一連のBXTによる再画像処理の4例目です。これまで以下のように3つの再処理例を記事にしてきました。





元々BXTで言われていた星雲部分の分解能、あまり話題になってなくて遥かに期待以上だった恒星の収差補正など、劇的な効果があります。

その一方、最近のM106の画像処理で分かったのは

• BXTで銀河中心部の飽和が起きることがある。
• BXTの恒星認識に引っかからない微恒星が小さくならなくて、恒星の明るさ位に対する大きさの逆転現象が起きる。
• 光軸調整が不十分なことから起きる恒星の歪みはBXTで補正できなくてむしろ変な形を強調してしまうことがある。
• BXTはリニア段階（ストレッチする前）で処理すべき(とBXTのマニュアルにも書いてあります)だが、LRGB合成はノンリニア（ストレッチしてから）処理すべきなので、リニアでできるRGB合成した後の段階ではBXTを使うことができるが、（額面通りに理解すると）LRGB合成した段階でBXTを使うことはできないということになる。

など、弊害や制限も少なからずあるということです。

M106も2度処理しているのである意味再処理なのですが、BXTを使っての「過去画像の」再処理という意味では、銀河を扱うのは今回初めてになります。これまで手をつけなかったことには実は明確な理由がありますが、そこらへんも記事に書いておきました。

そう言ったことも踏まえて、今回のBXTを使った処理では何が分かったのでしょうか？



ターゲットのM51: 子持ち銀河ですが、昨年4月に自宅でSCA260を使い、ASI294MM ProのRGB撮影で総露光時間4時間半で撮影したものです。

実はM51の再処理、かなり初期の頃に手掛けています。時期的は最初のBXTでの再処理の最初の記事の三日月星雲よりも前に試しています。銀河はBXTで分解能が上がることをかなり期待していました。でも改善がほとんど見られなかったのです。

BTX導入直後くらいに一度M51の再処理を試み、その後三日月星雲とかを処理してある程度技術的にも確立してきた後に、さらに再処理してみたM51です。

同じ画角の元の画像を下に載せます。

再処理ではHαを載せていないので、派手さはないのは無視してください。2つを比較してみると、確かに少し分解能は上がったかもしれません。でも思ったほどの改善ではありませんし、むしろノイジーになるなど、悪くなっているところも見受けられます。なんでか色々考えたのですが、恐らくですが以前の処理はDeNoise AIを利用するなどかなり頑張っていて、すでにそこそこの解像度が出ていたということです。言い換えると、(今のところの結論ですが)いくらAIと言えど、画像に含まれていない情報を引き出すことは（例え処理エンジンは違っても）できないのではということです。逆に情報として含まれていないものを飛び抜けて出したとしたら、それは流石にフェイクということになります。

BTXとDeNoise AIを比べてみると、DeNoise AIの方が（天体に特化していないせいか）大きくパラメータを変えることができるので、おかしくなるように見えると思われがちですが、おかしくならない程度に適用する分には、BXTもDeNoise AIもそこまで差がないように思いました。DeNoise AIはノイズ除去と共にSharpen効果もあるのですが、BXTはノイズについてはいじることはないので、DeNoise AI = NoiseXTerminator + BlurXTerminatorという感じです。

それでは、DeNoise AIではなくBlurXTerminatorを使う利点はどこにあるのでしょうか？最も違うところは、恒星の扱いでしょう。DeNoise AIは恒星ありの画像は確実に恒星を劣化させるので、背景のみにしか適用できないと思っていいでしょう。その一方、BlurXTerminatorはAIと言っても流石にdeconvolutioinがベースなだけあります。星像を小さくする効果、歪みをかなりのレベルで補正してくれる効果は、BlurXTerminatorの独壇場です。恒星を分離した背景のみ、もしくは恒星をマスクした背景のみの構造出しならDeNosie AIでもよく、むしろノイズも同時に除去してくれるので時には便利ですが、やはり恒星をそのままに背景の処理をできるBXTとNXTの方が手間が少なく恒星のダメージも全然少ないため、天体写真の処理に関して言えばもうDeNoise AIを使うことはほとんどなくなるのかと思います。



さて、上の結果を見るとこのままの状態でBXTを使ってもあまり旨味がありません。根本的なところでは、そもそもの元画像の解像度がをなんとかしない限り何をやってもそれほど結果は変わらないでしょう。

というわけで、RGBでの撮影だったものに、L画像を新たに撮影して、LRGB合成にしてみたいと思います。当時はまだ5枚用のフィルターホイールを使っていて、Lで撮影する準備もできていくてLRGBに挑戦する前でした。この後のまゆ星雲ではじめて8枚用のフィルターホイールを導入し、LRGB合成に挑戦しています。

撮影日はM106の撮影が終わった3月29日。この日は前半に月が出ているのでその間はナローでHα撮影です。月が沈む0時半頃からL画像の撮影に入ります。L画像だけで合計47枚、約4時間分を撮影することができました。

ポイントはASI294MM Proで普段とは違うbin1で撮影したことでしょうか。RGBの時もbin1で撮影していますが、これはM51本体が小さいために高解像度で撮影したいからです。bin2で2倍バローを用いた時と、bin1でバローなど無しで用いた時の比較は以前M104を撮影した時に議論しています。


解像度としてはどちらも差はあまりなかったが、バローをつける時にカメラを外すことで埃が入る可能性があるので、それならばbin1の方がマシというような結論でした。

以前RGBを撮影した時は1枚あたり10分露光でしたが、今回は5分露光なので、ダーク、フラット、フラットダークは全て撮り直しになります。



画像処理は結構時間がかかってしまいました。問題はやはりLとRGBの合成です。前回のM106の撮影とその後の議論で、理屈上は何が正しいかはわかってきましたが、実際上は何が一番いいかはまだわかっていないので、今回も試行錯誤です。今回下記の6つの手順を試しました。Niwaさんや蒼月城さんが指摘されているように、LinearでのLRGB合成で恒星の色がおかしくなる可能性があるのですが、今回は際立って明るい恒星がなかったので、LinearでのLRGB合成がダメかどうかきちんと判断することができなかったのが心残りです。

1. RGBもL画像もLinear状態で、LRGB合成をしてからBXT。
2. RGBもL画像もLinear状態で、BXTをしてからLRGB合成。
3. RGBもL画像もLinear状態で、だいこもんさんがみつけたLinLRGBを使い、HSI変換のうちIとL画像を交換。
4. RGBとL画像とLinear状態でBXTまでしてから、フルストレッチしてNon Linear状態にしてからLRGB合成。
5. RGBとL画像とLinear状態でBXTまでしてから、フルストレッチしてNon Linear状態にしてからLab変換して、aとbをconvolutionでStdDev=5でぼかしてからLab合成。
6. RGBとL画像とLinear状態でBXTまでしてから、少しだけストレッチしてLinearに近いNon Linear状態にしてからLab変換して、aとbをconvolutionでStdDev=5でぼかしてからLab合成。

と試しました。赤は間違ったやり方、紫はまだ検証しきれていないやり方です。

ちなみに

• BXTはリニアで使うべし。
• LRGBはノンリニアで使うべし。

というルールがあるので、最も正しいと思われる順番は

• WBPP -> ABE or DBE -> RGB合成 -> RGB画像にSPCC -> RGB画像、L画像それぞれにBXT -> ストレッチ -> LRGB合成

かと思われます。この手順は4番に相当します。RGBがノイジーな場合には5番もありでしょうか。

それぞれの場合にどうなったか、結果だけ書きます。赤はダメだったこと、青は良かったことです。

1. 星雲の明るい部分に青飛びが見られた。（極端に明るい恒星はなかったので）恒星などの飛びは見られなかった。LRGB合成した後でBXTをかけるので、本来恒星が小さくなると期待したが、うまく小さくならず、変な形のものが残った。
2. 星雲の明るい部分に青飛びが見られた。（極端に明るい恒星はなかったので）恒星などの飛びは見られなかった。1に比べて恒星が明らかに小さくなった。
3. 星雲の明るい部分に青飛びが見られた。（極端に明るい恒星はなかったので）恒星などの飛びは見られなかった。1に比べて恒星が明らかに小さくなった。ちなみに、LinLRGBはPixInsightに標準で組み込まれているものではなく、Hartmut Bornemann氏が作ったもので、ここにインストールの仕方の説明があります。
4. 青飛びが少し改善した。1に比べて恒星が明らかに小さくなった。ただし最初にストレッチしすぎたせいか、解像度があまり出なかった。
5. 青飛びが無くなった。1に比べて恒星が明らかに小さくなった。ただし最初にストレッチしすぎたせいか、解像度があまり出なかった。
6. 青飛びが無くなった。1に比べて恒星が明らかに小さくなった。ストレッチしすぎてなかったせいか、一番解像度が出た。

というわけで、正しいと思われる4番は悪くないですが、青飛びを完全に解決できなかったことと、ストレッチの度合いがRGBとLが別だとどこまでやっていいかの判断がつきにくく、結局6番を採用しました。でもストレッチをあまりかけずにLを合成することが正しい方法なのかどうか、いまだによくわかっていません。その一方、Lab変換でabをボカしたことが青飛びを完全に回避しているので、手段としては持っておいてもいいのかもしれません。



その後、Photoshopに渡して仕上げます。分解能を出すのにものすごく苦労しました。AstrtoBinでM51を検索するとわかりますが、形の豪華さの割に、大きさとしては小さい部類のM51の分解能を出すのはなかなか大変そうなのがわかります。物凄く分解能が出ている画像が何枚かあったので「おっ！」と思ったのですが、実際にはほとんどがHubble画像の再処理でした。1枚だけHubble以外でものすごい解像度のものがありましたが、望遠鏡の情報を見たら口径1メートルのものだったのでさすがに納得です。それよりもタカsiさんが最近出したM51の解像度が尋常でないです。口径17インチなので約43cm、これでAstroBinにあった口径1メートルの画像に勝るとも劣りません。43cmでここまででるのなら、自分の口径26cmでももう少し出てもおかしくないのかと思ってしまいます。今回私の拙い技術で出せたのはこれくらいです。クロップしてあります。



元の大きさではこうなります。ただしbin1のままだと画素数が多すぎてブログにアップロードできないので、解像度を縦横半分のbin2相当にしてあります。


中心部を比較してみます。左が昨年のRGBだけのもの、右がL画像とHα画像を撮り増ししたものです。

見比べると、明らかに今回のL画像が入った方が分解能が増していることがわかります。ただすでに画像処理がキツすぎる気もしています。今の機材でこれ以上の分解能を求めるにはどうしたらいいのでしょうか？

考えられる改良点は、

• シーイングのいい時に撮影する。
• Lがフィルター無しなので、UV/IRカットフィルターを入れて赤外のハロなどをなくす。
• 振動が問題になる可能性があるので、三脚の足に防震シートなどを入れる。
• 読み出しノイズに制限されているわけではなさそうなので、揺れ対策で1枚あたりの露光時間を3分ほどにしてみる。
• Lの総露光時間をもっと増やす。
• 暗い空で撮影する。
• バローを入れて焦点距離を伸ばし、かつbin1で撮影する。

などでしょうか。小さな天体を撮影する際の今後の課題としたいと思います。



BXTという観点からはあまり大したことは言えていません。分解能という観点からはDeNoise AIとそこまで能力は差がなさそうなことがわかりますが、恒星の収差補正などに利点があり、今後DeNoise AIを使うことはほぼなくなるでしょう。リニアなステージで使うことが正しそうで、RGBとLで別々に処理して合成しても問題なさそうなことがわかりました。BXTなしとありでは分解能に圧倒的に差が出て、今回もM51としてはそこそこの分解能になっていますが、まだ鏡筒の性能を引き出し切っているとは言い難いのかと思います。

RGBだけの場合と、Lがある場合では分解能にあからさまに差が出ることが改めてわかりました。でもなぜそこまで差が出るのか、自分自身本質的にはあまりよくわかっていません。単にLの露光時間が長いからなのか? R、G、Bとフィルターで光量が減るので、それに比べて全部の光子を拾うLが得なのか? それとも他に何か理由があるのか? 一度、R、G、B、Lを全て同じ時間撮影して、RGB合成したものからLを引き出して比較してみるのがいいのかもしれません。

とまあ色々議論したいことはありますが、庭撮りで着実に進歩はしてきていて、M51がここまで出たこと自身はある程度満足しています。でももう少し出るかと淡い期待を抱いていたことも事実です(笑)。

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先日、M106の記事をアップしましたが、記事を書き終えてから画像処理にアラがかなりあることに気づき、改めて再処理をしました。



でもこの再処理過程、苦労の連続で思ったより時間がかかりました。以下にまとめましたが、実際にはこんなにすんなりとはいっていなくて、いろんな回り道をしてある程度見通しがついたものだけを列挙しています。



問題点は以下の通りです。問題の大きさの順に、

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BlurXTerminator (BXT)を使った、過去画像の再処理の第3弾です。

第1弾は三日月星雲、第2弾は青い馬星雲でした。



三日月星雲は主に星雲本体、青い馬星雲は主に恒星の収差の改善でしたが、今回もすごいです。



今回のターゲットは、NGC2359: トールの兜星雲です。昨年1月に撮影しているので、1年ちょっと前になります。


SCA260で撮影していますが、この時はまだ、今使っている大型赤道儀のCGX-Lではなくて、もう一つ小さいCGEM IIに重いSCA260を載せています。そのため、今見ると3分露光でも揺れの影響が残ってしまっているようで、恒星像が今一ピシッとしていません。これがBXTでどこまで改善できるかがまずはポイントになります。



処理をしている途中で、BXTで明るい恒星が崩れる現象が見られました。

原因は、元画像の恒星自身が何か歪んでいたことで、よく見ると以前の画像でもその兆候が見られますが、気づいていませんでした。BXTでその歪みが助長されて気づくことができました。BXTといえど全然万能ではなく、元画像がダメな時はどうしようもないです。

ではその恒星の乱れはなんだったかというと、Integrationの時に起こっていて今回はrejectionにWinsorized Sgma Clippingを選んでいたことが原因でした。High側で恒星中心付近がいくつかrejectされていて、非連続になっていたというわけです。今まで気づいたことがなかったので、恒星がおかしい時はrejectionにちょっと気をつけた方がいいかもしれません。


結局、WBPPでのIntegrationのRejection algorithmをAutoにして解決したのですが、マニュアルでのPreprocdessing からのIntegrationとWBPPのIntegrationでは少し振る舞いが違うようです。マニュアル操作ではそもそもWinsorized Sgma Clippingでも（WBPPのときと同じパラメータにしても）rejectonの度合いはもっと緩やかで、問題が露呈しないレベルで抑えられます。WBPPのWinsorized Sgma Clippingのパラメータをどういじっても解決はできなかったので、諦めてAutoにしたらあっさり解決しました。

それ以外はBXT、NXT合わせて特に困ったことはありませんでした。しかも青い馬星雲の背景出しで相当な時間をかけたので、それがいい練習になっていて、今回の再処理は短時間で終わりました。



結果ですが、以前のものと比べます。まずは以前のもの。背景が暗いので、今回の再処理でもう少し淡いところが出るかもしれないという目論見です。あとはやはりSCA2660とCGEM IIの組み合わせでの揺れのせいでしょう、今見ると恒星の締まりがないのが気になります。

次に、今回再処理した結果の画像です。一皮どころか、二皮も三皮もむけた感じです。ちょっとやり過ぎの感もあります。

まず、兜本体の分解能が尋常でないです。これはひとえにBXTのおかげです。また、恒星の大きさですが、不自然でない程度にとどめておきましたが、かなりシャープに絞ることができています。微恒星もより暗いものまではっきりと出ています。


あと、背景も積極的に炙り出せました。前回の青い馬星雲で練習した成果になるでしょうか。ただ、背景についてはは自宅の明るい場所での撮影なのでこれくらいが限界です。すでにノイズの荒々しさが残ってしまっています。本当はもっと広い範囲で淡い青いところが広がっているはずなのですが、これ以上出したかったら、露光時間をさらに増やすか、もしくはもっと暗い所へ行くべきです。それでもまあ、今回の再処理でとりあえずここまで出たのでよしとしましょう。



これまで何度か試したBlurXTerminatorですが、これは天体写真の解像度向上に革命を起こすくらいのツールと言えそうです。その一方、今のAI技術はまだまだ発展途中、もしくは遠い将来から見たら出始めのかなりあやふやな技術だと評価されるかもしれないので、疑似的な画像を作り上げる可能性も否定はできません。中身がほとんどブラックボックスという心配もあります。

そうは言ってもこの素晴らしいツール、手間の軽減、時間の短縮、星像のシャープさ、分解能の向上などメリットの方が遥かに遥かに大きいです。私個人としては新しいツールにかなり寛容なので、DeNoise AIの時もそうでしたが、趣味の範囲では見た目でよさそうなら積極的に使っていきたいと思っています。DeNoiseの時もフェイクになる可能性があるという批判はありましたが、大きな目で見れば今回のBXTはそのアップグレードと考えることもでき、順当な進化なのかと思います。

AIと画像処理は研究ベースでも親和性がとてもいいようなので、今後もアマチュア天文を対象にAIを利用したソフトがさらに出てくることと思います。個人的には拒否反応など示すことなく、冷静にいいところを見つけて、積極的に使っていきたいと思っています。

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BlurXTerminator (BXT)を使った、過去画像の再処理の第二弾です。

第一弾は三日月星雲でした。


この時は主に背景の改善が特徴でしたが、今回は特に恒星の改善がすごいです。


昨年ゴールデンウィークに、近くの牛岳においてFS-60CBにASI2400MC Proを取り付けて撮影した青い馬星雲。

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