クールピクセルを軽減するアイディア

★先日来のエントリーで・・・・

ASI1600MM-COOL（他のモノクロカメラも？）で多発する『縮緬ノイズ』について

①主要因はホットピクセルではなくクールピクセル

②クールピクセルはダーク減算では消えない（当たり前）

③クールピクセルはフラット除算でも消えない（ビックリ！）

④短時間露光の場合、クール除去フィルタでも消えない

『ようだ』ということが分かりました。

また、クールピクセルとその周辺のピクセルの輝度データを解析した結果

①クールピクセルと正常ピクセルの輝度差は一定では無い

　　※撮影対象の明るさによって非線形変化する

　　→減算処理できない理由

②クールピクセルの正常ピクセルに対する比感度（輝度比）は一定では無い

　　※撮影対象の明るさによって非線形変化する

　　→除算処理できない理由

『らしい』ことが分かりました。

最後の頼みはステライメージなどの「クールピクセル除去」系のフィルタなのですが、プログラムが『コイツがクールピクセルだ』と認識するためにはある程度の露光量が必要なようです。したがって、あぷらなーとが得意とする「短時間露光＋多数枚コンポ」では、周辺ピクセルのショットノイズに埋もれてしまいクールピクセルが正常ピクセルから弁別できていないように見えます。

・・・では、どうする？？

★ふと閃きました♪

ちなみに対処法のアイディアは、下記のジレンマから生まれました。

多数枚コンポジット＋ノータッチガイドの場合

①元画像にクール除去フィルタを掛けてもあまり効かない

②位置合わせありコンポジット後だと全くフィルタが効かない

③位置合わせ無しコンポジットだとフィルタが効く（でも、これだと被写体が流れまくり・・・）

というわけで堂々巡りになるのですが、ふと閃きました。

「位置合わせ無しコンポジット」したデータからクールピクセル情報を抜き取り

『クールファイル』を作製すれば良いのでは？！

★早速やってみます

元データにダークファイルとフラットファイルの補正を加えた後、下記の行程を実行してみます。

＜行程①＞

位置合わせ無しコンポジットした画像を複製して２枚にします。

その一方にステライメージのクールピクセル除去フィルタを掛けます（閾値はゼロ）

　※左：ダークフラット補正のみ６０コマコンポジット

　　右：さらにクール除去フィルタ適用（しきい値ゼロ）

＜行程②＞

クール除去フィルタを掛けた画像から、フィルタを掛ける前の画像を減算処理します。

　※左：ダークフラット補正のみ６０コマコンポジット

　　右：クール除去フィルタ適用画像から左の画像を減算したもの

この行程で、クールピクセルの位置と『加算すべき輝度』情報が入ったファイルが出来上がりました。これを『クールファイル』と呼ぶことにします。

ここで重要なのは、フラットファイルやダークファイルと異なり、実際の撮影データから『クールファイル』が抽出されたことです。そのため前回のエントリーで困窮した比感度の非線形変化の影響を避けられます。

別な表現をすると、1枚画像では効かないクール除去フィルタ機能に『クールピクセルの場所を教える』ファイルとも解釈できます。

また、「位置合わせ無しコンポジット画像」に適用したクール除去フィルタの効果を元画像に分散させるファイルとも言えますね。

＜行程③＞

作製した『クールファイル』を元画像（１コマデータ各々）に単純加算処理します。

（加算平均ではなく、加算です）

　※左：ダークフラット補正のみの元画像１コマの例

　　右：左画像に『クールファイル』を加算コンポジットしたもの

一見なにも変わってないように見えますが、それだけショットノイズが激しいと言うことです。気にせず先に進めます。

（これまでやっていた「元画像にクール除去フィルタ」を掛けても効かない理由は、上記の画像を見れば想像が付きます。こんなザラザラの中からクールピクセルを見分けろと言われても無理ですよねぇ。たぶん、余計なものが消えちゃってたんだと思います。よく考えれば短時間露光で生じるザラザラは空間ノイズではなく時間ノイズなので、真っ黒に見えても貴重なデータがほとんどで、これを消しちゃうと解像度が大幅にダウンしちゃうハズです。）

＜行程④＞

『クールファイル』を加算した元画像を加算平均コンポジット（位置合わせ有り）していきます。

　※左：『クールファイル』を加算コンポジットした１コマ画像

　　右：６０コマ加算平均コンポジットしたもの

おしまい♪

★効果のほどをチェックしてみましょう

さて、実際に効果があったのか（クールピクセルの除去に成功して『縮緬ノイズが消えたのか』）をチェックしてみましょう。

行きますよ・・・・・・

左が「ダークフラット補正のみ」右が「『クールファイル』加算処理後」です。

・・・ででん！

左の画像（ダーク・フラット補正のみ）ではウジャウジャと存在する『縮緬ノイズ』が右の画像では、（ほぼ）完璧に消失しました！！

めでたい♪

★なぜ『縮緬ノイズ』が消えたのか？

今回の手法が有効に効いたかどうかは、コンポジット時にあえて「位置合わせをせず」に比較すると分かりやすくなります。

　左：ダークフラット補正のみの画像を６０コマコンポジット

　中：それにくわえてクール除去フィルタ処理した画像を６０コマコンポジット

　右：今回の新手法で処理した画像を６０コマコンポジット

上の画像を比較すると明らかなように、やはりコンポジット前の画像にクール除去フィルタは効きにくいようです。しきい値ゼロでもクールピクセルは部分的にしか軽減されていません。それに対して今回の手法では、ほぼ完璧にクールピクセルが消えた上に、変なニジミも生じていないことが分かります。

では、位置合わせ有りのコンポジット画像で比較してみます。

　左：ダークフラット補正のみの画像を６０コマコンポジット

　中：それに加えてクール除去フィルタ処理した画像を６０コマコンポジット

　右：今回の新手法で処理した画像を６０コマコンポジット

位置合わせ無しの時ほどは差が分かりにくいですが、『縮緬ノイズ』が効果的に消えた上に、画像の鮮明度が失われていないことが分かると思います。

★★★ご注意★★★

①今回の結果は、下記のようなごく限られた条件の下でのみ有用だと思います。

　　※短時間露光の多数枚コンポジットをする

　　※オートガイドはしない

　　※ある程度正確に極軸が合ってる

②そもそもノータッチガイドなどしなければ、クール除去フィルタで一発解消かも

③きちんとディザリングすれば（クールピクセルの位置が重複しなければ）シグマクリップで一発解消かも

④輝星の周囲のうちガイドズレ方向にはクールピクセルが残る可能性があります

　※サチってしまうとクールピクセルの情報が抜き取れませんので

⑤『クールファイル』という用語があるわけではなく、単にあぷらなーとの造語です。