星と畑のシニアライフ

マルさんは天体写真6年生、野菜作りは8年生

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最近の出来事

今日はエイプリルフール。

なぜかこの日に新元号が決まりましたね。
ビバ「令和」!!

もうじき閉鎖になるYahooブログ、一人また一人と店じまいしていきますね。
私もいずれは引っ越すことを考えていますが、もう少しだけ頑張ろうかと。

そんな中で、今日の記事は最近の出来事です。

ε-130Dにテレコンを

ε-130Dはシャープでいい鏡筒ですが、焦点距離は430mm。
銀河シーズンになると、もう少し伸ばしてみたいなという欲望が沸いてきます。
以前、NIKONの純正2倍テレコンを試したことはあるのですが、デジカメ撮像では色ずれが有ったり冷却CCD画像では星像が▲だったりと、あまり良い結果を得ることができませんでした。
もう少し何とかならないだろうかとの思いで、今度はEOSマウント系のテレコン(3rdパーティー製)をいくつか試してみました。
その結果、シグマの1.4倍テレコンTC-1401でかなり良さそうな結果を得ることができました。
フルサイズの全体画像です。
イメージ 1

同じくフルサイズの中心と周辺画像です。
イメージ 2

APSC切り出しの中心と周辺画像です。
イメージ 3

フォーサーズ切り出しの中心と周辺画像です。
イメージ 4


自宅ベランダでの撮影ですので細かい評価までは出来ませんでしたが、APSCサイズぐらいまでであれば十分使えそうな感触は得ることができました。


デジカメセンサーの清掃

私はデジカメセンサーのゴミ取りにペンタ棒を使用しています。(これまでは)
先月の事ですが、NIKON D810Aのセンサーについたゴミがどうしても取れなくて、NIKONの銀座サービスセンターに持ち込みクリーニングしてもらいました。
同センターでのセンサークリーニングは専用のクリーニング棒にシルボン紙を巻き、エタノールをしみこませてセンサーを軽く拭くというやり方だそうです。
次回からはそれも自分でやろうと思い、ニコンのクリーニングキットプロ2というものを購入しました。キットの内容物はシルボン紙、クリーニング棒2本、アルコール瓶、エアブロア、刷毛・・と言ったところです。

ちなみに写真は、私のセンサークリーニンググッツで、ペンタ棒、ニコンのクリーニングキットプロのセンサークリーニング棒、シルボン紙、アルコール瓶、あとはエアブロワーです。

イメージ 5


折角クリーニングキットを買ったので試してみたくなりました。
勢いで6Dのセンサークリーニングをやってみたら大変なことに!!

6D-Sp4は通常のカメラセンサーとは異なりフィルターにフッ素コーティングが施してあるため濡れ面積が小さくなり、エタノールをはじいた状態になってしまいます。
その影響で、センサー表面に残ったエタノールが凝縮しそれが乾燥するとシミ状になって残ってしまうのです。
こんな感じに。

イメージ 6

ドライなシルボン紙でふき取るわけにもいきませんので、結局どうしたかというと・・・
シルボン紙に通常より少量のエタノールをしみこませ、センサーに息を吹きかけてエタノールの蒸発を促しながらクリーニングするという方法。
この方法でなんとか脱出できました。
仕上がりはこんな感じです。

イメージ 7

焦りましたが、なんとか自己解決できました。

新月期ですね
系外銀河も撮りたいし、夏物も撮りたいし・・・・遠征先に迷います。
究極のスカイフラットを作る試みもいよいよ最終回、効果の検証です。

検証の題材は3月8日の明け方に撮影したさそり座。
南天がおもいっきりカブる城里での画像ですので作品レベルにはなりませんが、検証の題材としては使えそうです。

検証画像の撮影条件は、下記のとおりです。
機材:APO Sonnar T* 135mm F2 ZF.2/Nikon D810A
追尾:EM-11/M-Gen(ディザガイド)
ISO1600 F/3.2 SS/60sec 20枚(3月9日4:00〜4:28)
薄明間際、僅か20分の露光ですので・・・
1枚画像だと、こんな感じです。

イメージ 4

究極のフラットの検証ですが、Aurora Panelを光源にしたフラットで処理したものとモニターを光源としたフラットで処理した画像との比較検証とします。
なお、モニター光源はライト画像のR/G/Bとフラット画像のR/G/Bがほぼ一致するようにモニターの色を調整しLee299(NDフィルター)とトレペを使って減光した状態でフラット画像を撮影しています。

画像処理ですが、一次処理としてPixinsightのBatch Pre-processingを使ってキャリブレーション、コンポジット、DBE処理まで行ったものをSlatAideProで対数現像しPSで諧調を整えています。

DBE(Dynamic Background Extraction)についてですが当然ながら、フラット処理だけでは光害かぶりが残りますので、DBEを1回かけてカブリ処理しています。

3種類のフラット処理画像の一次処理結果を並べてみました。

イメージ 1

オーロラパネル以外はごみ痕が残っていますが、そこは目をつぶってください。
一見して分かるのは、どのフラットを使っても外周部にはうっすらと同心円状のムラが残ってしまっていること。特にオーロラパネルとモニターフラットでは顕著です。究極のスカイフラットでも取りきれていませんね。これは二次処理で対応するしかなさそうです。

この比較画像の彩度を強調してみました。

イメージ 2

オーロラパネルでは周辺の同心円色むらに加えて中央部にも環状の色むらが出ています。
モニターフラットでは周辺部の色むらが顕著です。
これらに比べて究極のスカイフラットはパーフェクトとはいきませんが「かなりましじゃないの」というレベルですね。


究極のスカイフラットでキャリブレーションした画像を最後まで仕上げてみました。
光害と圧倒的な露光不足でひどい画像ですが・・・・逆に、よくぞここまで仕上げれたなという感もあります(汗)

イメージ 3


検証のまとめですが、
1) 究極のスカイフラットは光学系の減光補正に対しては極めて有効であり、おかしな色ムラの発生も限定的で人工光源を使った補正より数段優れいる。
2) とは言え、究極のスカイフラットでキャリブレーションしても光害起因などの様々なカブリは残るためPIであればDBEなどでかぶり取りをする必要がある。
3) 当然、光学条件が変わってしまえば使いまわしができないので、絞りやISOが変われば撮り直しとなる。
4) 究極のフラット撮影の際にレンズシェード(フード)はApo-Sonnar付属の金属フードのみを装着したがこの金属フードの径はレンズ外径と同じなのでケラレが出やすいように感じられる。天体用としてはもっと径が大きいフードを考えた方が良さそうに思う。
5) 応用編として、広角レンズでの可能性も考えてみましたが画角が広くなることから、星が少ない、天の川が背景にない、分子雲が希薄といった条件をクリアすることは不可能と思われますので、難しいかな。

以上、6回にわたり究極のスカイフラットを取り上げてきましたが、まだまだ満足なレベルにはなく機会をとらえてもう一度フラット画像取得からやり直してみたいと思います。

箸休めのM51

究極のフラットシリーズの箸休めに、春の定番M51です。
昨年撮影した画像に、この3月8日に城里で撮影した画像を加えて処理してみました。

例によってミラーシフト問題と、さらには光軸ズレの問題を抱えた鏡筒ですが騙しだまし使い続けています。
ミラーシフトについては、購入店経由でセレストロンに問い合わせしてもらっているのですが待てど暮らせど返事はありません。
ちゃんと対応してくれないと、そのうち粗製乱造の誹りを受けることになりますよ(;^_^A

ところで・・
ミラーシフトについては何度か書きましたが、光軸についても腑に落ちないことがあるのです。
自分の場合、焦点内にぼかしてカメラのライブ画像を見ながら光軸を合わせるのですが、光軸が概ね出たところで焦点外でチェックするとなぜか光軸がずれています。
それではという事で、焦点外で光軸を合わせて焦点内で確認するとやはりずれている・・・無限ループに入ってしまいます。
ズレ方は法則性があって、焦点内光軸調整のため締め付けた(あるいは緩めた)bobs Knobを焦点外光軸調整では反対の動作、緩める(締め付ける)が必要になります。mn3192さんからは接眼部のコリメーションが出ていないのではないかとのご指摘をいただきましたが、HD800では接眼部は調整不可能です。
副鏡の調整だけでは駄目だとしても、他にいじれるのは補正板ですが、そこに手を付けたらドツボにはまりそうで覚悟が定まりません。
誰か助けてくれ!!

ということで、画像情報です。

<機材>
鏡筒:Celestron Edge HD800+0.7Reducer(口径200mm、焦点距離1,400mm)
カメラ:QSI583WS、フィルター アストロドンTru-balance Gen2 E LRGB
追尾:セレストロンオスアキシスガイダー/SX Lodestar/PHD2
赤道儀:タカハシEM-200 Temma2M
<撮影情報>
2018年4月9日@福島県矢祭町
L 8分×16枚、RGB 8分×各6枚(272分)
2019年3月8日@茨城県城里町
L 8分×8枚(64分)

<画像処理>
Pixinsight:キャリブレーション、スタック、DBE
FlatAidePro:対数現像
Photoshop CC:LRGB合成、強調、ノイズ処理

イメージ 1

ぴんたんさんの秘伝のたれにははるかに及びませんが、多少は滑らかになったかと思います。

2019年3月20日
L画像にDeconvolutionをかけて見ました。

イメージ 2

すこしやりすぎ感がありますかね・・・

このシリーズも5回目。
もう飽きたという方もいらっしゃるでしょうが、今回を含めてあと2回で完了の予定です。

先ずは・・・
またこの図に登場してもらいました。


イメージ 1


この図のど真ん中のGべイヤーピクセルの値が48枚のSubframeでどういう値をとっているかを調べてみました。

イメージ 2


着色したのは、最大値、最小値、中央値(16&41)です。
この表から、K=0.02前後がバックグラウンドと思われます。
その4で書いたように15等星レベルでも写り込んだピクセルは星の写っていないピクセルの1.5倍位のK値を示します。この表を見る限り、K=0.03を超えるピクセルはSubframe#1以外には見受けられませんので、Subframe#1以外には星は写っていないものと考えられます。

最大、最小、平均値、中央値、標準偏差は下の表の様になりました。

イメージ 3


K値が時間経過とともにどんな挙動を示すかを把握するためにグラフを作成してみました。
星が写り込んだSubframe#1がけた違いに大きなK値を示していますが、#2以降はK=0.018〜0.025と比較的狭いレンジの中に納まっています。

イメージ 4

また、波はありますが時間経過とともにK値は小さくなっていることが分かります。
Subframeの撮影開始時刻は22時15分、南中時刻23時02分を経て24時45分に撮影が終了していますので、ちょうど街灯りが消えていく時間帯に重なったものと思われます。

これらのデータを見て、ピクセル除外をどうするかですが・・・・
今回の画像では、どのピクセルに着目してもほとんどのSubframe ではバックグラウンドを写していていて、ごく限られた( 多くても数% )Subframeで星が写り込んでいるにすぎないと言えます。
ただ、星が写り込んでいることによりK値は桁違いに大きな値をとるので、平均値や標準偏差に与える影響はとてつもなく大きくなります。

上で示した表で分かるように、48のSubframeのうち僅か1枚のSubframeに星が写っているだけで標準偏差は0.002から0.032と一桁大きい値になります。
星の写っていない47個のSubframeでは、中央値に対して88〜121%の範囲(値にしてマイナス側が0.00256、プラス側が0.00442)に収まっています。仮に、中央値に対して±20%を閾値としてそれ以外をリジェクトするとして、シグマクリップでは;

0.2 * 中央値 / σ= 0.2 * 0.02072 / 0.032 =0.13

すなわちmedian+(-)0.13σが閾値となります。

しかし、ピクセルによっては星の写っているSubframe数が5枚程度のものもあるでしょう。その場合、標準偏差は0.062に跳ね上がりますので、中央値に対して±20%を閾値としてそれ以外をリジェクトするとして、シグマクリップでは;

0.2 * 中央値 / σ= 0.2 * 0.02072 / 0.062 =0.067
すなわちmedian+0.067σが閾値となります。

何となくわかったと思いますが、今回のような用途でσクリップを使う欠点は中央値に対して標準偏差が異様に大きいので、クリッピングファクターを相応に小さな値にしなければならず、かといって小さくしすぎると使えるデータまで排除してしまう可能性があります。

一方、パーセンタイルクリップの場合は中央値に対する比でプラスマイナスそれぞれに閾値を決めれますので、バックグラウンドのK値振れ幅を大体つかんでいれば、それ見合いでクリッピングファクターを決めることができます。今回のような目的に照らして理にかなった方法ですよね。

これらの検証を踏まえて、今回の究極のマスターフラット作りにおいてはクリッピングの方法としてパーセンタイルクリッピングを使う事にし、クリッピングファクターはLow、Highとも15%としました。
この設定でクリッピングをかけると、今回の例題で着目しているピクセルでリジェクトされるのは、1,4,6,8,9,10の6枚のSubframeです。

PixinsightのImageIntegrationでマスターフラットを作成します。
パラメータは、以下のとおりです。

イメージ 5


そして、出来上がったマスターフラットフレームです。見事に星が消えましたね。

(撮影条件は、Apo-Sonnar/D810A、ISO1600、F/3.2、SS=150秒×48枚です)

イメージ 6

モノラルのべイヤーデータを無理やり強調してJPEG化しましたので諧調が減って不自然な感じですが、実際にはもっと滑らかなものです。

こちらは、High rejection ピクセルです。

イメージ 7

M-Genの挙動と恒星がクリップされる様子がよくわかりますね。

こんな感じで究極のマスタースカイフラットは出来上がりましたので、次回最終回はその効果について検証してみたいと思います。

本日はここまで・・・


前回までは予備知識に終始しましたが、今回からは実践編です。

先ずはフラットの元画像(Subframe)の撮影です。
星の少ないエリアをディザガイドで撮影することが大事です。 もちろん、天の川銀河や大きな系外銀河、球状星団などが存在しないエリアで、分子雲やIFNが希薄なエリアであることも大事な条件です。
これらの情報はステラナビなどの電子星図で簡単に得ることができますし、分子雲やIFNの有無はGoogle Skyの赤外画像で把握することができます。

前回、撮影場所はろくぶんぎ座を考えていると書きましたが、比較的低空でカブリが酷いことから場所を変えて上記の条件を満たすおおぐま座のこのエリアにしました。

イメージ 1


撮影時のディザガイドですが、M-GENのSnakeモードを使います。Snakeモードであれば絶対に同じ場所に戻ってくることは無いからです。

イメージ 2
今回の設定は、SnakeモードでWidthを30としました。
この設定で、Apo-Sonnar/D810Aでの移動量は30×1.8=54ピクセルになります。
今回の撮像エリアでは3等星より明るい星は存在しませんので、その2で書いた「星の画像の占めるピクセル数」から推定してwidth30で十分でしょう。


そして撮影。3月8日、茨城県城里町でM81撮影の合間をぬって22時過ぎから撮影を開始しました。
なお、撮影エリア中心部のこの日の南中時間は23時02分です。

撮影機材・条件は、以下のとおりです。
レンズ:Zeiss Apo-Sonnar T* 2/135(F/3.2で使用)
カメラ:Nikon D810A
追尾:EM-11 Temma2M/M-Gen/Kowa LM75JC
撮影条件:ISO1600、F3.2、150秒×45枚
露光開始:3月8日 22時15分
ISO1600、F/3.2で48枚の画像を撮影しました。

撮影画像はこんな感じです。

イメージ 3


48枚中17枚の画像についてマークしたエリアの拡大画像を並べてみました。

イメージ 4

この画像を見る限り、同じピクセル上に星が写る可能性は低そうです。

拡大画像の画像No1について、星が写り込んでいるピクセルのK値を調べてみました。

イメージ 5

D810Aのべイヤー配置はRGGBですが、ここに書いたK値はもっとも明るそうなGベイヤーのK値をピックアップしています。
星が写り込んでいないGべイヤーのK値は0.02程度ですが、星が写り込むことによってK値は0.03(15等星)〜0.24(10等星以上)に跳ね上がることが分かります。
15等星でもバックグラウンドの1.5倍を示していますので、コンポジット時にクリッピングで除外するのはそう難しいことではなさそうですね。

ここまで分かったところで、続きは次回に。



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