HAC125DX＋SI10で「レモン彗星ラストチャレンジ」！

★どうしてもやりたかったこと

今回のC/2025A6レモン彗星は、昨年の紫金山アトラス彗星と比べると非常に暗いため、決して大彗星とは言い難いのですが、どうしてもチャレンジしたいことがありました。それは、F2という圧倒的な明るさで安価な非冷却CMOSカメラの救世主となるHAC125DXを使って、レモン彗星を速写するという刺激的なチャレンジです。

レモン彗星の地球最接近は10月21日でしたが、本業のお仕事が忙しかったのと連日曇りと雨が続くという運の悪さに泣かされていましたが、GPVやWindyを信じる限り、11月3日の夕方だけはチャンスがありそうと予想していました。休日の夕方ですから昼間のうちに実家で機材の準備も可能で、赴任地に帰る直前にプチ遠征することも不可能ではありません。まさに、1回限りの大チャンスです。

★機材の選定

今回はとにかく速攻勝負です。明るいうちに遠征先に移動して機材を組み立てたとしても、薄明中に素早く極軸セッティングやピント合わせやアライメントを行う必要があります。当然、以前ポンスブルックス彗星を狙った時のようにＥＤアポの三連装砲などを持ち出したのでは「機材のセットアップが終わると同時に彗星が沈む」という惨劇を引き起こしかねません。そこで、HAC125DX＋Uranus-CをStarAdventurerGTiに乗せ、ガイド鏡も光学ファインダーも無しという超シンプルな機材構成で挑むことにしました。

もはや邪悪さのカケラも感じられない清らかな機材構成です。

★暗い空だとセットアップは楽勝

前回、市街地（人口40万人級）で撮影した時には、北極星を視認できず極軸合わせに失敗（いわゆるコカブの呪い）して悪戦苦闘しました。

でも今回は、それなりに暗い空に遠征したので北極星がはっきり見え、極軸セットは1分も掛かりませんでした。

赤道儀のアライメントはベガのみで（1スターアライメント）行いましたが、極軸がある程度合っているおかげで、レモン彗星を自動導入すると一発で写野ど真ん中に入ってきました。しかも、たった0.5秒のスタック無しライブビューなのに尾っぽがハッキリ見えてる！

これは・・・勝利の予感！！

★撮影開始

月明りの中、本撮影を開始します。

Uranus-Cはゲイン300・8秒露光に設定しました。それでもHAC125DXの明るさのおかげで、核よりもコマがハッキリ写る「ややオーバー目の露光」です。

この短時間露光ならピHAC125DXのＦ２の威力は絶大ですね。たった8秒露光の1コマ露光でも十分に迫力ある写りです。

※HAC125DX+Uranus-C ゲイン300・8秒露光×1コマ　ノートリミング（撮影終盤の像）

うけけけけッ　HAC125DX・万歳ッ！！

★ステライメージ10のみで画像処理する

さて、ここからがお楽しみ。

　①レモン彗星の固有運動が大きい

　②人工衛星がイジメのように写野に飛び込む

　③非冷却ＣＭＯＳカメラのためダークが合わない

この３つの邪魔者を退治するため、色々と試行錯誤してみました。

もちろん、邪悪な自作ソフト『邪崇帝主（ジャスティス）』を投入すれば容易に解決できるのですが、せっかくですから、拙作各種ロジックを実装していただいたステライメージ10のみで突破したいところです。

今回は、先に最終リザルトを載せておきましょう。

ででん！

※HAC125DX+Uranus-C+IR/UVcut

　ゲイン300 8秒露光×238コマ　ダーク・フラット・フラットダーク 各64コマ使用

　StarAdventurer GTi 赤道儀によるノータッチガイド

　ステライメージ10のみで画像処理

　トリミングあり

うひゃー、うれしい！

こういうのが撮りたかったんだよう（感涙）

では具体的にどのような処理をしたのかを詳しく紹介しましょう。

※以下、自分への備忘録を兼ねているため長文です。ご注意ください。

＜準備①：Uranus-Cのピクセルマップ作製＞

非冷却カメラの最大の弱点は、ライトフレームとダークフレームの撮像温度を揃えるのが難しいことです。この現象を回避する方法が、私が考案してステライメージ10に実装していただいた『ソフトウェアピクセルマッピング法』です。この機能を実行するためには、あらかじめ撮影に用いたカメラの特性を解析し、どのピクセルを無効化するのかを定義したファイルを用意しておく必要があります。このファイルをピクセルマップとよびます。ここでは、このピクセルマップの作り方について紹介します。

具体的には、ステライメージ10に実装していただいたダークフレーム時系列解析を用いて、ダーク減算が失敗しそうな異常ピクセルを特定し、その情報をピクセルマップとして出力します。

①ステライメージ10を「詳細編集モード」で起動し、ツール→ピクセルマッピング解析　を実行します。

②ダークファイルを15コマ程度選んで読み込みます。

なお、温度変化の影響も解析させるため、非冷却カメラの場合はダーク取得開始直後から終了までのコマを（数コマ飛ばしにするなどして）まんべんなく選択するのが望ましいです。

③解析を開始します。

④解析された散布図をみながら、異常ピクセル群をドラッグして囲みます。

⑤候補リストにそれぞれのピクセルが表示されるので、全てにチェックを入れます。

※異常ピクセルかどうか怪しい場合は、対象ピクセルをクリックして「時系列解析」を実行するとダーク輝度の時系列変化が表示されますので、それを見てチェックを外すかどうかを判断します。

⑥横軸スケールを左に寄せ、④⑤の操作を繰り返し、正常ピクセル近傍に分布する異常ピクセルを指定します。

⑦赤いプロットが無効化された異常ピクセルです。無効化されたピクセルの比率が表示されるので、あまりにも比率が高い場合は無効化対象から外すことを検討します。

※今回はかなりシビアに選択しましたが、比率は低いのでスルーしました。

問題が無ければ、「ピクセルマッピングファイルを保存」を実行し、任意の場所に保存しておきます。

＜準備②：使用したカメラのピクセル画角を求める＞

準備③の作業で必要となるので、ここで、使用したカメラの１ピクセルが何秒の画角になっているのかを求めておきます。簡単な幾何計算で求めることもできるのですが、ここでは手抜きして、ステライメージ10の機能を利用して求めてみます。

①まずステライメージ10を「詳細編集モード」で起動し、「バッチ」→「メトカーフコンポジット」を実行します。

②「メトカーフ法設定」を実行します。

③「カメラ選択」を実行します。

④望遠鏡の焦点距離とカメラの機種名を指定すると、自動で１ピクセルの画角が計算されるので、これをメモしておきます。

（補足）もし手計算で１ピクセルの画角を求めたい場合は、下記記事の＜★ステップ①＞で説明した方法をご参照ください。

＜準備③：レモン彗星の移動成分を実測で求める＞

今回のレモン彗星のように地球に接近している天体は、その（見かけの）固有運動が大きいため、星雲撮影のように恒星を基準とした位置合わせを行うと、彗星本体が流れて写ってしまいます。これを回避して（恒星ではなく）彗星がブレずに写るようなコンポジット方法を「メトカーフコンポジット」といいます。

ステライメージ10では、メトカーフコンポジットに必要となる彗星の移動成分を入力する方法として「ステラナビゲータなどと連動して自動的に数値が入力される」方法と「自力で移動要素を求めて、手動で入力する」方法が用意されています。

今回は、後者の方法について紹介します。

この作業は、ステライメージ10の「詳細編集モード」で行います。

①撮影した１コマ目のライトフレーム（彗星画像）と最終コマのライトフレームをRAWのまま読み込みます

②読み込んだ２枚のRAW画像をデモザイク（現像）します。

対象画像をアクティブにした状態で、「画像」→「ベイヤーRGB変換」を実行します。するとデモザイクの設定パネルが表示されるので、画像生成は「カラー画像」を指定し、カラーフィルタとして適切なベイヤーパターン（Uranus-CならRGGB型）を指定します。なお、対応しているカメラの場合は「自動」でかまいません。

それぞれの画像にこの処理を施すと、カラー画像になります。

③恒星の移動成分を求める

メトカーフコンポジットで指定する移動成分は、彗星の「恒星に対する相対的な移動量」です。そのため、まずは追尾エラーや鏡筒の撓みなどで生じた恒星の移動量を求めておく必要があります。

まず、コンポジットで位置合わせ用に用いられる基準星指定ツールで任意の恒星を囲み、右クリックで「基準点設定」を実行します。すると基準星の座標が表示されるので、これをExcelなどに転記しておきます。転記したらキャンセルで逃げます。

最終コマにつても同様の処理を行います。どちらの画像も、同一の恒星に対して処理することに注意してください。

次に、転記した数値を用いて、基準星の移動成分を求めます。なお、小数点以下の数値は、１～２桁もあれば十分です。

この作業が済んだら、右クリック　→　「クリア」　で基準点指定を解除しておきます。これは２枚の画像両方についてそれぞれ実施してください。

④彗星の移動成分を測定する

彗星は恒星と異なり、点光源ではなく、コマも不規則な形をしているため、通常の動作では基準点を打つことも座標を測定することも困難です。

（※露出を切り詰めた場合など、コマの中に点状の核が明瞭に視認される画像の場合は、恒星と同じやり方で座標を求められます。今回はコマが明るすぎて核がかき消されているケースを対象にしています。）

そこで、目視で画像マッチングすることにより、彗星のコマ全体の移動成分を求めることを企みましょう。

基準点をクリアした彗星画像のうち、１コマ目をアクティブにした状態で、

「合成」→「コンポジット」を実行します。

コンポジットの設定画面が開くので、合成方式として「差の絶対値」を指定します。

この状態でプレビュー画像を見ながら「移動」カーソルを操作します。

２つの彗星像がうまく重なると、彗星像がほぼ消失します。

この時の「補正量」を読み取り、Excelなどに転記します。

下記の模式図で示したように、「補正量」の符号を反転させた数値が彗星の「移動量」となります。この彗星移動量から③で求めた恒星の移動量を引くと、彗星の相対移動量（恒星から見てどれだけズレたか）が計算できます。⑤求めた数値をステライメージ10に入力できる形式に変換する。

さて、今回の作業のうち『一番の難所』はココです。そこで、まずは理屈をまとめておきましょう。

下記のように画像から実測した移動量を天空上の移動量（角度）に直すには、１ピクセルがどのような角度になるのかを利用します。

ただし（赤緯の場合は簡単ですが）赤経への変換には注意が必要です。そもそも赤経の数値は「普通の角度」ではなく「時角」で表現されます。結論から言うと「赤経の値にするには普通の角度を15で割る必要がある」ということです。

また「赤緯方向の移動量は南から北に計る」というのは直感的にも理解しやすいのですが、「赤経方向の移動量は西から東に計る」という点は間違いやすいので注意が必要です。

では、さっそく④で求めた彗星の相対移動量を赤経・赤緯方向の角度に変換していきましょう。ここでは、撮影した画像の上方向が北だった場合（これが定番）を想定しています。

まず、＜準備②＞で求めた「１ピクセルの画角」を用いて、X方向の移動量とY方向の移動量を角度に変換します。

次に、それらをどの方角にいくら動いたのかに変換します。

赤経・赤緯それぞれがどの方角からどの方角に測るのかに注意して、移動した角度を求めます。さらに、赤経については普通の角度から時角に変換します。

ここで表示した画像に戻り、この移動量が何秒間の動きであるのかを求めます。

それぞれの画像について、「画像」→「画像情報」を実行すると、撮影の中央時刻が表示されますので、これを元にして、移動に要した時間を求めます。

求めた時間を用いて、単位時間当たりの移動量を計算します。

なお、今回はあまりにも小さな値になったため、１秒間あたりではなく１分間あたりの移動量に変換しました。

これで、ステライメージ10でメトカーフコンポジットするための準備が整いました。

＜画像処理①：「前処理」＞ステライメージ10を自動処理モードで起動します。

撮影したライトフレーム（彗星のRAW画像）・ダークフレーム・フラットフレーム・フラットダークフレームをそれぞれのエリアに全てドラッグして格納します。

さらに、＜準備①＞で作成したピクセルマップを所定のエリアにドラッグして格納します。

次に、「前処理」パネル内の「縮緬ノイズ軽減」について「クールファイル補正」にチェックを入れます。※クールピクセルやダークの過補正などで生じた『黒い縮緬ノイズ』を効果的に除去するために私が開発したメソッドです。
そして、「詳細設定」を実行します。ダークフレーム中には宇宙線などがヒットした突発ノイズが含まれるので、これを高速除去するため、ダークフレームのコンポジット方式は「加算平均コスミカット」を指定します。※コスミカットは突発ノイズを（シグマクリップよりも格段に高速に）除去するために私が開発したメソッドです。
クールファイル補正法を有効に作用させるため、「クールピクセルしきい値」は0.8～1.0を目安に設定します。なお、後から処理できる補正系は全てOFFにすることをオススメします。
最後に「OK」を押すと、メイン画面に復帰します。

最後に「前処理実行」を押すと、全ての前処理が行われます。

この作業で、「ダーク減算処理」「フラットダーク処理」「フラット除算処理」「ピクセルマッピング処理」「クールファイル補正」「デモザイク（ディベイヤー）」などが全て完了します。

＜画像処理②：「コンポジット」＞前処理で生成された補正済みのライトフレーム群に対してコンポジット処理を行います。コンポジットパネル内の「処理」については「メトカーフ」を、「方式」については「加算平均コスミカット」を指定します。コスミカット法は本来、宇宙線ヒットノイズを高速除去するためのメソッドですが、今回のレモン彗星のように非常に多くの人工衛星が通過しているようなケースでは、人工衛星の軌跡を大幅に軽減することができます。追尾エラーを補正するために、「自動位置合わせ」にはチェックを入れます。今回は赤道儀のため「回転を計算」はOFFにします。（※そもそも画像が回転するような劣悪なコンディションでは、メトカーフコンポジットすることは至難の業です）ここまで設定できたら「設定」を実行します。（※「詳細設定」ではなく、メトカーフの下にある「設定」です。）これでメトカーフコンポジットの各種設定ができるようになります。

まず、望遠鏡の焦点距離・カメラメーカー・カメラの機種名をそれぞれ設定して、天体名の「選択」を実行します。

すると警告メッセージが出ますが、意図的な操作なので無視します。

＜準備③＞で求めたレモン彗星の移動量を入力します。

通常、対象天体が赤道上から大きく離れている場合は赤経の移動量（時角）が同じでも、実際の移動量（普通の角度）が大幅に変化する（赤道から離れるほど小さくなる）ため、撮影した日時のおよその赤緯値を入力します。ただし、今回は軌道要素から求めた「理論値」ではなく、実写画像から求めた「実測値」であるため、この補正はすでに数値に盛り込まれています。

また、HAC125DXやRASA8のようなプライムフォーカス機は画像が鏡像になるため、メトカーフコンポジット時には（計算の）反転処理が必要ですが、今回のように実写画像を求めた「実測値」の場合は、この補正がすでに盛り込まれているため反転処理不要です。

なお、今回は画像の上方向が北になる条件（正確には鏡像のため南だが、やはり実測値のためこの方位反転がすでに計算に含まれているので問題無い）での処理ですが、上方向が北以外の場合は、その方角を数値で指定します。※位置角は北を向いて反時計回りに角度表現することに注意。

全ての設定が済んだら「OK」で抜けます。

（補足）軌道要素から移動量の理論値を算出した場合などで赤緯補正が必要となるケースでは、その理由と計算方法として、下記記事の＜★ステップ⑤＞～＜★ステップ⑥＞をご参照ください。

最後に、コンポジットパネルから「実行」を行います。

この作業では、メトカーフコンポジットが実行されるとともに、コスミカット法により人工衛星の軌跡の大幅低減も行われます。

ここで生成されたコンポジット済み画像は、ステライメージの作業フォルダ内に一時保存されています。慣れていないとこの画像を探し当てるのに苦労するため、ここでコンポジット済み画像に好きな名前を付けて、分かりやすい場所に保存しておきます。

＜画像処理③：詳細編集で仕上げる＞

ここからは詳細編集モードに移行して、コンポジット画像に仕上げ処理を施していきます。

①オートストレッチでカラーバランスを整える

コンポジットが完了した時点での画像は、カラーバランスが大幅にズレています。

それを一発で整える機能が「オートストレッチ」です。

まずコンポジット済み画像を読み込み、「階調」→「オートストレッチ」を実行します。

背景指定ツールを用いて、彗星や星雲などがないエリアをドラッグして、背景指定します。これ一発で、恒星が白になり背景がニュートラルグレーになります。

効果を確認したら「OK」で抜けます。

オートストレッチの威力で、カラーバランスが整いました。

②デジタル現像で階調を整える

レモン彗星のように輝度差が激しい対象は、階調を整えるのが大変です。

そこで、ステライメージ伝統の「デジタル現像」を行います。

オートストレッチ済みの画像に対して、「階調」→「デジタル現像」を実行します。

下図のように、ヒストグラムの両裾を「最小値スライダーと最大値スライダーで挟むように」し、さらに「ハイライトスライダーを適宜調整」して階調復元します。

デジタル現像の威力で、階調が格段に豊かになりました。

③背景カブリと色ムラを軽減する

フラット補正を施していても、たいていの場合はデジタル現像すると、背景に傾斜カブリや色ムラが目立つようになります。そこで、その両方を軽減するためにカラーチャンネルごとのカブリ補正を行います。

まず、「ツール」→「周辺減光／カブリ補正」を実行します。

ユーザーさん各人により様々な流儀が編み出されていますが、私の場合は下記のような設定でカラーチャンネルごとにカブリ補正をするのが好きです。

カラーチャンネルごとに、彗星像に重ならないよう気をつけてポイントを打ち、カブリ補正を行います。全てのカラーチャンネルについて補正設定が完了したら、最後に「OK」ボタンを押します。

完全ではないものの、背景の傾斜カブリと色むらが大幅に軽減されました。

④ピンポイントトーンカーブ調整で淡い部分の炙り出しを行う

ピンポイントトーンカーブはステライメージ10から実装された新機能で、従来トーンカーブを細かく調整して行っていた炙り出しが簡単に行えるようになりました。

まず「階調」→「ピンポイントトーンカーブ調整」を実行します。

下記の図を参考に、好みの炙り出し状態になるまで試行錯誤して整えます。

レモン彗星の頭部のサチりを悪化させることなく、尾っぽの淡い部分が強調されて表現されました。

⑤Lab色彩調整で、彗星の色を強調する

ここまでの処理でほぼ完成なのですが、色合いが少し地味な気がします。

そんな時、恒星の色を白に保ったままで彗星や星雲の各部の色を強調（あるいは軽減）できるのが、Lab色彩調整です。

まず、「階調」→「LAB色彩調整」を実行します。

今回は、ダストの尾を濃くするために黄の強調、イオンの尾を濃くするために青の強調、コマの色を濃くするために緑の強調を、それぞれ掛け、背景の赤みを薄めるために赤の軽減を掛けてみました。プレビュー画像を見ながら、好みの色調になったら「OK」で抜けます。

背景のムラが取り切れていないので、若干気持ち悪い部分もありますが、レモン彗星自体は色合いが豊かになりました。

⑥カラーノイズ低減で細かい色ムラを軽減する

あくまでも個人的価値観なのですが、私は輝度ノイズ低減が嫌いです。解像度の低下や不自然な『のっぺり感』が生じてしまうことが多いからです。やはり、輝度ノイズはフィルタ処理でごまかさず総露光時間の増加で解消したいものです。それに対して色ノイズに関しては大胆に補正を掛けることが多いです。ちなみに私の場合は、これまで（ステライメージ９では）カラー画像を一度L-RGBに分解して再合成することで、カラーノイズを低減させていました。しかし、ステライメージ10ではカラーノイズの低減機能が新規実装されましたので、早速使ってみましょう。

まず、「フィルター」→「輝度・カラーノイズ低減」を実行します。

前述のように輝度ノイズを低減させる処理は嫌いなので、カラーノイズ低減だけをかけてみます。

拡大しないと分からないレベルではありますが、カラーノイズが緩和されました。

⑥画像反転と画像回転で仕上げる

今回は、彗星移動成分を画像から実測することでメトカーフコンポジットを行ったので、鏡像であるHAC125DXの影響はありませんでした。ただし、仕上げの段階では鏡像ではマズいので、変換処理を施します。

まず「画像」→「上下反転」を実行します。

次に、「画像」→「回転」→「90度（時計回り）」を実行します。

これで完成です。

おつかれさまでした～♪

★画像処理でどう変わったの？

では、最後に「ライトフレーム338コマを普通にコンポジットしただけ」と「今回の処理」を比較してみましょう。

ででん！！

ふはははは。

同じ素材でもまるで別物だ。

★補足★

色んな処理を投入してる中で結局「あぷらなーと提供メソッド」って役に立ったの？

今回の撮影後半の110コマについて、あぷらなーとメソッド（ソフトウェアピクセルマッピング法・クールファイル補正法・コスミカット法）を使わなかった場合と、使った場合を比較してみましょう。それ以外の処理は全て同じです。

※左：あぷらなーと提供メソッドなし　右：あり

　

110コマの加算平均でも薄めきれなかった飛行機の明るい光跡が、右の画像ではほぼ消失していることが分かります。

これがコスミカット法の効果と言えるでしょう。

※左：あぷらなーと提供メソッドなし　右：あり

左の画像に見られる「ダーク減算でも消しきれなかったホットピクセルによる原色系の明るいノイズ」や「ダークの過補正と思われる補色系の暗いノイズ」が、右の画像では消失していることが分かります。

これがクールファイル補正法とソフトウェアピクセルマッピング法の効果と言えるでしょう。

というわけで、彗星の画像処理においてもお役に立てたようです。

めでたし、めでたし♪

★★★お約束★★★

①あぷらなーとが考案しステライメージ10に提供した機能は

「クールファイル補正法」

「時系列ノイズ解析法」

「ソフトウェアピクセルマッピング法」

「コスミカット法」

「ハイパーイーブンオッド法」

「マイナス輝度値保護」

だけです。それ以外の操作については正しく解説できている自信はありません。

②最後まで残った色ムラなどについては、光学系やカメラの問題というよりも、低空のコンディションが大きく効いています。

③ステライメージ10以外のツールを用いると、さらに前進する可能性はありますが、今回のテーマから逸脱してしまうので、ステライメージ10以外のソフトは一切使っていません。

④本文中でも述べたとおり、もしステライメージ10に加えてステラナビゲータなど彗星の軌道要素を扱えるソフトを併用した場合は＜準備③＞で求めたパラメータが自動で流れ込んでくるため、行程が非常に簡単になると思われます（実際に試してはいませんが）。ただし、メトカーフコンポジットの実行時にはHAC125DXの鏡像を正すために画像の反転指定（上下に反転させるか左右に反転させるか）が必須となると思います。

⑤本文中でも述べたとおり、もし彗星の核が明瞭に写るような条件下（もっと露出を切り詰めた場合、もっと低ゲインで撮影した場合、いわゆるダイナミックレンジがもっと広大なカメラを用いた場合、彗星のコマがもっと暗かった場合、などなど）なら、基準星として直接彗星核を指定できるため、メトカーフコンポジットの必要性が無くなります。ただし、自動処理モードではなく詳細編集モードでの処理が必要となる上に、コスミカット法の併用については手動で行う必要があります。具体的には（加算コンポジット画像－比較明コンポジット画像）／（撮影枚数－１）を行います。※撮影枚数－１で割る作業は最終仕上げでのレベル調整で代用しても問題ありません。

⑥コスミカット法を用いる代わりに、シグマクリップを用いても人工衛星の軌跡を軽減できます（こちらの方が一般的）。ただしコスミカット法と比べると非常に重たい処理なので、用いるPCの環境によっては数倍から数十倍程度時間が掛かります。

⑦各種図面は何度も校正しましたが、勘違いや記入ミスなどが残っているかもしれません。ご容赦ください。