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あぷらなーとの写真ブログ
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『リバースパレット』の早見図公開

★念願のナローバンドによる「鮮やかなバラ」

色々と試行錯誤しましたが、ようやく鮮やかな発色のバラ星雲を三波長ナローバンドで撮影することができました。




そこで、今後のために「一目でやりたいことが分かる」ような早見図を作ってみました。

f0346040_15483462.jpg
S:SⅡ A:Hα O:OⅢ の各波長による撮影データを
 ☆通常のパレットではR/G/Bのいずれに割り振ったか
 ☆新たに考案した『リバースパレット』ではC/M/Yのいずれに割り振ったか
が一目で分かってとても便利♪

これで今後カラー合成処理のプロセスに失敗して時間を食うことも少なくなるかな??

まあ、実際は

色ベクトルが(100,0,0)のRに充てる予定のHαにCを充てたとすると、その色ベクトルは(0,100,100)
色ベクトルが(0,100,0)のGに充てる予定のOⅢにMを充てたとすると、その色ベクトルは(100,0,100)
よって、HαとOⅢが重なった領域は従来のパレットなら(100,100,0)で黄色になるけど
リバースパレットなら(100,100,200)となって、
ここから邪魔な背景となる(100,100,100)を減算すると(0,0,100)
・・・むう・・・これは青だな。

などと『暗算』可能なのですが、めんどくさいので・・・。


★前回のエントリーで

大昔(天文少年だった頃)の作品を載せたところ色々とコメントいただきビックリ。
それでも、今回のバラ星雲の撮影(30年ぶり)は興奮しました。
だって・・・・(高校生でコレかよ?などとお世辞を頂きましたが)バラ星雲って難敵ですもん。

ちなみに前回(30年前)に同じ場所で撮影したバラ星雲がこちら
f0346040_16064340.jpg
 ※ファミスコ60S(BORGの祖先)60mm FL400mm + コニカGX3200ネガ +ニコンFG20
 ※ミザールAR-1赤道儀+MMD-QZ+GT-68+K-12mmで半自動ガイド(目視でガイド補正)露光(たぶん)5分か10分

当時の天文少年にとっては、市街地からこれくらい写せれば御の字ですよ。

それが、今回の撮影では

f0346040_23365959.jpg
こんなんになっちゃうんだもんなー。

ま、30年間の撮影環境の進化恐るべし、ということで・・・。

大昔天文少年だったオジサマ方が、かつての夢を求めて天文界に復帰してるケースもあると聞きますが、たしかになあ・・・・。

しかし、最近の天文少年って幸せなのかどうかは微妙ですね。
だって、上のバラ星雲くらいなら「工夫と体力でやっつけてやるぜ」って思うでしょうが、下のバラ星雲みたいにオッサンが物量作戦で撮った画像見ちゃうとねぇ。

昔なら、数万円の赤道儀+1軸モータードライブに1~2万円程度のガイドスコープを載せて、ファミスコ60S(当時バーゲンセールでたったの3000円ですよ!)で直焦点撮影すれば総額10万円以内には納まるので、小遣いでもなんとかなりますが、現代だと、パソコン代やらソフト代やらが重い上に、やれオートガイドだ、自動導入だ、ナローバンドだ、冷却CMOSだ・・・ではとても無理です。
たぶん、少しずつ増強していって機材がそろった時にはオッサンになってます。

ここら辺、なんとかならんかなぁ・・・。

・・・等と言いつつ、『変態あぷらなーと』自身は、BORG89ED×2本、ビームスプリッタ×2機、冷却CMOSカメラ×4機で構成される『足のついたジオング』=『フルアーマーBORG・完全体』の出撃準備に取りかかってる訳ですが(笑)。


★ノスタルジーついでに・・・

昨日出てきた写真とともに、こんな写真も発掘されました。
f0346040_16445532.jpg
当時、高校の地学教室の奥からボロボロの16cmパラボラ鏡が発掘されて、天文少年の強い味方『御三家』さんに頼んで再メッキやら斜鏡等のパーツやらを頼んで格安で自作したドブソニアン望遠鏡です。他にも、プラネタリウムを自作して上演したり、でっかい八木アンテナを屋上に立ててFM電波で流星のエコー観測したり、・・・とにかく楽しかったなあ・・・・。


by supernova1987a | 2018-01-22 23:17 | 天体写真 | Comments(0)

ナローバンド撮影の『裏パレット』

★お待たせしました♪

先日より試しているナローバンド撮影における三波長合成カラー化の『見慣れないカラーバリエーション』ですが、
一通り確認作業が済んだので、いよいよ種明かしです。

f0346040_06360697.jpg
はい。
従来のHα・SⅡ・OⅢナローをカラー化するためのカラーバリエーションには、上記のような色具合のパレットは存在しません。



★・・・と、その前におさらい♪

ご承知のように光の三原色はRGB(赤緑青)の3色です。
その3色を組み合わせることで、理論上は(人間が知覚する)全ての色が表現できます。

たとえば・・・
f0346040_21285502.jpg
こんなふうに写った3つの画像を(色つきで)加算コンポジットすると

f0346040_21293589.jpg
このように様々な色が表現されます。

 R+G→Y(イエロー)
 R+B→M(マゼンタ)
 G+B→C(シアン)
 R+G+B→W(ホワイト)

となる訳ですね。
一般的なカラーデジカメがRGBの三種類の画素を搭載しているのも、上記の理由です。



★たとえばバラ星雲のSAO合成は・・・

先日『フルアーマーBORG』で撮影したバラ星雲の場合だと

f0346040_21344246.jpg
    ※左から SⅡナロー Hαナロー OⅢナロー の各モノクロ画像

こんな感じの元画像を、それぞれR・G・Bに割り振って

f0346040_21360357.jpg
こんな感じで色を付けたものを加算コンポジットすると

f0346040_21365759.jpg
こんな画像に仕上がります。
これがいわゆるSAOパレットです。

S(SⅡナロー)とA(Hαナロー)とO(OⅢナロー)をR/G/Bのどの色に割り振るかによって、色んなカラーバリエーションができます。
そしてその総数は、3の階乗=6パターンが考えられますね。

f0346040_21432591.jpg
 ※上段左から SAO OSA ASO
 ※下段左から OAS SOA AOS
  

★でも、実は他に方法があるんじゃ・・・?

今回あぷらなーとが撮影した条件が、たまたまそうなのかも知れませんが、どうもバラ星雲のナローバンド画像が発色に乏しいというか色がくすんだような印象を受けました。(完全に好みの問題ですよー。)

よくよく画像を見ていると、RGBの原色に表現されている部分が少なくて、それぞれの補色であるCMY(シアン・マゼンタ・イエロー)の領域が広いんですね。これは、元画像を見れば分かるように、ナローバンドの各領域が重なっている部分が多くて、当然その部分は原色の補色に演算されてしまうので当然と言えば当然です。

では、どうする・・・・?

これは捉え方の問題ですが、
  R+BがMだという解釈もできれば
  M+YがRだという解釈もできます
(厳密には、CMY合成が有効なのはプリンタインクや絵の具などのような減色混合の場合だけですが、コンピュータで演算する分には、別に問題はありません)

たとえば

f0346040_21533873.jpg
こんなふうに写った3つの画像を(色つきで)加算コンポジットすると

f0346040_21542141.jpg
こんな風に、CMYの間にRGBが生成されます。
(本来のCMYなら黒になるはずの部分が白になっているのは、減色合成せずに、あえて加色合成したからです)

これをナローバンド撮影に応用すると
f0346040_21344246.jpg
    ※左から SⅡナロー Hαナロー OⅢナロー の各モノクロ画像

こんな感じの元画像を、それぞれC・M・Yに割り振って
f0346040_21583667.jpg
これを合成すれば

f0346040_21594638.jpg
こんな画像が出来上がります。

HαのマゼンタとOⅢのイエローが重なった結果、鮮やかな赤が生成され、HαのマゼンタとSⅡのシアンが重なった結果、鮮やかな青が生成されました。


★というわけで『種明かし』は・・・

S・A・O 三波長で撮影したデータをカラー合成する際に、
 RGB合成せずに、CMY合成する
でしたー♪

その結果、あらたなカラーバリエーション6種類が手に入ったことになります。
f0346040_22334474.jpg
 ※上段左から SAOリバース OSAリバース ASOリバース
 ※下段左から OASリバース SOAリバース AOSリバース
  
従来のカラーパレットと区別するため、本ブログ中では便宜上「SAOリバース」などのように語尾に『リバース』を付けることにします♪

少々ケバケバしすぎるようにも見えますが、彩度を下げる処理は簡単(破綻しにくい)ので、ちょちょいのちょいです(笑)
では、すこし彩度を下げてバランスを取ってみましょう。

すると・・・・

ででん!!
f0346040_22290903.jpg
 ※上段左から SAOリバース OSAリバース ASOリバース
 ※下段左から OASリバース SOAリバース AOSリバース
いかがでしょう?
これなら、あまり違和感なく、新しいカラバリが楽しめそうですね♪


★あぷらなーとのお気に入りパレットは・・・

①『OSAリバースパレット』
f0346040_23362800.jpg
 いかにもナローバンドっぽい色のグラデーションが好き♪

②『SOAリバースパレット』
f0346040_23365959.jpg
 ウネウネが立体的に見えて好き♪

到底、天文雑誌のコンテストに出せるレベルではありませんが、
たった89mmの望遠鏡で迫力満点のバラ星雲が撮れる時点で(個人的には)笑いが止まりません。
3台目のASI1600MMと2台目のビームスプリッタも完成したことだし、ここからはバンバン『出撃』あるのみですかねー♪



★面倒くさそう・・・ですか?

さて、この処理(リバースパレット)は一見処理が面倒くさそうですが、ステライメージをお持ちでしたら、
「RGBカラ-合成」アイコンの横に「CMYカラー合成」のアイコンがあるので、それ押しちゃえば、RGB合成と同じ感覚で一発完了です。厳密には(演算ロジックに合点がいかない挙動があるので)もう少し検証が必要なのですが、早く「新しいパレット」遊んでみたいという方には、オススメですね♪



★昔取ったなんとやら・・・

今日、色々と捜し物をしていると、懐かしい写真が出てきました。
f0346040_22411391.jpg
約30年前(高校生の頃)地元の某プラネタリウム主催の天体写真展で念願の最優秀賞もらった時の作品ですね。
アルテア15(15cm・F10のカタディオプトリックカセグレン)+オルソ5mmアイピース。
これにR・G・Bの原色フィルタをかましてコダックTーMax400モノクロネガで3バンド撮影。
暗室にこもって各バンドの画像を手動でコンポジットして仕上げたモノクロ印画紙をフィルター付きの一眼レフで多重露光することでRGB合成。
ラボのオペレータにCMYの各露光データを直接指示してカラーバランスを調整。

複雑な処理過程を審査員にアピールするために、展示用の台紙まで自前で用意したんですから気合い入ってます。
提出前にインフルで高熱を発症してた中で書いたので、レタリングが下手くそなのは、ご愛敬(笑)。

ああ、若かったなあ・・・。



by supernova1987a | 2018-01-21 22:51 | 天体写真 | Comments(10)

鮮やかさ優先でバラ星雲を処理してみる

★種明かしは次回ということで・・・

前回のエントリーで、

従来のナローバンド3波長のカラー合成6パターン以外の可能性について言及しましたが、
さらに処理を進めたので、色々なカラーバリエーションをお見せします♪


★バラ星雲で『あの色合い』を出してみる

ナローバンドカラー合成の名手の方は大勢いらっしゃって名作が多数公開されているのですが、その中でもあぷらなーとが憧れていた『色合い』というものがあります。
それは、原色の発色が鮮やかで、それがグラデーションのように推移している『レインボー調』とでも言うべき風合いを実現されている作品です。

ただし、バラ星雲でその『色合い』って見かけませんよね。
恐らく、バラ星雲の場合Hα・SⅡ・OⅢの各領域が結構重なり合ってしまっていて色分離特性(相性)が悪いことが一因かと推測します。
(前回、『なんか補色っぽい』と表現したとおり、パッとしないんですよねぇ・・・)

ならば!
というわけで、前回の(従来のカラバリ6パターン以外の)処理をさらに進めてみました。

すると・・・


ででん!!
f0346040_06360029.jpg
どうでしょう?
けっこう『あのイメージ』に近い風合いのバラになったと思いませんか?
Hαが強い(と期待する)領域が鮮やかな緑で、SⅡが強い(と期待する)領域が鮮やかな赤に描写できました♪
・・・で、その間がグラデーション♪
おそらく、バラをSAO合成する方が目指してるのは実は『この色合い』ではないかと・・・・。

では、前回の画像(立体感優先処理)もきっちり仕上げてみます。

f0346040_06360697.jpg
はい。
前回目指した(意図した)色合いが出せました。
これはモクモクの部分を立体的に目立たせるという趣旨のカラバリですね♪


また、青いバラがお好きなら・・・
f0346040_06461259.jpg
こんなのもアリですかねぇ。

いずれにしても、これらの色合いは、メジャーな3色合成による6パターンのカラーバリエーション↓
f0346040_05471315.jpg
には一切含まれていないのが分かると思います。

あ、ちなみに、Hα・SⅡ・OⅢ以外の画像(LやRGBなど)は一切混ぜていません


★次回のエントリーで

バラ星雲のナローバンド撮影におけるこの手法の有効性について、説明を試みます♪

P.S.
別に、新しい手法を開発したわけではなくて、
Hα・SⅡ・OⅢのカラー合成のバリエーションは6パターンのみではなく
そもそも、12パターンあるよーってオチなので、あまり期待しないでくださいね♪


by supernova1987a | 2018-01-20 07:02 | 天体写真 | Comments(6)

立体感優先でバラ星雲を処理してみる

★人生初のSAOバラ星雲ゲット♪

先日の好天で、ようやく『フルアーマーBORG』で3波長ナローバンド一気撮り作戦は成功したわけですが・・・・


ナローバンド初心者なりに、ナローバンドで撮影した画像の処理方法が少しだけ分かってきました。


★お楽しみはここから!

さて、ナローバンド撮影の面白さは、疑似カラー化する際の方向性が色々楽しめることですよねぇ。

ええと、3バンド全てを使ってカラー合成するとなると・・・
R・G・Bの各チャンネルに、それぞれHα・SⅡ・OⅢのいずれかを充てるわけですから
バリエーションは3の階乗=3×2=6パターンあるわけですね。

いやー、こりゃ面白そうだー。
以前から憧れてたこの『遊び』、早速やってみましょう。
f0346040_05471315.jpg
 ※上段:左から順に、SAO AOS SOA
 ※下段:左から順に、OAS ASO OSA

SAOで1つ仕上げておいてそれをRGB三色分解処理して保存しておけば、定番の6パターンの合成は楽ちんですね。
(もしくはフォトショでカラースワップしても良いですね)


★でも本当にバリエーションはこれだけ??

いずれも、いかにも『ナローバンドだー』という感じで、とても刺激的な色合いなのですが、個人的に「なんか違うかも」などと感じるのも事実でして・・・・。
この『違和感』がどこにあるのかとよくよく画像を見てみると、
強い色が原色というよりも『補色っぽい』んですよねー。
うまく表現できませんが、なんか『ポジっぽい』というよりもむしろ『ネガっぽい色づかい』というか・・・。
無論、本来近接しているHαとSⅡを2原色にむりやり引き離したのですから、補色っぽい色(マゼンタやシアン)が生じるのも当然ですが。

たぶん、赤成分が強いバラ星雲の場合、自然な発色なるのは、SⅡを捨ててHαとOⅢのみで合成するAOOなのでしょうね。
やってみると、こんな感じです。
f0346040_06270103.jpg
うん。こっちの方が自然だなぁ。
でもなんか足りない気も・・・・。
もう少しパンチが欲しいかも(笑)

では、
「AOOとかの2波長合成ではなく、他に(3波長全てを使って)面白そうな合成法はないのかなー」
と考えていたら、ふと閃きました♪

さっそく、やってみます。
すると・・・・

ででん!
f0346040_06054875.jpg
おお、面白れぇー!
こんな薔薇は見たことがないぞ?

なんか散光星雲のはずが分子雲に化けちゃったみたいにも見えますが、
これ、意外に良いかも。
とにかく、ものすごいモクモク感と奥行きが感じられて、新鮮♪

f0346040_06114995.jpg
拡大してみると、とても面白いですねぇ。

★ここでクイズです。
さて、みなさん。
この『不思議な色具合』
Hα・SⅡ・OⅢをどのようにカラー合成したのか、お分かりになりますか??



by supernova1987a | 2018-01-18 06:36 | 天体写真 | Comments(8)

『フルアーマーBORG』で薔薇を撃つ

★珍しく、条件が揃いました!

ここのところ、なかなか「お休み」+「月が無い」+「晴れ」の三拍子が揃わなかったのですが、ついに条件が揃いました。
これはもう、千載一遇のチャンス♪
冬の寒波の襲来でめちゃくちゃ寒いですが、『フルアーマーBORG』ニワトリ出撃決定です。

実は、大晦日に「ファーストライトで『年越し薔薇』だっ」と意気込んだのは良いものの、月が明るいし、自作レデューサの選定間違えて『日の丸ゴースト』が出るし、USBメモリからのデータ移送にミスって120コマも画像が消失するし・・・・で、人生初の「SAO作戦」は玉砕しました。



★今回の改善策は・・・

今回は『フルアーマーBORG』のセカンドライト。・・・前回の失敗を取り戻すべく、薔薇リベンジのみの一点突破を狙います。
前回の教訓を元に
 ①ASI1600MCの前に装着したレデューサ代わりのクローズアップレンズは「ノーマル」ではなく「Pro1-D」仕様の物に換装
 ②明るい内にファインダーなどの調整は済ましておく
 ③突然SSDが昇天して何もかも飛んでしまったDELLのノートPCを修理する。
 ④撮像中に始まるWindowsアップデート関連を回避するため、撮影の半日前から全てのPCを起動させておく
 ⑤フラットは撮影後の日中に撮るので望遠鏡にカメラは付けたまま撤収
 ⑥ヒューマンエラーが出やすい『クールファイル補正法』は手作業ではなく、ぴんたんさんが実装してくれたFlatAideProのバッチ演算を使う
 ⑦露取りヒーター6機はAC電源からUSB充電器を通じて安定稼働させる
 ⑧画像処理は、撮影後、ちゃんと寝てから取りかかる
以上の改善を盛り込み、頑張ってみます。



★いざ出撃! 
f0346040_00492111.jpg
BORG89EDをツインに仕立て、その内の1本にはビームスプリッタを介してASI1600MM-COOLを2台装着。
この2台のカメラでHαとSⅡを同時露光します。
もう1本のBORGに直付けでASI1600MC-COOLを装着。
こちらは、主にG素を利用してOⅢを露光します。

これで、2時間ほどバラ星雲を撮影し、Hα+SⅡ+OⅢを一気に同時露光してしまうという作戦です。
事前テストで、(接眼部の大幅強化はしたものの)鏡筒とマウント関連のタワミが取り切れて無く、2本の鏡筒が別方向にズレていくことが分かっていたので、オートガイドは無駄と判断。ノータッチガイドで、短時間露光+多数枚コンポジットで攻めます。


★かくして撮影した画像は・・・

 Hαライトフレーム:ゲイン400+30秒露光×240コマ
 SⅡライトフレーム:ゲイン400+30秒露光×236コマ
 OⅢライトフレーム:ゲイン400+30秒露光×240コマ
 バイアス補正のためのフラットダーク:各カメラにつき360コマ
 フラット補正のためのフラットフレーム:各カメラにつき360コマ
 バイアス&ダーク補正のためのダークフレーム:各カメラにつき360コマ

・・・しめて3956コマの画像を撮影しました。



★SAOの薔薇ゲットなるか?

なにしろ人生初の三波長ナローバンド撮影ですから、完全に未知の領域なのですが、ともかく四苦八苦しながら画像処理を進めました。

すると・・・

ででん!!
f0346040_01060828.jpg
おお、とっても良い感じです♪
ついに、「フルアーマーBORG」作戦、成功です。

それにしても・・・・
たかが30秒露光のノータッチガイド画像を寄せ集めただけなのに、
えらく細部が写ってます

上記画像のピクセル等倍だと・・・

f0346040_01095632.jpg
うへぇー。
これがナローバンドの威力かー。
まあ、前々から
「シーイングの悪い環境下では、ベイヤー処理によるボケを含まないASI1600MMの真の解像度が活きるのは、せいぜい焦点距離600mm前後ではないか?」
などと、邪推してたんですが、BORG89EDがまさにこの焦点レンジ。
「ノイズを目立たなくするためにソフトウェアビニングしちゃうと解像度が下がってもったいない」
と感じたのは、初めての経験です。

まだまだ改善の余地はありますが、
とりあえず
2本のBORG89EDと1個のビームスプリッタを用いて、SAOナローを一気撮りしてしまう無謀な試み
は成功しました。

めでたい♪

おや?
いつの間にか、ビームスプリッタが2個に増殖してるぞ?
あれれ?
いつの間にか、ASI1600MM-COOLの3機目の入荷メールも来てるぞ?

ええと・・・
もう少しだけ『フルアーマーBORG』強化してみます。
ま、ジオングに足付けるようなものですが・・・(笑)

by supernova1987a | 2018-01-16 01:33 | 天体写真 | Comments(12)

クールピクセルにお悩みの方に朗報♪

★マイナーバージョンの違いにより差はあるものの

ASI1600MM-COOLは大変優秀な冷却CMOSカメラで、私などは2個も買っちゃったのですが、私の『1号機』の最大の弱点は、ウジャウジャ出てくるクールピクセルでした。

f0346040_11075769.jpg
大晦日に『年越し薔薇』したときの画像をダーク・フラット処理して、位置合わせ無しで119枚コンポジットした画像です。
こんな感じで黒点まみれになってるわけですね。さらに、これを位置合わせありでコンポジットすると、『縮緬ノイズ』(モヤモヤした黒い筋)が無数に生じて悲惨な像になります。


★『クールファイル補正法』考案♪

そこで、苦肉の策として編み出したのが『クールファイル補正法』でした。


これ、珍妙な処理過程なので「鼻で笑われるだけ」かなーと思っていたのですが、意外に反響が大きくって、色んな方が実際にテスト運用して成果を出されたようです。

ただ、結構複雑な行程を踏むので処理枚数が多いと難儀します。特に単純ミス(加算したっけ?減算したっけ?位置合わせしたっけ?処理後のファイルはどこ行った?)が出るのが怖いんですね。特に徹夜観測明けは危険です。

ところが!


★救世主ぴんたんさん降臨♪

昨日の拙ブログに「目を疑うような」コメントが・・・。
あの「FlatAide」の開発者ぴんたんさんから「お初コメント」をいただいたのですが、
その内容が・・・

ええっ!?

「FlatAide Proに『クールファイル補正』機能を実装した!」

ですと?!
しかも、バッチ処理一発で完了するという夢のような仕様
・・・で、本来はライセンスを購入しないと(処理画素数などに)制限がかかるPro板なのに、この機能はフリーで使えるという太っ腹仕様。


★早速試してみる♪
f0346040_11240827.jpg
FlatAide Proを立ち上げたら

プロセス → バッチ演算
と進み、「クールピクセル補正」にチェックを入れます。

元ファイル群を「ブラウズ」ボタンで読み込んで
処理後ファイルを吐き出すフォルダを「保存先フォルダ」で指定します。

・・・で、実行してみますと・・・・

1600万画素のFitsファイル119コマを全課程処理するのにわずか6分!
しかも、随時メモリも解放してくれているようで、最大でも8G弱しかメモリを食いません。

さて、上手く処理できているか見てみましょう♪

すると・・・

ででん!
f0346040_11294371.jpg
 左:ダークフラット補正のみでコンポジット
 中:あぷらなーとの『手動クールファイル補正』実施後コンポジット
 右:ぴんたんさんの『一発でクールピクセル補正』実施後コンポジット

すげえ!

いやはや、処理アイディアをあっという間に実装レベルまで持って行けるスキル、恐れ入りました。

黒点問題・縮緬ノイズ問題でお悩みの方、
あぷらなーとの『クールファイル補正法』が面倒くさくて悶絶中の方

FlatAidePro 必携ですぞ!


★★★補足★★★
自己解決したのですが、処理前のFITSファイルの拡張子は「fits」ではなくて「fts」に変換しておかないと上手く行かないようです。私の場合は、元ファイル群をコマンドプロンプトから「ren *.fits *.fts」実行で一括リネームしてから処理しました。FlatAide使いの皆さんには常識だったのかも知れませんが、私、初めて触ったもので・・・。
★★★追記です★★★
ぴんたんさんより、
「さきほど公開したver1.0.25では拡張子*.fitsでも問題はなくなった」
とのコメントをいただきました!!
・・・ぴんたんさん、仕事速すぎ♪


by supernova1987a | 2018-01-03 11:41 | 天体写真 | Comments(19)

『フルアーマーBORG』で「年越し薔薇」

★たしか以前バラ星雲を撮影したのは・・・

自称「天文ファン」のくせに、よくよく考えてみると、超メジャーな「バラ星雲」を撮影した記憶が一度しかありません
それも、高校生の頃にファミスコ60S+コニカGX3200を使って撮影したきりという・・・。

さて、
フルアーマーBORGの初陣が2回連続で空振りに終わったので、このままでは年が越せぬとばかり、大晦日の夜に「年越し蕎麦」ならぬ「年越し薔薇」を敢行。昼間から夕方に掛けては雨でしたが、23:00頃にようやく晴れ間が出てきました。

★今こそ出でよ!フルアーマーBORGっ!!
f0346040_11271508.jpg
f0346040_11285194.jpg
BORG89EDツインにビームスプリッタを装備して、ZWOの冷却CMOSカメラ・通称『赤缶』を3本も搭載。で、ノートPCも3台出動。
1台目PCで導入、2台目PCはASI1600MMーCOOLを2台トリガー、そして3台目PCでASI1600MC-COOLをトリガーする作戦。

さらに、先日組んだ秘密兵器『どこでもフラット』も投入します。レタリング用のLEDトレース台と譜面台を組み合わせたアヤしさ満点のアイテムです。こちらも実戦投入は今回が初。
f0346040_17471537.jpg
いえ、スカイフラットじゃないので、別に後から家の中でフラットを撮っても良いんですけど、カメラの傾きとかゴミの状態とかが変わるとイヤなので、現場でフラットも撮っちゃうことにしました。


★まん丸な月が邪魔するけれど・・・

うーん。最近満月期しか晴れないなぁ・・・・。
でも大丈夫、そんなこともあろうかと3台のASI1600にはナローバンドフィルタが装填されているのです!

結局、晴れ間を縫って撮影を敢行。いつ雲が通過するか分からなかったので、オートガイドは無し。
潔くノータッチガイドで乗り切ります。
さて、3台のカメラを駆使して撮影したデータは・・・

①ASI1600MM-COOL1号機(ビームスプリッタ併用)
 フィルタ:Hαナロー
 ゲイン:300
 冷却温度-15度
 ライトフレーム:30秒露光×478コマ
 フラットフレーム:360コマ
 フラットダーク:360コマ
 ダークフレーム:360コマ

②ASI1600MM-COOL2号機(ビームスプリッタ併用)
 フィルタ:SⅡナロー
 ゲイン:300
 冷却温度-15度
 ライトフレーム:30秒露光×480コマ
 フラットフレーム:360コマ
 フラットダーク:360コマ
 ダークフレーム:360コマ

②ASI1600MC-COOL(直付け)
 フィルタ:OⅢナロー
 ゲイン:300
 冷却温度-15度
 ライトフレーム:30秒露光×497コマ
 フラットフレーム:360コマ
 フラットダーク:360コマ
 ダークフレーム:360コマ

さて・・・・
収集した画像データ、実に4977コマ(約162GB)・・・これ処理しきれるんかなぁ・・・・。

ま、撮影は晴れた日にしかできないので、曇りの日にのんびり処理することにしますか。
うーむ。これは長く苦しめ楽しめそうだぞ♪


★とりあえず、Hαを処理してみる

なにはともあれ、ちゃんと写ってるのかどうかさえアヤシいので、Hαだけ処理してみることに。

撮って出しの1コマ画像は、がんばって炙り出してもこんな感じでした。

f0346040_11591591.jpg
うーむ。
写ってるなあ・・・写ってるけど厳しそう。ナローバンドとは言え、やっぱ満月期は無謀だったか?

だがしかし
今回はフラットも撮ってることですし、478コマという『数の暴力』で押し切ることにします。
そうそう、MM1号機はクールピクセルがウジャウジャ出るので、『クールファイル補正法』も投入します。

ステライメージ6.5・ステライメージ7・PSCC・シルキーピクス・NikCollectionをフル投入。
もう、気が遠くなるほどの画像処理を経て・・・

ついに・・・・


ででん!!

f0346040_13441724.jpg

おお!
高校生の頃に撮ったバラとはまるで別物(あたりまえか)

やっぱ、ナローバンドってすげえ!

P.S.
ここらへんで力尽きたので、SⅡとOⅢはまた次のお休みに処理します。
実は、OⅢの画像をちょっと見てみたら、何がいけなかったのか「画面中央に巨大な(バラ星雲くらいの大きさの)ゴースト状の光芒」がクッキリ出てて撃沈。・・・こりゃ難儀しそうです。)


by supernova1987a | 2018-01-01 12:16 | 天体写真 | Comments(7)

ASI1600MM-COOLの『のっぴきならぬ問題』④


★少し真面目に比較データを取ってみました

まずは、お断り

先日のエントリーで

ASI1600MM-COOL2号機の出力データを解析してみて、
 ①「L1L4素子」と「L2L3素子」との間には、出力輝度に差がある
 ②その違いは比感度(ゲインの違い)では無く、差分のようだ
 ③「L1L4素子」は「L2L3素子」よりも高めの数値が出ている
と書いたのですが、「ポカミス」が発覚しました。

元々、MM2号機はビームスプリッタの直交方向に装着していたので鏡像になっており、これを回避するために撮像時にフリップ(上下反転)出力をしていたのを忘れていました。
つまり、
 L1 L2
 L3 L4
のように想定した配置が、実際には
 L3 L4 
 L1 L2
のように転置されていたことになります。
したがって、上記の③は
 「L1L4素子」は「L2L3素子」よりも低めの数値が出ている
の誤りでした。

さて、これまでは(網目状ノイズが出るという)問題を想定していなかったため、「何気なく撮影した」データを無理矢理解析していたのですが、今回は少し真面目にデータを取ってみました。

<撮像データの概要>
[ZWO ASI1600MM-Cool]※2号機
Pan=0
Tilt=0
Output Format=Fits files (*.fits)
Binning=1
Capture Area=4656x3520
Colour Space=MONO16
Hardware Binning=Off
High Speed Mode=Off
Turbo USB=96(Auto)
Flip=None
Frame Rate Limit=Maximum
Gain=139
Exposure=0.014
Timestamp Frames=Off
Brightness=10
Gamma=50
Temperature=-14.6
Cooler Power=73
Target Temperature=-15
Cooler=On
Auto Exp Max Gain=300
Auto Exp Max Exp M S=30000
Auto Exp Target Brightness=100
Pattern Adjust=0
Apply Flat=None
Subtract Dark=None
Display Brightness=1
Display Contrast=1
Display Gamma=1

撮影対象は、トレース台を転用したなんちゃってフラット光源です。

撮影鏡筒は、BOERG89ED+ビームスプリッタ+自作レデューサで
フィルターは用いていません。
今回は、ショットノイズの影響を回避するために200枚コンポジットした画像を整数値変換して16bitFITSに書き戻し、Delphiで解析ごっこしてみました。


★2系統の素子間の輝度分布差異
f0346040_02074364.jpeg
モノクロ機であるASI1600MM-COOLですが、上記のように撮像素子を4つの群に分けて輝度分布を解析してみます。
その結果

f0346040_23405264.jpg
※緑のラインがL1+L4の輝度分布、青のラインがL2+L3の輝度分布です。
 横軸が出力輝度値で、縦軸がピクセル数です。
 横軸はリニアスケールで、縦軸はログスケールにしています。

今回は、ノンフィルターでフラット光源を撮影したので、輝度分布が見やすくなりました。

やはり、「比」ではなく「差」が出ているようですね。


★時間が取れないので・・・

本来、ここでコーディングし直してL1~K4の4ピクセルを1グループとして、「L1&L4の平均」と「L2&L3の平均」を各グループごとに調べて統計処理するべきなのですが、今あまり時間が取れないので、簡易的な『検証ごっこ』に切り替えます。

大まかな考え方は下記の通りです。

 ①任意の輝度を持つピクセル数をイベント数と解釈する
 ②隣接するセルの真の輝度値は等しいと仮定
 ③低輝度側からイベント数を積分する(いうなれば積分スペクトル)
 ④積分値が同じになった点は「頻度が等しい」と解釈する
 ⑤「頻度が等しい」=「本来の輝度値が等しい」と仮定する

ちなみにこの手法は(大昔に研究していた)高エネルギー宇宙線の縦方向発達の解析に用いられる「Equi intencity method (等頻度法)」からヒントを得ています。
当然、カメラの検証に用いる物ではありませんが、社会人になって一切の研究から手を引いたあぷらなーとは昔身につけた手法しか出てこないので、大目に見てやってください。(イーブンオッドコンポジットも宇宙線解析のイーブンオッド法からヒントを得てます)


★『等頻度法』による出力輝度差推定

先述の方針にしたがい、「解析ごっこ」した結果は次のようになりました。

同じ『ハズ』の輝度値が素子グループによりどう出力されてしまっているかの推定は・・・・

f0346040_00023434.jpg
 ※青ラインは「L1&L4」、赤いラインは「L2&L3」による出力輝度の推定を表します。
  横軸が積分イベント数、縦軸が推定される出力輝度値で、どちらもリニアスケールです。

むう・・・。
やはり、比では無く差が一定になっている様ですねぇ。

ちなみに「L1&L4」グループと「L2&L3」グループの出力輝度差は、758と推算されました。
要するに
「L1&L4」素子は「L2&L3」素子よりも758だけ出力値が低くなっちゃってる
というのが、今回の『解析ごっこ』の結論です。
ASI1600MM-COOLのADCは12bit出力で、出力値に16を掛けて(4bit分のスキマを入れることと同義)16bitデータを吐き出しますので、
約1.2%の出力誤差(というかズレ)が生じてるとも解釈できますね。


★『やっつけ補正』してみる

では、上記で推定した「758」を「L1&L4」グループの出力値に加算してやるとどうなるのかを見てみます。

すると・・・

ででん!
f0346040_00201486.jpg
 ※青ラインは「L1&L4」に758加算したもの、黄色いラインは素の「L2&L3」出力値です。

完全では無いものの、かなり差が埋められました♪


★以上の『解析ごっこ』から得た方針

ASI1600MM-COOL2号機の『網目状ノイズ』を軽減するには・・・
L1素子とL4素子の出力値に758を加算すれば良い。
という方向性が見えてきました。
(あくまで今回の撮影条件の場合です)

でもなー。モノクロ機はカラーベイヤー機と異なり、「チャンネルごとに別処理できるソフト」が無いからなあ・・・。
うーん。
やっぱ、自分でコード書くしか無いんだろうか・・・・・。
でも、FITSファイルの読み込みルーチンを考えるだけでも膨大な時間がかかっちゃったし、そもそも、ど素人が無理矢理コードを書いたので
読み込みだけで1ファイル30秒もかかっちゃうしなあ。これ、書き出しルーチンを実装するだけで力尽きそう。しかも激遅という・・・・(笑)。


★いや、ちょっと待て!!

「網目状ノイズ軽減のアイディア」として思いついた「第1案」は、
L1素子とL4素子に補正定数を加算する
というものでしたー。

いや、待てよ・・・・これって・・・・・・
もしかして・・・・・
なんか
『オフセット』の挙動っぽい気が・・・

さっそくやってみます。

冷却温度や光源や望遠鏡などの条件は全て同じにして
露光だけをゼロ(というか最小値)にして撮影してみます。
それを200コマコンポジットしてみると・・・

・・・出た!!
f0346040_01181838.jpg
あちゃー!
いわゆる『オフセットファイル』自体に網目状ノイズがバリバリ乗ってる!
犯人はこれかっ!

ここで得られた『オフセットファイル』をフリップして「ダークファイル」に見立て、先日の鉄塔写真に作用させてみます。

すると・・・・

ででん!
f0346040_02062448.jpg

 ※左:先日の『素』画像をコンポジット 右:今回作った『オフセット』を減算

おお!
あんなに『じゃじゃ馬』だった2号機の画像が、
まるで別物に!!

あ~あ。
もう、「灯台もと暗し」とはこのこと。
MM1号機が「ダークもフラットもオフセットも」不要なくらいに素直な画像を吐き出すものだから、完全に盲点でした。


★という訳で(前提的)結論

ASI1600MM-COOLのRev3機で乾燥剤入り口が銀色のタイプはオフセットを意識しなくてもセーフだけれど
乾燥剤入り口が黒色の個体の場合は、
露光や明るさに関わらず「必ず」オフセットを引くべし

ということですなー。

あ~あ疲れたー。
(けど安心した)

※まだ完全に問題が解消したわけでは無いですが、解決まで時間の問題という印象です。

by supernova1987a | 2017-12-25 01:32 | 機材 | Comments(12)

ASI1600MMの『のっぴきならぬ問題』③

★天気が悪いので・・・

今日は休日でしたが、1日中小雨が降る悪天候。
他にやることも無いので、先日来困っている問題を少し前進させることに。

f0346040_17315191.jpg
どちらもASI1600MM-COOL(Pro版では無くノーマル機)なんですが、ずいぶんと特性が違ってるようで・・・。

ただし、前回は個体差が出ることを全く想定していなかったので、真面目に比較できませんでした。
どうせなら、フィルタやケーブルやPCのポートも条件を揃えて、フラットな光源を撮影して比較したいところ。

と言うわけで・・・


★『秘密兵器』の投入

だいぶ前にポチった『秘密兵器』:LEDトレース台を投入することにします。

本来の用途とは異なりますが、A3サイズの格安フラット光源として転用できそうなので、確保していたアイテムです。

そして今回「ふと閃いて」10年近く長年愛用している「とある道具」に『重要任務』を与えてみることに。
それは・・・


ででん!
f0346040_17412793.jpg
ヤマハの譜面台です
そうそう、これを使うと・・・
f0346040_17432610.jpg
両手が空くので、部活指導でタクト振るときに便利なんだよねー
うんうん♪
・・・って・・・違う!
このブログはあくまで「科学系写真ブログ」。決して「音楽系ブログ」などではありません。

実は、このトレース台と譜面台という
「美術アイテム」と「音楽アイテム」を組み合わせると・・・・・

・・・ででん!
f0346040_17471537.jpg
新兵器、名付けて
『どこでもフラット台』
が完成♪
・・・色々と使い方間違ってますが(笑)


★検証ごっこのため「どこでもフラット台」投入

はじめにお断りしておきますが、譜面台自体はあくまで楽譜の閲覧を想定した構造なのでオーバーウエイトに弱く、下手すると転倒します。
よい子の皆さんは真似しちゃダメです(笑)。

f0346040_18140965.jpg
たかが89mm口径のBORGにA3サイズのフラット光源を持ち出す必要も無いのですが、「ツイン鏡筒のフラット一気撮り」とか「VMC260Lのフラット撮影」とかを想定した構成です。
架台に載せた鏡筒を少し下向きにして譜面台と直交を取れば、なかなか良い感じでフラット撮影できそう。
(・・・あ、実際の撮影では、暗幕で覆うなど一工夫が必要でしょうが)


★『のっぴきならぬ』は再現するか?

さて、今回はフラット撮影を兼ねての比較となりました。
とりあえず『現象』が再現されるか確認してみます。

ゲイン200+0.25秒露光でフラット光源を撮影した16bitFITS画像をそれぞれ100コマコンポジットして比較してみると・・・

f0346040_18204562.jpeg
 ※左:ASI1600MM-COOL1号機 右:ASI1600MM-COOL2号機

・・・うむ。やっぱり差が出ますねぇ。

要するに、
 1号機:クールピクセルがウジャウジャ でも 網目状ノイズは出ない
 2号機:クールピクセルはほとんど出ない でも 網目状ノイズまみれ
という真逆の特性。
こりゃ、全く別機種だと思って処理を考えないとダメみたい。


さてと、そろそろ真面目に『検証ごっこ』して下記の試行に入るとしますか。

A:クールピクセル軽減のためのアイディア
  思いついた5案のうち1案が成功して、2案は失敗。
  残る2案のうち1案は(今回の一件で)潰えたので、最後の1案を実験♪

B:網目状ノイズ軽減のためのアイディア
  思いついた案は3つ。
  1つずつ実験していきますね~♪

よし。
面白くなってきた♪
(いや、決して負け惜しみでは無くて・・・・)


★★★お約束★★★
一連の「検証ごっこ」は、あくまで『ごっこ』であって
その結果の正確性を保証するものではありません。


by supernova1987a | 2017-12-24 19:09 | 機材 | Comments(0)

ASI1600MMの『のっぴきならぬ問題』②

★全く予想外の展開を見せるASI1600MM『2号機』

『フルアーマーBORG』の主要装備として調達したモノクロ冷却CMOSカメラASI1600MM-COOLの2号機の調整のため試運転していた時、あぷらなーとに降りかかってきた『のっぴきならぬ問題』。青天の霹靂とはまさにこのこと(涙)。


全く想定外だったため、まともな検証はできませんが、ここで引き下がっては天リフさんも公認の『ど変態』の名が廃ります。
転んでもタダでは起きたと「思いたくない」のが信条の あぷらなーと ですから、ここは
「想定外に面白そうなネタを手中に収めた!」
と気分一新、楽しむことにいたしましょう♪
前回感じた『違和感』を視覚化するために、少しばかり『検証ごっこ』してみます。


★直感的に『なんか変』を視覚化する

前回感じたMM1号機とMM2号機との差異は、主として下記の3点でした。
 ①1号機に盛大に生じていたクールピクセルが2号機では姿を消した
 ②2号機には「なんか気色悪いノイズ」が出てる
 ③2号機はモノクロ機特有のシャープ感が無い
このうち、②を分かりやすくするために、前回の画像を強拡大してみます。

すると・・・
f0346040_01450505.jpeg
ダークもフラットも引いていない、素のRAW画像(16bitモノクロFITS)を100コマ加算平均コンポジットした画像の強拡大です。
見えますか?
モザイク状のノイズが・・・

ああ、なるほどね。
変だと思ってたんですよ。
最初に感じた『違和感』はモノクロ機なのにディスプレイに表示してみるとモアレが生じていたこと。
これって、絶対に周期的に明滅しているってことなんですよねぇ。
・・・そう。まるでカラー機のベイヤーデータのように・・・。

・・・となれば、すべき『検証ごっこ』は!


★出でよ、愛しのDelphiっ!!

ずいぶん前に「ASI1600MCの謎」シリーズを連載していた時に使ったPASCAL系プログラミング言語Delphiの出番が回ってきたようです。
え?他にも完成された解析ツールは沢山あるですって?
いやいや、今回やりたいのは、モノクロ機であるASI1600MMのFITSファイルを「まるでベイヤー機のように」解析することなんですよー。
だって、上記の画像を見て明らかなように、縦×2+横×2の4ピクセルを単位として周期的に『変なこと』が起こってますもん。

・・・という訳で
Delphi10.1コードネーム「ベルリン」よ
今こそ我が眼前に蘇るがいいっ!!
f0346040_01584476.jpeg
ふふふ。
Delphi復活♪

まあ、去年FITSファイルを『素のまま叩く』ツール作りではずいぶん苦労しましたからねぇ。


そのとき作ったコードを少し修正すれば、今回の目的には事足りるでしょう♪
あ、現在のあぷらなーとは、研究者でも開発者でもなく、文系寄りのオッサンですので、あまり期待しないでください。


★『解析ごっこ』するにあたり、想定したモデル

本来モノクロ機であるASI1600MMは、当然、「画素の種別」なんていう概念そのものがありません。
(カラー機なら、R画素・G画素・B画素に分類できますが・・・)
・・・ですが、前述の通り、どうも「4画素単位で変なことが起きてそう」なので下記のようにピクセルを分類して解析してみます。

f0346040_02074364.jpeg
つまり、モノクロの撮像素子をL1~L4の4つのグループに分類し、それぞれが『まるでカラーベイヤー機の様に』分布しているという仮定です。

だって、格子状の『変なノイズ』を説明しようとすると、こうするしか無いです・・・。



★いざ『解析ごっこ』開始!!

さて、自前の解析ツールでL1~L4各グループごとに、輝度分布がどうなっているのかを見てみましょう。

すると・・・

ででん!!
f0346040_02114011.jpeg
出た!!
あちゃー。
こりゃダメだわ。

L1&L4のグループ(カラー機ならGチャンネル2本に相当)と、L2&L3のグループ(カラー機ならRチャンネルとBチャンネルに相当)とが
全く異なる輝度分布を示してるじゃないか!!

ええと、横軸は素のままの輝度値(リニアスケール)で、縦軸がカウント数(ログスケール)です。

これ、いうなれば『感度が高い素子』と『感度が低い素子』が交互に配置されてるってことで、これじゃいくらコンポジットしても滑らかになる訳が無い!!

★★★12月24日追記★★★★★★★★★★★★★★★★★
解析ミスがありました。撮影時に上下反転出力をしていたことを見逃していました。
上記グラフの素子グループは下記のとおり間違っています。
 L1→L3の誤り L2→L4の誤り L3→L1の誤り L4→L2の誤り
★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★★


え?
「ASI1600MMって、元がカラーデジタル一眼用の撮像素子の転用だし、そんなもんじゃないの?」
ですって?
いやいや、同じ条件で撮影したMM1号機を同様の解析に掛けてみた結果が下記です。

f0346040_02193951.jpeg
ね?
どの素子もキレイに分布が揃ってるでしょ?
・・・というか、モノクロ機なんだから、それが当然


★いやはや、まいったなぁ・・・

大枚はたいて追加購入したASI1600MM-COOL2号機なんだけど、クールピクセルが劇的に減少したのは良いとして、
こんなの補正できるソフト、無いよぉ。

え?
「フラット補正でなんとかならぬか」
ですか?

ええと・・・たぶん無理っす。
輝度分布を見ての通り、比が一定になってるんじゃなくて、差が一定になってる雰囲気なんですよねぇ。
だから、キャリブレーションで除算を用いる従来のフラット補正では無理。

いや、待てよ。
これって、ひょっとしてオフセット調整でなんとかなるかも・・・・。
たしかオフセットのキャリブレーションって減算処理ですよね?

まあ、オフセットノイズの測定で同じ結果が出たら・・・の話ですが。

しかし、まあ
じゃじゃ馬だな、ASI1600MM2号機よ・・・
マジで泣きたくなるわー。

P.S.
まあ、時間が取れたら、色々と真面目に再検証ごっこしてみます。
・・・といいつつ、そろそろ「本業」が激務化するので、しばらくは無理かも(涙)
「Pro」版じゃない方のASI1600MM-COOLで「乾燥剤入れ口が黒いキャップになってて、カメラケースがサービス品でついてきてる」ロットをご愛用の方、皆さんのMMは「変な現象」起こさない良い子ですか??

by supernova1987a | 2017-12-20 02:46 | 機材 | Comments(16)


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