PlayerOne Xena_M インプレッション②

★試用中の新鋭CMOSカメラ

シュミットさんからのオファーで試用中の新鋭モノクロCMOSカメラPlayerOne Xena-Mですが、前回は天候に恵まれず「ユニティゲインの測定」・「ASI174MCとの解像感比較」・「グローバルシャッターの有効性チェック」の３点についてレポートしました。

今回は、いよいよ天体画像実写テストを行ってみることに。

でも、その前に確かめておくべき事があります。

★「DPS」なる目玉機能は効くのか？

公式サイトによれば、

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●DPSテクノロジー
Player OneのプラネタリーカメラにはDPS（Dead Pixel Suppression）テクノロジーが搭載されています。

DPSにより自動的にデッドピクセル（ホットピクセル、コールドピクセル）が一掃されます。

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とのこと。要するに不良ピクセルを弁別し自動的に消してしまう機能が実装されているというのです。これはPlayerOne製の他のカメラにも搭載されている『目玉機能』ですが、すでに保有しているNeptune-CⅡでは、比較する適当な相手を持っていないため、果たしてこの機能が有効に働いているのかどうかは不明でした。（ユーザーサイドではDPSのON-OFF不能）

今回は、幸いなことに手元にZWOのASI174MC-Coolがあります。

ASI174に搭載されているセンサーIMX174はXenaに搭載されているIMX249の上位モデルです。センサーサイズや画素数はもちろんグローバルシャッターを搭載している点まで同じです。公称によれば、違いは「撮像速度（FPS)」のみのようです。

ちなみに、ASI174MCは非冷却の状態だと盛大なホットピクセルとアンプグロー、そして横シマノイズ（縮緬ノイズではなく、バンディングノイズ）が生じてしまうという、じゃじゃ馬カメラです。

廉価版センサーIMX249搭載のXena-Mが新機能DPSによって下克上できるのかどうかが、今回の注目ポイントとなります♪

実は、正直言って「あまり期待していなかった」です。あくまでも下位センサーですし、上位センサーの174があまりに難敵だったので・・・。

★ASI174MC VS Xena-M ダークノイズ対決

できるだけ条件を揃えるため、両者のオフセットや露光量を揃えてダークを撮影します。

問題は、ゲインの揃え方です。前回のレビューで実測したとおりXena-Mのユニティゲインは174前後だと実測されましたので、メーカー公称資料も加味してゲイン175を基準としました。またASI174MCの方は素直にメーカー公称の189をユニティゲインと解釈しました。

両者についてSharpCap4を用いて

　○ゲイン：ユニティゲイン

　○オフセット：50（bitギャップを考慮しADU換算した値）

　○冷却：OFF

　○ガンマ補正など：OFF（ASI174はホワイトバランスも切る）

　○露出：30秒

の設定にて、それぞれ64コマのダークフレームを撮影し、16bit整数型モノクロFITSで出力します。（ASI174はベイヤー形式のまま）

まずはユニティゲイン30秒露光で撮影したダークフレームの様子を観察してみましょう。

すると・・・

※左：Xena-M　右：ASI174MC-Cool　（ともに画面右下の拡大）

「えっ！？」

思わず声が漏れてしまいました。

詳細な解析結果を比較するまでも無く、様子が全く異なります。要するに、Xena-Mはノイズ（ここではホットピクセル起因のダークノイズの意）が異常に少ないのです！！

さらに意外なことに、いわゆるアンプグローもほとんど認められません。

ASI174MCの場合はダーク減算を行わないと、下記のように、かなり強めのアンプグローが出てしまいます。上記のダークフレームにも右下が明るくなっている部分がそれです。ところがXena-Mの場合は、アンプグローが少ないように見えます。

※ASI174MC-Coolで発生したアンプグローの例（ｰ15℃　ゲイン400　15秒露光　１コマ）

では、一体なにが起こっているのか、詳細に解析ごっこしてみましょう。

６４コマのダークフレームをMATLABで書いた時系列ノイズ解析プログラムに通し、ピクセル毎に６４フレーム間の「輝度メジアン」と「輝度ゆらぎ（標準偏差）」を解析し、スキャッタプロットに表示させてみます。

すると・・・

ででん！！

※左：Xena-M　右：ASI174MC-Cool

なんと、姉妹センサーだとは思えないほどダークノイズの挙動が異なるではありませんか！

正確に言うと、全体的な傾向は似ているのですが、上図の赤い破線で囲んだ部分のピクセルがゴッソリと抜けているのが分かります。

一応、これまで手持ちのCMOSカメラとデジタル一眼レフ全てについて時系列解析を行ってきた経験から、このグラフの解釈としては概ね下記のように考えています。

１７４MC で右上に伸びていた群がXena-Mで消えているのはDPS機能により、ホットピクセルが削除された結果だと容易に推測できます。

ただし、１７４MCには他のカメラに見られないような不思議な異常ピクセル群があり、この大部分もXena-Mで消されています。

一体このピクセル群は何なのでしょう？

この正体を明らかにするため、「ASI174MCには存在するがXena-Mでは消されているピクセル群」を弁別してセンサー上の座標を調べて見ましょう。

すると上図のように、緑のエリアに位置する異常ピクセルには、その座標に異方性がありアンプグローの位置に合致するではないですか！！

以上の考察ごっこにより、Xena-Mは

①DPS機能により、高輝度のホットピクセルがほとんど全て排除されている

②何らかの要因で、アンプグローの大半が生じない、もしくは消去されている

ということが推測されました。

あぷらなーとが、普段から「ダーク減算は必須」と言っているのは、ホットピクセルとアンプグローの消去のためです。

ところが、Xena-Mは（あまりに淡い天体は別として）お気軽撮影のレベルではダークが不要である可能性が浮上してきました。

★いよいよ実写テスト

良い意味で予想を裏切られたため、当初の予定を変更し「ダーク減算無し」での星雲実写テストに移ることにしました。

ノイズグラフを見れば「淡い天体を炙り出す」場合は、残存ホットピクセルなどにより縮緬ノイズが発生することが予想されますので、できるだけ明るい星雲で試してみましょう。

だいぶ前にフォロワーのten.さんから昭和時代のニコンレンズをお借りしていました。今回はその活用法も兼ねて実験開始です。

なお、お借りしたレンズAiニッコール85mmF1.4Sには

　①盛大に色収差が出る

　②ヘリコイドが固着して回らない

　③三脚座が無い

という弱点があります。

そこで・・・

ででん！！

秘蔵のパーツ諸々を組み合わせて、Xena-Mに適した姿にグレードアップ！！

さらに、光害＆月明かり＆色収差を退治するためにXena-Mには12nmHαナローバンドフィルタを装着してあります。

では、このセットアップをスカイメモSに載せて、まずは電視観望で様子見です♪

Hαナローを併用しても85mmF1.4を開放にすると複雑なボケが生じていたので、F2に絞ります。

そして１秒露光のライブスタックで北アメリカ星雲付近を見てみると・・・・

すげえ！！

ほぼリアルタイムで北アメリカとペリカンが見える！！

では、30秒露光を64コマコンポジットして仕上げてみましょう。

もちろん、ダークやフラットは一切使いません。

すると・・・

ででん！！

※Ai85mmF1.4→F2　12nmHα　Xena-M　スカイメモSノータッチガイド

　ゲイン235 オフセット５０　30秒露光×６４コマをSI9でコンポジットし

NikCollectionでストラクチャ強調　　（ダーク・フラット無し）

すげえ！！

もうね、なんというか、その・・・・。

もともと画素数は少ない上にノイズが「無い」ので、64コマの画像処理が全行程通してたったの１～２分で終わっちゃう。

もう、反則のような楽ちんさに、うれしさを通り越して寂しさすら覚えたという、一夜でした。

・・・・まだ、断言できないけれど

ついに非冷却でダーク無しでも星雲が撮影できる時代がやって来た・・・のか？！

★まとめ

PlayerOne Xena-M を試用し、ノイズ解析と実写テストを行った結果

　①ホットピクセルの多くが消されている

　②アンプグローがほとんど出ない

　③ゲイン235の30秒露光のコンポジットなら、ダーク不要で星雲が写る

ということが分かりました。

★★★お約束★★★

本レビューは、シュミットさんからお借りした個体を用いて、あぷらなーとが独自にテストした感想です。

テスト結果に関しては、正確性を保証するものではありません。