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2009年3月

2009年3月26日 (木)

ε180EDの試写

いろいろ理由をつけて怠けていたεの立ち上げ。
重い腰をやっとあげて、庭に機材を組み立ててみました。

外は強い北風が冷たく、風邪が治りきらない身体にこたえる。
やっぱりやめておけばよかったか…

180ed

この日も、まず始めに、西に傾きかけたルーリンから追ってみた。
7×50の双眼鏡ではまったくどこにいるのか分からなかった。
つぎに、16×70を出してみたが、やはり分からない。

そこで、ステラナビで位置を確認しながら、よく見ると、そらし眼でなが細いボンヤリしたものが見えた。頭部の核は恒星のようにきりりとして、はっきり見えるが、これは彗星ではなく、たまたまその位置にあった恒星だったのかもしれない。

εでも見てやろうと思ったが、ファインダーも自動導入もない状態でもたもたしているうちに、どうやら屋根の向こうにしずんでしまった。


当初は、冷却CCDを取り付けるつもりだったが、時間ばかりが過ぎていき、
体調もいまいちで、疲労の色が濃く、デジカメで簡単撮影に切り替え。

オートガイドのキャリブレートも延期する始末。bearing

カメラを取り付けて、まず、問題発生。
ウエイトが二個ではバランスがぎりぎりです。
これより重いCCDカメラを取り付け、さらにガイド鏡にもカメラ、と思うと、この方式ではウエイトが3個必要になりそうです。

Arcturuspint

頭上高く上ってきた、アークトゥルスでピント出し。
ピントの微動装置もなし、ピントゲージもなし、もちろんモトフォーカスもなし。
勘だけを頼りに、完全手動。
このままでは、とても本番の撮影は無理でしょう。

モニターで拡大しても、小さすぎてよくわからないので、撮影しては、いちいちパソコンに持っていって確認する始末。
いつまでかかるんじゃ !!!???

アークトゥルスを導入したのなら、それを基準に自動導入に切り替えればいいものを、手動で、なにか簡単に撮影できそうなものをということで、北の空のM81・M82へ。
FS60CBをファインダー替わりに試みるが、これまた、ずいぶん手間取る。
ちなみに、我が家の庭から視界が確保できるのは、天頂付近と、北西の空のみです。


M81090325

↑ ノートリミング 33% 撮影はノーガイド
ニコンD70 ISO800  5分間×5枚 加算平均
RAP→SIv6→PSCS3

冷却CCDで改めて撮影、確認してみなければなりませんが、一眼デジで撮影する限りは、光軸や、スケアリングについて特に問題はなさそうです。

まあ、これが確認できただけでもよしということにします。

メーカーは調整して出荷しているということで、途中で強い衝撃などなければ、そのまま使えるとのことですので、とりあえずこの点は安心。

ただ、問題は山積、本格的に使えるようになるのはいつのことか??

M81090325tr

↑ トリミングして、50%

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2009年3月24日 (火)

M42のL画像

M42mlav1exp

M42
中央値でコンポジットしたL画像
このままが、一番美しいようにも思う。
これにRGBを足し、トーンカーブをいじり、
いろいろ手を加えれば、加えるほど、おかしくなっていくような…
さて、どうしようかと立ち止まってしまう。
人工衛星もかすかだが、しっかりと残っている。
もう一度、もとに戻って、ゼロからやり直すのか…
一応、このまま、さらに先に進んでみるのか?
素のままの、モノクローム、これが結構好きだったりする…

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2009年3月21日 (土)

鹿林 その後

机上の空論というわけでもないけれど、実体のない世界であれこれ考えるのもどこか不健全な感じがして仕方がない。

そこで、最近、撮影した鹿林を。

といっても、自宅からの撮影で、相変わらずしょぼい。
もっとも、彗星も、最接近の頃に比べれば、かなり遠ざかって、しょぼくなっており、5cmの双眼鏡では、もはや確認できなかった。
7cmでは、それなりに見えるのだが。
空がよければ、きっと5cmでも見えたに違いない。

Lulin090315tri

↑ 3/15 23h02m~ 2分間×8 ε160 ニコンD70 ISO800
 ピントロックが不完全で、ややピンボケになってしまった。
 新しいεを使おうと思っていたのに、黄砂がひどく、つい遠慮。
 しまっていたε160をまたぞろ、引っ張り出す。
 今度は、コリメータが使えるようになったので、光軸を合わせ直してみたが、ピンボケでは…
 クリックで、33%

Lulin090315min2tri

↑ 同じ画像を、今流行の比較暗で合成し、一枚だけ比較明で合成したもの。
  ふたご座のエスキモー星雲の近くを通過する鹿林。




Lulin090317tri

↑ こちらは、その二日後、3/17 23h39m~ 3分間×8 ISO800 での撮影。
 また、しまい込んだεを出すのが面倒で、今回はPENTAX100SDUFを使用。
 上の明るい星はδGem
 デジタル非対応のこの鏡筒と偽色ハデハデD70の組み合わせで、星々はものすごくカフル!!! これ以上、拡大してお見せできません!!!

 ペンタックスはホヤに吸収され、望遠鏡の製造は中止になったとか。
 このSDUFはコンパクトで明るいF、そして直進ヘリコイドと、とても使いやすく、フィルム撮影にはとても重宝した。…傑作といえるような写真はなかったけれど…
 デジタルに対応した新しいSDUFに期待していていたのに、それもいまは叶わぬこととなってしまった。本当に残念なこと。
 現在の使い道はというと、Hαなどでのナロウな使い方に限るのか…


Lulin090317min2tri

↑ 一応、こちらも、比較暗合成+比較明1枚をしてみた。

 以上、にぎやかしということで smile

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2009年3月18日 (水)

人工衛星の光痕 4

エクセルで遊んでいたら、話が長くなってしまいました。

背景レベルのノイズの話にそれたようですが、実は、人工衛星の光痕が、比較暗や中央値で消去しきれない場合がなぜ起こるのか、そのことに背景レベルのことが関係しているのではと思っているのです。

背景レベルを少し変化させた3枚のフレームを用意し、一枚めには、やや強めの人工衛星のシグナルを、二枚目は、別の場所に、やや弱い人工衛星のシグナルを、三枚目には人工衛星なしとして、合成してみました。



まず、平均では…

Av
3,4の辺りに強い衛星痕が、11,12の辺りに弱い衛星痕があります。
平均では、当然ながら、これらの痕が消えることはありません。


そこで、中央値で合成すると…

Md

レベルは低くなっていますが、左右とも、完全に消去しきれず、
痕の痕が残っているのがわかります。


最後は、比較暗です。

Min

左側は、痕が残っているようですが、右はほとんど分かりません。

背景レベルにまったく差がないなら、中央値、比較暗では、人工衛星はきれいに消えるはずです。
ここには掲載しませんが、実際にそのとおりになりました。






そもそも中央値で合成なんて面倒なことをどうして考えたかというと、人工衛星を消去しつつ、コンポジットの効果も損なわないようにという趣旨からです。

ここまで、読まれた方は、比較暗が結構いけそうと思われたかもしれません。
(そういう、当の私がそうかもしれないと思ったりしたわけですが…)


そこで、シグナルを載せた場合がどうなるか、最後に試してみましょう。
これが、今回の一連の話の落ちです。

問題は、どのようなシグナルを載せると、実際の場合に近いかということですが…

ここでは、背景のレベルのばらつき以上のばらつきが、シグナルのほうには生じるということを前提にします。

例えが適当かどうか分かりませんが、時速4kmで歩いている人の速度のばらつきと、時速800kmで飛んでいる飛行機の速度のばらつきを、その絶対値で比べたらどうなのかというようなものです。

また、淡い天体写真のようなものを想定して、シグナルの最小値と、ノイズの最大値が交錯するような値を設定してみました。

さらに、シグナルの位置も、同一ではなく、多少ずれが生じているといった具合です。


まず3枚の加算平均です…

Sav

次が中央値での合成…

Smd

背景同様、平均に比べ、レベルのばらつきが大きめですが、SNは結構保持されています。

最後が比較暗です…

Smin

やはり、平均、中央値に比べ、シグナルがノイズのなかにずいぶん埋もれてしまいます。

まあ、自分のイメージ通りになるような値を設定したのではと言われれば、それまでですが。

実際には、様子を見ながら、必要に応じてどの処理が一番よいのか判断するすることになるでしょう。

しかし、処理によってどのような変化が生じるか、その傾向はつかめたのではと思います。

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2009年3月16日 (月)

人工衛星の光痕 3

最後になってしまったのですが、以前から、ときに私が使っていた方法。
この方法の検証をしたいというのが、実は記事の発端でした。

それは3枚のフレームから中央値を使って合成するというもの。
フレームが奇数枚なら、順番で中央の値、偶数枚なら、中央の二つの値の平均となるらしい。

1 3 8   → 中央値 3   平均値 4
1 1 8   → 中央値 1   平均値 3.33
1 3 8 12 → 中央値 5.5  平均値 6
1 2 8 8  → 中央値 5   平均値 4.75 


人工衛星の軌跡は、3枚以上のフレームのなかで必ず上端の値になり、中央値にはならないはずなので、これによって、光痕を消そうというもの。


まず、元の一枚の画像 (100%) ↓

M421

 

次に、3枚の組み合わせで比較暗にして合成した場合 ↓

M42

 

そして、3枚の中央値で合成した場合 ↓

M42_2

 

この例では、なぜか比較暗で痕が残ってしまっている。
中央値で合成のほうがよいが、場合によっては逆になることもあり、一概にどちらがよいと決められない。



ところで、中央値の合成には、最低3枚のフレームが必要です。
2枚だと、平均したのと同じになってしまいます。

また、元が3枚だと、そこからは1枚のフレームしか得ることができません。
しかし、4枚あると、そこから新たに4枚のフレームを得ることができます。
さらに枚数を増やしていくと、組み合わせによって、撮像枚数を上回る数のフレームを得ることができます。

もし、それらのフレームがそれぞれ異なるものであるなら、これらを合成して、元の画像を合成したよりさらなるノイズ低減も図れるのでしょうか?




そこで、様々なレベルを持つ背景がどのように変化するか、検証してみました。

エクセルの15×15の枡をCCDチップに見立てます。
ここに、ランダムな0~1の範囲で数を発生させます。
これが、CCDの背景レベルのばらつきを模式的に表します。

1f

同様にして、全部で4枚のフレームを作成します。

次に、この4枚から、3枚の組み合わせを4通り作成し、それぞれの中央値を求めます。

1




そこで、元の4枚を平均加算したものと、中央値合成した4枚を平均加算したものを比べてみました。

中央値合成したものは既にその時点で、元の画像より、ピクセルのばらつきが少なくなっているので、それをさらに平均すると、よりばらつきの少ない画像が得られそうな気もするのですが…


4枚の平均加算 ↓

4

中央値で作成した4枚を平均加算すると ↓

4_2


似たような感じで、よく分かりません…

そこで、グラフ表示してみると、



まず、元の一枚のフレームの様子です。 ↓
Photo

次に、その4枚を平均したものです。 ↓
Photo_2

最後に、中央値の4枚を平均すると。 ↓
Photo_3

単に4枚平均加算したものに比べ、中央値から平均したものは背景レベルの滑らかさでやや劣っています。


実は、元のフレームが4枚の場合、それをいきなり中央値合成したものと、3枚の中央値で作成した4枚を平均したものは、全く同じ結果になります。
5枚以上になると、結果は違ってきますが、ランダムさの度合いは、同じ感じです。

こうなると、中央値合成の枚数を増やしていっても、一発平均のSNを上回ることはなさそうな気がしてきました。

元が同じものから出発しているので、途中をまわりくどくしても、最終結果は同じ??

この辺のこと、数学的に証明できそうですが。文系の私にはよく分かりません。知っておられる方がありましたら、お教えくださるとありがたいです。





乱数表を作成したついでに、ここまでの話の過程で出てきた、別のものも、試してみましょう。

まず、4枚の比較暗
Photo_4

平均に劣らず、滑らかです。実際にはシグナル側のランダムさがどうなのか問題ですが、背景のノイズに関しては平均した場合と同じ滑らかさと言えるでしょう。



次に、1枚から別の1枚を引き算した場合、
Photo_5

これは、予想通り。この荒れようは、加算でも同じはずです。

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2009年3月13日 (金)

人工衛星の光痕 2

Gumboさんのコメントについて考えているうち、思いついた方法を、時間がないので、簡単にメモしておきます。

人工衛星だけを取り出すのなら、人工衛星の部分だけを他の衛星がない画像で塗りつぶしてやればよいわけです。

フォトショップでの処理になりますが、人工衛星がない写真と人工衛星のある写真を重ね、差の絶対値で合成する。

合成した画像をマスクにして、人工衛星のある画像のレイヤーマスクとし、その下に、光痕のない画像をレイヤーとして重ねるという、単純な方法です。

実際には、このマスク画像は、反転して、範囲をぼかしながら拡大する、暗と明の輝度差を最大にするなどの若干の工夫を加えると効果的です。

マスクには、星の残骸などがたくさん残りますが、いちいちそれらを消さなくても、一応、構いません。

Photo

↑ レイヤーマスクをオフにしたところ。500%

↓ レイヤーマスクをオンにすると…

Photo_2

星の形が少し変わったのは、マスクの星の残骸を消さずに、そのままにしているため。

実は、前の記事で、スタンプツールが一番と書いたのですが、画面全体を細く長く貫いている光痕をなぞっていくのは、周囲の星をよけたりで、結構、面倒で大変なのでした。
やはり、何事も、やってみなくては分からないということでしょうか。

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2009年3月11日 (水)

人工衛星の光跡

M42

掲載の写真は一昨年のものだが、M42を撮影すると人工衛星がたくさん写りこむ。

昨年暮れに撮影したまだ処理していない画像、10分露出の各フレームには、もれなく人工衛星が写っていた。

夜景の写真に車や船の光跡が写っていても、それは景色の一部として受け入れられているようだから、天体写真に写る人工衛星の光跡も、消さねばならないわけではないと思うが、それでもこれだけたくさんあると、うるさい感じは否めない。
端のほうを一本か二本くらい通っている場合は、逆にアクセントになっていい場合もあるのだが。
モノクロカメラにRGBフィルターを使って撮影する場合は、三原色の光跡となって、これはちょっと許しがたい見苦しさ。一発カラーではありえない偽色といえるだろう。

赤道上空36000kmに静止してる日本の気象衛星。
北緯35度の日本から見たらどのくらいの位置に見えるか、計算してみると…
赤道の南5.7°位のようだ。
これは、M42の南のι星の少し北にあたり、ちょうどM42星雲を貫く位置になる。
もっとも、静止衛星といえども完全に同じ位置に静止しているわけではなく、いくらか東西南北に動くようだが。

北にいくほど、静止衛星の見える位置は南に移動し、北緯81°を超えると見えなくなる(大気の浮き上がりは無視)が、それでも-8.6°と、あまり変わらない。
それに、そもそもそんな緯度では、M42の写真を撮ることは不可能。
…とまた無駄話が長くなってしまった…

そこで、この光跡を消す方法だが…

①フォトショップのスタンプツールを使う。
②比較暗で他の画像と合成する。
③ステライメージで平均加算コンポジットする際、「範囲外の値を除外」を使う。

などが一般によく用いられる方法だろう。

④単に平均加算で、光跡を薄くするというのもあるが…

実は、今一番確実で効果的な方法は、①のスタンプツールではないかと思っている。
ただしそれは、出来上がりの画像からではなく、合成前の各フレームから。
ダークとフラット処理を済ませた各画像をいったん保存し、PSのスタンプツールで処理するというもの。

②の比較暗は、確かに確実に光跡は消せるが、コンポジットの意味が半減しそうということで、できれば使いたくない。

③でも、確実に消えそうに思うが、なぜかそうならない。
衛星の光跡を400%に拡大してみると

Photo

一様に明るいのではなく、画素によって様々の諧調を持っていることが分かる。

SIの考え方は、複数のデータから、データの傾向を読み取り、それから著しくかけ離れた値を除外するというもの。
σは0.1~10の範囲で選ぶようになっているが、これは分散の度合いの指定で、値を小さくとると、不要なデータを排除しやすくなるが、コンポジットから排除される枚数が増えるのでSNはかせげない(コンポジットする意味がなくなる)。値を大きくするとその逆ということだ。

データの数を飛躍的に増やすと、より効果的に消せるようになると思われるが、撮像枚数を理想的な数値まで上げるのは、非現実的なことだろう。
ちなみに、2枚合成だと、なんの効果もなかった。
また、10枚ほどの合成で、σを最小の0.1に設定した場合、光跡は薄くなるものの消えることはない。そして、画像のSNは普通に合成した場合に比べ、著しく悪かった。

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2009年3月 3日 (火)

ルーリンとデジカメの謎

先日のεの記事のつづきです。

晴れているので、一度も撮っていない、鹿林をと用意を始めました。
問題は、εの鏡をはずしてしまったこと。
他の機材にすればいいのですが、夜は長いし、光軸調整をかねて、のんびりと始まりました。

鹿林はこの頃、地球に0.43AUまで接近していて、しかも地球の公転に対抗するように移動しています。
ステラナビでざっと見たところ、一日の角移動量は4°39′にも達しています。
これは、1分あたりで、11.6″に相当します。

D70+ε160で撮影する場合、恒星時追尾でどのくらいの露出が可能なのでしょうか。

D70のチップサイズは23.7×15.6mm
画素数は、3008×2000ピクセル
1画素あたりのピッチは 7.8μ位。

ε160はf=530mmですので、1画素あたりの視角を求めるには…

像の大きさは y=f・tanθ

小さな角度での概数を求めるだけなので、面倒な三角関数を、ラジアンに変換

y=f×θ×π÷180(θの単位は度)
θ=0.0078÷530÷π×180

ε160でのD70の一画素あたりの画角は3″ほどです。
これは鹿林の移動量では、15秒間余ほどでしかありません。

デジカメのベイヤー配列を考慮すれば、倍の時間は平気でしょうが、
それでも30秒ほどか。


と、なんだかんだ言いながら、結局、1枚あたり2分間の露出 happy01

Lulin090221

他の方の撮影では、ダストテールはもっとはっきり、くっきりしているし、イオンテールまで写っているものもありました。
やはり、不精して自宅で撮影したら、このくらいのものか。
露出がかけられないので、光害カットフィルターも使用できませんし。


ところで、感度設定はISO400にしています。

フィルムで感度が変わるのは分かるが、チップを変えることのできないデジカメでなぜ感度の変更ができるのか不思議ではありませんか。
デジカメでの感度変更は後の画像処理を考えれば、あまり意味がないだろう、市街地も近く光害を考慮して、ISO400で撮影したのですが。


【デジカメの感度設定の疑問】
イメージインテンシファイアのようなものならともかく、デジカメの場合、どのように感度をあげても、光を受けて電子を発生するところは同じはずてす。
ですので、感度を上げる場合、読み取り値を計算で上げているとしか、考えられない。
それなら、後の画像処理でトーンカーブ等で上げても同じではないのか?

ところが、諧調に関しては、デジタルなのでD70の場合12bitの網がかかります。
低照度のきわめて微量の変化は12bitで掬い取りきることができないので、数値を何倍かにしてやることによって、微量な変化も掬い取ることが可能なのでしょう。
当然ながら、その結果として輝度の高い恒星などは、諧調が失われ、色彩も失われてしまうことになります。
高輝度の部分の数値を上げないで、数値が低くなるほど、倍率を大きくするような関数は容易に設定できそうですが、諧調の逆転などを考えると、実際には難しいのか?

以上、素人の全くの推測です。


もうひとつ、素人によくわからないのが、フラットです。

Flatcolor

(εでは左右対称にならないので、カメラの取り付け角度は要注意!)

カラー現像したフラットを使ったら、とんでもない色になりそうです。
最近のRAPはフラット補正も可能になっているそうですが、色の補正もきちんとするのでしょうか?
当然ながら、それには完全に同一の条件でフラットを撮影しなければならないでしょう。それがそもそもかなり難しそうですね。

撮影の直前か直後、望遠鏡の方向を変えないで、筒先にトレーシングペーパーを被せる。露出は撮影画像の数倍必要になるのでは。

とりあえず、無難なのはフラットをモノクロにして使用することでしょう。
(つまり色の補正は諦めるということ)

と思って、ステライメージでフラット補正してみたら、なにやらたくさんの横じまが現れました。
デジカメでごく低照度の画像を極端に持ち上げると横縞模様が現れます。
これはいったいなんなのでしょう?


なんだか、デジカメは分からないことだらけですね。

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