ほしぞloveログ

天体観測始めました。

タグ:Photoshop

昨年9月に自宅に遊びに来てくれたあんとんシュガーさん。その時はまだ機材を揃え始めたばかりで、長時間の撮影はできてませんでした。その後自宅前でアンドロメダ銀河を、FS-60CBをポラリスUに載せ、FUJIFILMのX-T2で約1時間半を切るくらいの時間で撮影したそうです。撮った画像は自分自身で、時にはTwitterでの猛者たちの力も借りて、PixInsightの練習も兼ね画像処理を熱心に進めてきてました。その様子はあんとんしゅガーさんのTwitterでの投稿を見てるとよくわかり、私もいくつかコメントを返し、いつかまた一緒に画像処理やりましょうと約束してました。


直前に訪問が決まる

1月22日の金曜日「そろそろどうですか?」と聞いてみたら「それでは明日の土曜日に」となり、急遽自宅に来てもらうことに。新潟の考太郎さんも以前から参加したいと表明されていたので、声をおかけしたのですが、直前のお誘いのためにやはり仕事で都合がつかないとのこと。とても残念がってくれたので、次回こそはぜひ参加していただきたいです。


到着

久しぶりのお客さんなので、午前中少し部屋を片付けました。午後1時過ぎ、あんとんシュガーさんが到着。早速見せてくれたのが、大阪あすとろぐらふぃ〜迷人会の井戸端さん製作の自由微動雲台の改良版。

IMG_1528

以前テストしたものよりも見た目もシンプルに、より頑丈そうになっていて、動きもスムーズそうでした。ただ、星を見てのテストまではできてないので、できれば実測でテストしてみたいです。ちょうどTwitterで井戸端さんと繋がって聞いてみると、揺れを収めるための制振用の柔らかい金属を挟み込んでいるとのことでした。でもこれは後から聞いた情報で、その場で見ただけではわからなかったです。これを聞いてますます実際の星で見てみたくなりました。Twitter上でも、他に手に入れられたからの意見で「相当頑丈に固定できる」との意見が出ていたので、かなりいいものに仕上がっているのかと思います。数は出ていないと思うので、手に入れられたユーザーは多分相当ラッキーなのかと思います。末長く実用レベルで使えるのか思います。


画像処理へ

さて、会話のままに引き続き画像処理になだれ込んでいったのですが、どうやってやるかが考えものでした。あんとんシュガーさんは見事にPixInsight (PI)門下になってしまって(笑)、WeightedBatchPreprocessing (WBPP)でIntegrationしたくらいの画像までは出せるようにはなっています。ただ、それ以降の炙り出しをPIの中だけでやろうとしているため、なかなか苦戦しているようです。まずはあらかじめPIでIntegrationまでした画像を用意して、今回はストレッチまで進めるところを実際にやってもらって、その後は別のソフト(今回はPhotoshop)に移して(あんとんシュガーさんはPhotoshopは持っていないので)やり方を「見て」もらう、としました。


PixInsightにて

まずIntegrationした直後の画像は、当然ですがPI上では真っ暗です。あんとんシュガーさんは、そもそもきちんと撮影できているかどうか不安で、この画像にどれくらいの情報が入っているのか理解し切れていないようでした。なかなか細部まで出てこなかったことから来ている不安だと思います。少し安心してもらいたくて、以前Twitterに投稿された画像(JPEG)から、私の方でStarNetで分離して、少しだけ炙り出した画像をTwitterで再投稿したことがあります。

Epqa74tVEAQiGyN_ABE_DBE_back

JPEGから出したものなので、情報は既に欠落しているはずです。それでもこれくらいの淡いところまで残っているので、もう素材としては十分なものが撮れているわけです。その眠っている情報を引き出すことはやはり多少の技術がいるので、今回はそこを重点的に説明することになりました。

といってもやったことは当たり前のことで、
  • AutomaticBackgoundExtractor(ABE)、DynamicBackgroungExtraction(DBE)で周辺減光など、できるだけフラット化しておくこと。
  • PhotometricColorCalibration(PCC)で恒星の色を正しいと思われるものに合わせること。
  • 主にArcsinhStretch(AS)を使って、彩度を落とすことなくストレッチすること。
がメインです。

まずABEですが、2次と4次で個別に処理してみましたが、どちらも結果にあまり変わりはなく、銀河の周りに大きなリングが残ってしまいました。ここでABEは諦めてDBEに。今回は銀河なので、暗黒帯や広い範囲にわたる星雲もなく、DBEでのアンカーは銀河以外のところに数多く、明るさの差があるところは細かく打っていきます。その結果、ABEの時よりはかなりマシになりましたが、それでもリングはうっすらと残ってしまっています。ちょうど良いタイミングでniwaさんがDBEの面白い使い方を示してくれていました。



この情報はあんとんシュガーさんが帰ってから読んだので、今回は試せませんでしたが、これでうまくリングが消えるかもしれません。それでもDBEで相当フラットになったので、M31のかなり淡いところまで出てくるようになります。ここがまず一つ理解してもらいたかった点です。

PCCはデフォルトの12等星まででなく15等星くらいまでにすること、Apartureをデフォルトの8でなく12くらいまで増やすことで、おかしな色バランスになることを防ぎます。詳しくはniwaさんたち委員会の結果を見るといいです。ちなみに私は(どこで知ったか、もう覚えていないのですが)おまじないのように15等星までやっていたので、これまで色バランスがおかしいと思ったことはないです。




次ですが、あんとんシュガーさんは色を出すのに苦労しているようなので、ASで彩度を落とさないようにストレッチしてみます。ASにはハイライトを防ぐオプションがあるのですが、これは通常オンにしておきます。ところが今回はこれをオンにしたことで少し苦労しました。ASを何段階かに分けてかけ、最後のみScreenTransferFunctionとHistogramTransformationで微調整して以下のようになりました。

_60_30__ABE_DBE1_Sam_toPS

最大にストレッチしきる手前で止めてあります。ASのハイライト防止のオプションのために恒星がサチることはいです。この状態でStarNetをかけると、一部の恒星が銀河や星雲などととして認識され、うまく分離できないという問題が出ました。恒星としての鋭さがないことが原因です。そのため、別途ストレッチを戻してから再びSFTとHTをかけて、あえて恒星をサチらせるようにすると、きちんと恒星と背景を分離できました。ここで作った恒星部をMorphologicalTransformation(MT)でDilationをかけて少し恒星を拡大してマスクとしました。

そうそう、このときあんとんシュガーさんから「サチる」がわからないと質問されました。Twitterとかでも使われてるのをみるけど意味が分からないというのです。多分これ理系用語なんですよね。「飽和」を意味するSaturationからきていますが、実験とかして電圧が測定範囲外で上に張り付いたりするときに「あ、サチってる」とか普通に使っています。

恒星をサチらせていない上の画像と、別で恒星をサチらせて作ったマスクを、16bitのTIFFフォーマットで保存して、Photoshopで開きます。でもここからはあんとんシュガーさんがPhotoshopを持っていないので、あらかたの作業工程を見せるだけになります。


Photoshopにて

Photshop上ではアルファチャンネルを利用して星マスクをかけて、銀河部分をあぶりだし、且つ銀河以外の背景のノイズを軽減します。特に銀河部の色出しは彩度、明度をともに調整しつつ自分の好みになるように調整します。中でもCamera Rawフィルターは便利なので初心者にも使いやすいと思います。

今回は星マスクを使いPhotoshopで処理しましたが、StarNetで分離した恒星画像とその他銀河を含んだ背景画像に分けた状態で処理し、レイヤーで重ねる方法もあります。ただ、PI上でArcsinhStretchを使ったために恒星が一部分離できなかったので、今回はこの方法を取ることができませんでした。後のレイヤーでの合成をうまくできるなら、初心者にはこちらの方がやりやすいと思います。

ノイズに関してはNik CollectionのDfine2やDeNoise AIが強力です。それでもこれらツールには限界はあるのと、ときには強力すぎることもあるので注意が必要です。

_60_30__ABE_DBE1_Sam_low

Photoshopに持ってくる前の画像と比べると、銀河の色は出ていますが、どこまで淡いのが出てるかに関しては、Photoshopで処理してもそこまで変わらないのかと思います。背景は銀河の炙り出しとともに荒れてきたのでDeNoiseをかけています。本当は銀河部だけのマスクを作って、銀河だけ炙り出すようなことをやるともう少しましになるのかと思いますが、今回はそこまで時間をかけることができませんでした。


課題

それらのことを含めて、まだできそうな改善の余地をあげておくと
  • DBEでもう少し銀河回りのリングをうまく除去する
  • Pink starの除去
  • 銀河部だけのマスクを使った処理、そのための銀河以外の背景のノイズ処理
  • 最後の微調整に時間をかけること
などかと思います。

結局午後6時くらいまででしょうか、5時間くらいずっとほぼ休憩なく画像処理でした。私自身いつものように紆余曲折しながら長い時間かけましたが、こういったごちゃごちゃした過程を、丁寧に一つ一つ潰しながら、時に後ろに戻って時間をかけてやっていくということを見せたかったのです。

あんとんシュガーさんはすごく熱心なので、多分今回やったこと、見てもらったことを、また自分で繰り返してくれるのかと思います。その場でも話していたのですが、前回9月にきたときにはまだ処理する画像ファイルも無いような状態だったので、すでに今回までに相当大きく進歩しています。春になれば北陸も晴れる日が増えてくるはずなので、撮影もどんどん重ねていくのかと思います。

重要なのはせっかく撮影した画像からいかに情報を引き出してやるか。環境の良いところで長時間撮影したものは処理も楽なのですが、自宅前で撮影したようなものは、画像処理もある程度手間をかけてやらなければなかなか見栄えのするものにならないです。これからも楽しんで画像処理をすすめて頂けたらと思います。


先日処理したバラ星雲ですが、HUQさんにfacebookで「ほとんどの星が白くなり、バラの中の青っぽい部分が無くなっている」との指摘を受けました。改めてみて見ると、白というよりは少し赤に近くて、確かに青っぽさはかけらもありません。リベンジと思って色を出すことだけにこだわりすぎて、赤を強くしすぎたのが一番の原因です。途中まではホワイトバランスにも気を使っていたのですが、やはり最後の味付けのところでイメージの色を表に出してしまう悪い癖があります。

いったんある程度処理した画像をfacebookにアップしましたが、やはりまだいろいろと欠点が見えまくっているので、これではだめになってしまうと猛省して再度画像処理をしてみました。特に今月号の天文ガイドにも星ナビにも見事なバラ星雲が掲載されていて、まったく太刀打ちできていない自分が情けなくなりました。


ダメな点
  • 恒星が白飛びしてしまっている。実はあまりこれまで白飛びを気にしていなかったのですが、やはり白飛びはダメだと改めて考えることにします。露光時間を変えることでHDRの効果を狙うのはありかと思いますが、今回は撮っていなかったので、これ以降短時間露光を取っておく癖をつけようと思います。
  • フラットがうまくいかない。フラット補正をしても、どうしても周辺減光が残ってしまいます。ぱっと見はうまくいっているようでわかりにくいのですが、炙り出していく過程ではっきりしてきます。上の隅なのですが、右と左で違っていて、片方は明るすぎでもう片方は暗すぎとかです。さらに、なだらかな周辺減光というよりは、境がはっきりしていて、途中まで暗くなって、そこの境で折れ曲がるように明るい方向に向かうなどです。一緒の日に撮ったマルカリアンでは問題なく補正できているみたいです。
  • バラ星雲中心付近の青が何も出ていない点。
  • 小さい画像で見るといいのですが、拡大するとボロが顕著に目立ちます。粒状感があり、それをごまかすためにNik Collectionでノイズ除去をしているので、のっぺりしてしまっています。決定的なのは、月が出ているあまりよくない環境で撮ったとことと、露光時間がまだまだ足りないことかと思います。マルカリアン撮影前の練習というのは単なる言い訳で、きちんとやるなら時間を選ぶことは必須です。今回は画像処理だけではどうしようもないので、再度もっと暗いところで撮影したいと思います。将来印刷まですることを考えると、拡大に耐え得る画像にしたいです。


疑問点
  • フラットフレーム自身はたぶんうまく撮れているはず。なのになぜ完全に除去できないのか?フラットのオフセットが必要なのか?
  • ベイヤーRGB変換はバッチ処理ができないので、多量の枚数を一枚一枚変換しなくてはならないが、コンポジットした後にRGB変換するのはダメなのか?
  • レベル補正はどこまで追い込んだらいいのか?特にステライメージからPhotoshopに渡すときに、あらかじめかなり切り詰めて色を強調しておいたらいいのか、多少余裕をもってPhotoshop上で切り詰めたらいいのかのさじ加減がわからない。
  • デジタル現像の際のパラメーターはデフォルトのままでいいのか?星雲の明るさを犠牲にして白とびを抑えることに主眼を置いた方がいいのか、ある程度白とびを犠牲にしてこの段階で星雲の色を出しておいた方がいいのか?



問題ないと思っている点
  • ダーク補正は問題なさそう。
  • ホット/クールピクセル除去はやっておいた方がいい。
  • Nik collectionは強力すぎるきらいもあるが、うまく使うと非常に効果が高い。特にDfine2でのノイズ除去は粒状感が取れるので今回は良しとする。Color Efex Pro 4の一つ目のコントラストと、二つ目のコントラストもかなりフレキシブルで、思った通りの色が出やすい。



ダーク処理まではこれまでのやり方の通りで完了しているものとします。

フラット補正

前回の記事で詳しく検証してます。


ホット/クールピクセル除去、コンポジットも通常通り行います。コンポジットの際、どうも星像が流れていくのは多少は平均化されて目立たなくなるようなので、今回は色の方を重視し、前回失敗だと判断した21枚を新たに加え、計57枚でコンポジットしました。

今回の記事はここからが本番です。


レベル補正

ステライメージ7上でレベル補正で星雲部分を炙り出します。ホワイトバランスもここで整えます。

まず適当にRGBでヒストグラムのピークあたりを拡大して星雲をあぶり出します。どこまでやるか悩ましいところですが、暗い側はとりあえずヒストグラムのピークから下の斜めの傾きを伸ばしたところらへんまで、下の三角を持って来ます。明るい側は色が出てくるくらいまでかなり攻めます。

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次にホワイトバランスを整えます。簡単にはステライメージのオートストレッチ機能を使ってもいいのですが、狂うこともよくあるので、レベル補正で合わせた方が確実です。基本的にはヒストグラムの3色のピークの位置を合わせることと、ピークの左側で3色がどこか一点で交わるようにすることです。

IMG_1254


この時点恒星は飛んでしまっていますが、次のデジタル現像で復元するのでよしとします。


カブリ、周辺減光補正

これもステライメージでの作業です。フラット補正で補正しきれなかったところを手動で補正します。最初のころはポイント指定でやっていたのですが、今はラインでやっています。ただラインの場合はなれないとうまくいかないこともあるので、ある程度訓練が必要です。なれないうちはポイントの方が楽かもしれませんが、これもなかなか思った通りに行ってくれないことが多いです。

まずはカブリ補正で上下と

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左右のアンバランスを取り除きます。

IMG_1256


ただし、上と下で、左右方向のカブリが反転しているなど、複雑なカブリは取り除くことができません。こう言った場合はポイント指定を使うしかないですが、これも思った通りにいかない場合も多く、限界があります。

次に周辺減光をラインで取り除きます。

IMG_1257


上の画像のように、画面の上側に合わせて周辺減光をフィットさせると、画面下側では合わなかったりするので、ラインでやれることは限られています。たとえば下の二隅は変化させず、上の二隅だけ補正するというようなことや、左右だけ補正して、上下方向は補正しないというようなことは原理的にできません。そのような場合にはポイント指定で逃げきるしかありません。



デジタル現像

ここで恒星が白とびしないよう、相当気を使います。上の右側の三角を右に持っていくと白飛びを防ぐ方向に行きます。星雲は多少暗く、眠くなってしまいますが、後でまた炙り出せるので、ここでは恒星の白とびを防ぐことに主眼を置きます。

IMG_1260



ここまでがステライメージの役割です。これ以降はPhotoshopに移ります。データをtiff形式で保存します。



トーンカーブ

Photoshopに移ってからは基本的にはレベル調整は階調を損してしまうことが多いので使いません。これはステライメージと違って、レベル補正が不可逆だからです。その代わりにトーンカーブで色を明るい領域まで持っていきます。とはいっても、最近は次のNik collectionの下準備のようになってしまっています。

トーンカーブでは暗いところをより暗くし、中間域を持ち上げ、明るいところはそのままにが原則です。イメージとしてはピークを明るい方に広げていくような感じです。

IMG_1261


もう一つトーンカーブの重要な役割に、崩れたホワイトを整えるというのがあります。色々処理していると途中ホワイトが崩れていることがよくあります。レベル補正は使いたくないので、トーンカーブでホワイトバランスを整えています。基本は同じく、3色のピーク位置を合わせることと、ピークよりくらい側で3色が交わる点を作ることです。



Nik collection

Nik collectionはPhotoshopで動くプラグインで、一年前は6万円くらいしてたものらしいのですが、現在は無料です。元の値段でも十分価値があると言ってもいいくらい強力なプラグインで、天体画像処理にとっても相当強力なツールです。今回使ったのは2種類で、
  • Color Efex Pro 4の2つ目のコントラスト
  • Dfine2
です。コントラストは二つあるのですが、二つ目の方が使いやすい印象です。


コントラスト一回目

実際の処理はコントラスト一回目の様子が

IMG_1262

になります(PCの画面を写真に撮っているので見にくいかもしれません)。パラメータを見てもらうとわかりますが、
  • 明るさ
  • コントラス
  • コントラスト
  • ソフトコントラスト
  • 彩度
とあり、特に最初のコントラストとソフトコントラストは恒星の明るさをあまり変えないので重宝します。彩度を上げますが、ホワイトバランスが崩れるので、Nikを出てから一度トーンカーブでホワイトを整えます。

ホワイトを整える前、Nikから出た直後の画像が以下、

x57_level_white_genkou_digital_nikcolorcontrast


ホワイトを整えた画像が以下になります。

x57_level_white_genkou_digital_nikcontrast_tonea


Dfine2

粒子状が目立つようになってから、Nik collectionのDfine2を、コントラストノイズ100%、カラーノイズ100%でかけます。これをノイズがあまり見えていない状態、例えばレベル補正より先にやってしまうと、あまり意味がなくなります。

Dfine2終了後の画像が以下です。拡大しないと違いはよくわからないです。

x57_level_white_genkou_digital_nikcontrast_tone_Dfine



コントラスト2回目

さらに2回目のコントラスト

IMG_1263

で相当色を出しています。多少きつめに出しておいて、下の写真のようにできたレイヤーの不透明度を変えることで微調整したりします。

IMG_1265


Nikから出た直後が下の画像です。

x57_level_white_genkou_digital_nikcont_tone_Dfine_Nikcont


ここでもホワイトバランスが崩れるので再びNikを出た後でトーンカーブで揃えます。ヒストグラムが複雑な形になってくるので、どうしても客観性がなくなり好みの色が多少入ってきます。ただしやはりこのままだとどうしても青が出ないので、トーンカーブで少しBlueを明るい側に移して強調しました。ついでに、GreenとRedも少しいじります。ここに一番好みが入ってきて、またホワイトバランスを崩す原因にもなるので注意です。

この時点でこのようになります。

x57_level_white_genkou_digital_nikcont_tone_Dfine_Nikcontr_tone



HDR合成

恒星が一部白飛びしているので、レベル補正などの処理をする前の明るい部分に情報が残っているファイルを開き、HDR合成をします。ただし、HUQさんが指摘した通り、そもそも撮影時のヒストグラムのピークが真ん中らへんまで来ているので、明るい方の階調があまりないです。本来なら短時間露光の写真を別で撮っておくべきでした。

マスク完了後、レイヤーの不透明度を調整します(PC画面を撮影したのでサチっているように見えますがが、実際の画像はさらにその下にあります)。

IMG_1266



HDR合成完了後の画像です。

x57_level_white_genkou_digital_nik_tone_Dfine_Nik_tone_HDR



最終調整

周辺減光がどうしても取りきれないところをNik collectionのコントロールポイントを使い、部分補正をします。粒状感がまだ残っていたので、もう一度Dfine2をかけました。その他青を少し強調、コントラストアップなど細かい調整を少しだけしています。

さらに画像を切り取って逆さまにして完成です。できた画像がこちらです。

final


C49 バラ星雲
撮影地: 富山県富山市, 2017年3月3日21時48分
タカハシFS-60Q(D60mm f600mm F10 屈折), Celestron Advanced VX赤道儀
キヤノンEOS 60D(新改造, ISO3200, RAW), 露出2分x57枚 総露出114分
f200mmCanonレンズ+ASI224MC +PHD2による自動ガイド
ステライメージ、Photoshop CC+Nik collectionで画像処理



HUQさんの指摘から色々試すこと約一週間、前回よりは青色も出ているのと、白飛びもだいぶんましになったので、多少は良くなったのではないかと思いますが、それでもベテランの方々のバラ星雲とは比べるまでもないレベルです。改めて見比べると、今回の方が粒状感が増加してしまったのと、透明感が無いように見えます。

周辺減光など一部強引な部分修正もあるので、お絵かきの感も入るのですが、基本的に撮影した元画像が悪いと画像処理で苦労して、元画像がいいと画像処理はほとんどしなくても素晴らしい仕上がりになります。今回は月明かりがある中での撮影でしたので、最後までなかなか納得できず、やはり今一度リベンジ撮影をしたいと思います。

最後になりますが、とても長い記事になってしまい色々書いてきましたが、所詮天体写真の初心者が試行錯誤で書いていることなので、未熟な技術や、間違ったこともたくさんあることかと思います。どうか温かい目で見ていただき、コメントなどで指摘していただけるとありがたいです。




 

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