縞ノイズを時間的に見てみる
もしかしたら興味がある人もいるかと思い、縞ノイズを時間的に可視化してみました。先のバラ星雲の1日目のディザーなしで撮影した失敗画像約2時間ぶんの24枚を使っています。中心あたりの一部を拡大して見ています。といってもやったことは簡単で、ディザーなしで撮影した画像を、PixInsightで動画にしただけです。
これはガイドをしていても、たわみなどでガイド鏡と撮影鏡筒の相対的な視野が一方向にずれてしまうために起きます。それでももしノイズが完全にランダムなら、このように流れるようには見えないはずです。ノイズが流れて見えるということは、ノイズに時間的なコヒーレンスがあるということです。うーん、結構ありますね。あれだけの縞ノイズになるのもわかる気がします。
縞ノイズ動画の作り方
さて、この動画の作り方です。今回縞ノイズを時間的にみる目的でしたが、このやり方覚えておくと色々応用が効きそうです。基本的に、PixInsightを使います。
- 普通にBatchPreprocessing 処理などで進めます。
- master以下のregsteredフォルダに入っている、位置合わせまで終わって、Integrationする寸前のファイルを使います。ここまでは普通にDebayerしてStarAlignmentでも構いません。
- Blinkでそれらのファイルを開きます。
- とりあえずは、デフォルト機能の再生ボタン（右三角）を押すと確認できますが、順に動画のようになるように見せるだけです。オートストレッチもできるのでみやすくなります。カラーバランスが悪い場合は、RGBのリンクをオン／オフする「鎖マーク」のアイコンを押してください。
- Previewで一部を切り取るとその部分だけ拡大して見えます。
- それをBlink画面の右下の一番右端の撮影開始マークアイコンで動画にします。
- ffmpegがない場合は別途インストールしてください。
- ffmpegがインストールされていても、実行ファイルをフルパスで入れないとダメでした。/usr/local/bin/ffmpegとかいうことです。
- オプションは秒20コマのgifファイルにしたかったので、 -y -r 20 -i Blink%05d.png Blink.gifとしました。
M42の場合
もう一つ例です。TSA-120でM42を撮影した時のものです。約30分くらいの撮影時間で、枚数は14枚です。これはディザーもそうですが、ガイドさえもしてないので赤道儀の極軸の精度が悪くてずれていってしまっているものです。上のバラ星雲のように画像の一部ではなくて、ほぼ全体像を示しています。解像度はこのブログにアップできるように(一画像当たり5MBが制限)落としてあります。
縞ノイズの原因となるクールノイズなどに混ざって、おそらくバイアスノイズに相当する縦線のように見えるノイズも流れていることがわかります。基本的にランダムでないノイズは、全て縞ノイズになり得るだろうことがわかります。
これを普通にスタックすると下のように縞ノイズが盛大に出てくるわけです。
バラ星雲のもそうですが、時間的にこれだけ明らかに変化しているのがわかるのなら、なんとか分離してペラっと一枚皮を剥ぐようにこのノイズだけ取れないですかね？
コメント
コメント一覧 (13)
なんとなくガイドのズレが蓄積して縮緬ノイズになっている気はしていましたが、こうして目に見えると説得力があります。オートガイドをしていてもこれだけガイド鏡が撓んでいるのはちょっとショッキングですね。
対策としてはやはりディザーでタワミを不規則に散らす。オフアキなどでガイドが撓まないようにするといったところでしょうか。ソフトウェア的に消すよりも、根本的な原因を断ったほうが良さそうな気がします。
ありがとうございます。いろんな処理をしている過程で、もしかしたら他の人が見ても面白いんじゃないかと思い公開しました。誰か面白い除去アルゴリズムを考えてくれないかなあという期待も少しあります。
たわみを完全になくすのはかなり大変だと思います。テストするのも長時間だし、仮に実用になってもいつ発生するか、実際にスタックするまでわからないので不安になります。
ソフトでの除去も限界がありそうで、結局ディザーが一番手軽な解決方法かと思っています。
オフアキは機材は持っているのですがまだ試したことがありません。たわみが本当に取れるのならやってみる価値はあるかもしれませんが、カメラもその上に乗っかるので、強度的に弱くてたわみそうな気もします。
ノイズ流れてますね。
通常のBIASでは取れないわけですから
厄介な感じです。
不規則なディザーガイドで平均化してノイズを
取るかいろいろ頭を悩ましそうです。
M42はバイアス補正もしていないので、そのまま残っています。
ノイズがあって流れたらという複合原因かと思われますので、どちらかを叩けばいいのかと思います。ディザーは流れを散らすので確実に片方やっつけます。とりあえずはこちらが楽かと。
ソフト的に何かやれることはあると思いますが、まだ本当に何が原因か納得できていません。クールピクセル、ホットピクセルは原因の一つだと思います。でも、それだけでもない気もしています。もう少し考えてみたいですが、泥沼になる可能性もあるので、まあほどほどにやります。
これは面白いですねえ🤣
うちのデジカメではISO1600では全く発生せず、3200にした途端発生します。カメラのノイズ特性にも影響されるでしょうね。
ありがとうございます。
Twitterのコメントでも出てる人、出てない人がわかれるみたいです。こたろうさんと逆に低いISOだと出て、高いISOだと出ない人もいるみたいです。
まだ色々謎です。
いえいえ、まだまだ謎だらけです。
なぜ縞ノイズが出るのか、原因は何か、複合原因なのか、出る人と出ない人がいるのはなぜか？
原因がわかったとして、縞ノイズを出さない方法、出てしまった縞ノイズを軽減する方法はあるのか？
いくつかアイデアや指針も出ているけれども、再現性があったりなかったり、またわかっていないことも多いです。
でもやはり困ってる人も多いので、なんとかしたいです。
時間的なコヒーレンスがある、というのがいまいちわからないのですが、単に固定ノイズというか各ピクセルごとの感度差のみが縞ノイズの原因というわけではないということでしょうか？
それにしてもこれだけ縞ノイズが出るということは、逆に言えばガイドが完全であればウソの濃淡像が得られてしまうということですよね。
ダーク・フラット補正をすればどの程度ましになりそうでしょうか。
軽減法は、あ〇〇なーとさん的手法の出番のような・・・
わかりにくくてすみません。単にランダムでないノイズという意味です。時間的見ても固定なので、という意味です。例えばわかりやすいのはM42の、単に縦に走っている様に見えるバイアスノイズの様なものです。
M42の方は位置合わせ以外何もしていないので、むしろ縞ノイズを見せる目的の様なものです。バイアスとダークとフラット補正をすればかなりマシになるとは思います。それでも全部取り切れるものでもないので、ギリギリまで炙り出すと目立ってくると思います。
あぷらなーとさんの手法は有効だと思います。FlatAidProでできるのはモノクロだけらしいので、カラー版を自分でMatlabで組んで、一度試してみようと思っています。
まだイマイチクールピクセルがどんなものか、ステライメージとかPixInsightでどうやって除去してるのかわかってません。まあ、一度組んでみればある程度理解できるかと思っています。
かんたろうさん、こんばんは。今日は電話でどうもでした。
その通りだと思います。ズレはないに越したことはないです。
胎内で一緒に買ったガイド鏡で新たに組んで試すので、どこまでズレがなくなるか楽しみです。
縞ノイズはやはり複合原因で出てくるのだと思います。ディザーでズレは緩和できるので、たとえずれても散らしてさえいれば問題なくなると思います。
あと、まだ原因はあって、今確証を得るためにいろいろ処理を試しています。もう少しで記事に出来そうなので、今しばらくお待ちください。