ディスプレイに映し出したグラデーションをASI1600MC-COOLで撮影して分析する・・・という・・・。

★★★以下続きます★★★


by supernova1987a | 2016-10-04 07:18 | 天体写真 | Comments(2)

ASI1600MC-COOLの謎③

★最新のDelphiでは

以前使っていたDelphiから10年以上が経過していますので当然進化しているのですが、細かいことでちょっと感動したのが、エディタのブロック強調表示機能。
昔、印刷したソースコードを読む時に、どこからどこまでが1ブロックなのかを見やすくするため、よく手書きで線を入れていましたが、最近のエディタは賢いのですね。なんと、勝手にブロックを認識して線を引いてくれるとは!
f0346040_04420549.jpg
近年プログラミングから完全に遠ざかっていたので、びっくり。これだけでもバグが減りますね。「Delphiリハビリ」中の身としてはありがたい♪



★読み取り段階で致命的ミス

前回、まさかのBigEndianで記録されていることが発覚したASI1600MC-COOLのFITSデータですが、よく見ると輝度分布が変なことに気づきました。
ベイヤーFITSから、RGBそれぞれの素子についての輝度データを分離して読み出すところまでは成功したのですが、幅広く分布を見るために対数表示させてみると
f0346040_04495629.jpg
ぎゃー!
これ、絶対にバグってますよね。ちょうど3万2千あたりでどの色も不連続になっているのが分かります。
あ〜あ。完全に「見切った」と思っていたんですが、甘かったようです。

グラフをよく見ると、左半分のトーンカーブがちょうど左右逆転してるような印象。
ベイヤー画像を表示させると所々諧調が反転してるように見える現象が起こっていたのは、これが原因のようです。



★そもそも符号付き16ビット整数とは・・・・

よくよく調べてみると、そもそも符号付き16ビット整数の値は、そのままの値ではなく2の補数表現で記録されていることが判明(汗)。・・・これはもう、「FITSがどうのこうの」という以前の根本的な勘違いでした。
まず正の数、これは普通に記録されているだけです。
ところが、負の数は、次のような手順で記録されていることが分かりました。

 ①絶対値をとる
 ②絶対値を普通に2進数で表す
 ③最上位ビットに0を記録する
 ④全ビットの数値を反転(0は1に、1は0に)させる
 ⑤1を加算する

したがって、ASI1600MC-COOLが出力した値から32768を引いた数値はそのまま記録されるのでなく、さらに補数表現に変換されているというわけです。
たとえば、13298という輝度データは、BZEROシフトで-19380と変換された後、さらに補数表現変換して46156と記録されているのです。

こ、こんなん思いつかんわ~!!(泣)



★というわけで、読み込みのロジック考え直し

というわけで、今度こそ正しい値を読めるようにロジックを考え直します。
変な汗をかきながら(笑)すっかりアホになっている頭で計算した結論だけを書くと、

<前回までに考案した『誤り』ロジック>
最上位ビットが1なら上位バイトから128を減じたのち符号反転
下位バイトについても符号反転

<今回修正した新ロジック>
上位バイトについて、最上位ビットが1なら256を減じるのみ
下位バイトはそのまま

たった、これだけで復元できることが分かりました。
興味のある人はあんまり居ないかもしれませんが、前回「大ウソ」を書いちゃったので、流れを載せておきます。
f0346040_20213600.jpg


★今度こそ!!

早速、読み込みプログラムに上記のロジックを実装して走らせてみます。
f0346040_20223896.jpg
f0346040_20225600.jpg

おお、ブラボー!!
見事につながった♪


たぶん、これで大丈夫でしょう。ベイヤー表示もウソのようにきれいになりました。




★ASI1600MC-COOLの新たな謎

さて、12ビットでADCを駆動したASI1600MC-COOLはデータを吐き出すときに16ビットに変換しているのですが、いったいどのように変換しているのでしょう?

 ○4ビット分は空データ?
 ○16ビットの空間に「散らす」?
 ○それとも何らかの形で「補完」してる?
 ○色チャンネルによって差はある?


こればかりは、ステライメージでトーンカーブ見て(グラフが荒すぎて)分かりません。

・・・で、1ステップごとに輝度分布が見れるようなコードを書いて、RGB各色ごとに解析してみた!

★★★以下続きます★★★


by supernova1987a | 2016-10-03 20:34 | 天体写真 | Comments(4)

ASI1600MC-COOLの謎②

前回の続きです

★ASI1600MC-COOLの『謎』とは

謎①:ASI1600MC-COOLはどのようにデータを書き込んでいるのか? → ほぼ解決♪
謎②:撮影時のパラメータ「HighSpeedMode」の正体は?
謎③:ハードウエアビニングできるのは本当か?
謎④:MMだけではなくMCも赤外線を透過している疑惑

<お約束>
以下の考察は、あぷらなーとの独断によるものです。あんまり参考にしちゃダメです。

★謎②:HighSpeedModeの正体
SharpCapでASI1600MC-COOLを駆動しているとき、意味深な「HighSpeedMode]というフラグがあって、デフォルトではONになってはいるものの「気色悪」かったのですが、どうやら、この設定の「意図」が見えてきました。


販売店からも長らくリンクが張られてないので、つい最近まで知らなかったのですが、ASI1600MC-COOLのマニュアルがZWO本家にアップされていました。(にゃあさん に 先越されちゃいましたが)念のため、こちらです↓


結論として

HighSpeedModeは、転送速度をアップさせるために通常12bit変換するADCを10bitで作動させるモード

なのだそうで、

「画質は落ちるがコマ数が稼げる」

とのこと。完全に月惑星の撮影用ですね。マニュアルにも

「星雲星団の撮影に用いないでね。」(意訳)

と明記されていました。もう!それならデフォルトをOFFにしておいてよ!!
・・・という訳で、お悩みの皆さん、ご納得いただけたでしょうか?

とは言うものの、ちと釈然としないことがあって、さらに色々調べてます。(素のデータを叩いていると、なんか色々と不気味なものが見えてきちゃって色々と考えてしまいます・・・。ガンマ値を1にして撮像すれば、リードノイズとシグナルを弁別できそうな気がする・・・とかの『怪しげ』な妄想。)

※10/7追記※
詳しく検証した結果、Highspeedmode:Onでも12bit駆動していることが分かりました


★謎③:ハードビニングの正体

先日来、冷却CCDと異なり冷却CMOSカメラでは原理的にハードウェアビニングは出来ないのではないかと勘ぐっていたのですが、実際には撮像時にビニング設定があって、謎でした。しかも、通常カラーカメラで2×2ビニングをすれば画素混合されることになり、完全なモノクロ画像になるはずが、なぜかカラーで出力されるという摩訶不思議な現象・・・・。

けむけむさんの検証実験でも、「後からソフトウェアビニングしたのと変わらない気がする」との結果が得られていて、もやもやしていたのですが、本家サイトで有益そうな情報が拾えました。「中の人」らしき人物の発言によれば、

「ハードウェアビニングと呼んでいるけど、実はカメラの中でソフトウェアビニングしてるだけだよ。ちなみに、ビニングを実行するときは、速度を上げるためにADCを12bitから10bitに強制切り替えしてるので、月や惑星専用に使い、星雲星団撮影には使わないでね。」(意訳)

とのこと。ああ、だから2×2ビニングしても画素混合されずにカラーのまま出力されていたのかぁ。『本物の』ビニングができるCCDと異なり、どうもSN比が上がらないような気がしたのも、AD変換時に階調が1/4に減ってるからですね。ビニングして4画素加算でレンジを4倍に増やしても大元が1/4なので相殺・・・・と。
・・・だったら最初から「ハードビニング風機能」とか言って欲しかった・・・・。

★謎④:「MCだって赤外線を透過してるんじゃ?」疑惑
最近色々情報交換させてもらっているASI1600ユーザーの皆さんから、「不思議なコメント」をいただき首を傾げていたことがあります。
それは、ズバリ

「ASI1600MC-COOLは赤外線を透過しているのではないか?」という疑惑です。

皆さん、ごめんなさい。つい先日まで、あぷらなーとは全否定してました。
・・・・だって・・・販売店のサイトとかカタログとかには、こんなこと↓書いてたんですよぉ。

ASI1600MMはモノクロでARフィルタ装備。よって赤外線透しちゃいますので適宜赤外カットフィルタを入れてね。」(意訳)

ASI1600MCの方は、カラーで『IR』フィルタを装備してるので、赤外線は透しません。分光特性グラフの長波長側のデータは無視してね。」(意訳)


ところが、

本家のサイトのQ&Aに「中の人」らしき人物がこんな事を暴露してた。
(ひょっとして販売店さんも知らない情報??)

「えーと・・・当初、MCの方はIRフィルタ付けて売るつもりだったんだけど、発売の最終段階でARフィルタに変えちゃった。なので、実際は赤外線を透しちゃうから赤外カットフィルタを追加しないと普通の写真は撮れないよ~。」(超意訳)

げげっ!!
そ、それ、ほんまですか?!

ていうか、「最終段階」っていつのことなの?
Rev2のこと?それともRev1を量産した段階ですでに??

LPS-P2とかの光害カットフィルタは赤外カット特性を持ってるので、天体写真を撮る段には実害はないけど、そ、それ早く言ってよね~。
暗い所だと普通に写るのにピーカンの昼風景がハチャメチャな写りだったので(ちょっぴり)怪しいとは思ってたけど、まさかカタログスペック自体が嘘だったとは・・・。・・・・・悪夢だ。

しかしよく考えると
これ、無改造で『冷却赤外カラーカメラ』になるってことですよね?
あぷらなーと個人にとっては無茶苦茶魅力的です。早速、やりたいこと(満月時の流星撮影とか・赤外カラーの風景写真とか)が増えました。夢がふくらみますねぇ。(例のコメントが事実だったとすれば・・・ですが。)

※10/10追記 確かに赤外線に感光する事を確かめました




★「開発ごっこ」の方は・・・
ついに素のRAWデータを上手く読めたと思ったら、RGB各8bitに圧縮しようとしたら表示が変になっちゃった。
という訳で、徐々に色んなものをテスト実装しつつ、迷走してます♪
ま、こんなのがパズル解いてるみたいで楽しいのですが・・・・。

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★★★以下、「進展」したら更新予定♪★★★



by supernova1987a | 2016-09-27 07:31 | 機材 | Comments(10)


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