前回の記事で、SWAgTiのディザーがうまくいくかもと書きましたが、まだ確証がありませんでした。


少し晴れ間があった日の夜、改めてディザー撮影ができるかどうか試してみました。長時間露光が効く天体ということで、M27亜鈴状星雲の羽を狙うことにしました。 

最初に結果だけ書いてしまいます。3分露光で40枚、2時間分の撮影ができましたが、

動画で示します。ピョコピョコずれているのがわかるかと思います。

これで縞ノイズが解決されるのか、画像処理までしてみます。



今回のSWAgTiのディザーをソフト的にどう設定したのか、詳しく書いておきます。

ディザーですが、通常の場合はオートガイド撮影が前提で、オートガイドによってソフト側から撮影中に信号を出して架台を制御できる状態にしているわけです。ディザーはそれに加えて1枚1枚の撮影の合間に、架台に信号を出して少しだけ(数〜数十ピクセル)画角をずらし、ホットピクセルが重ならないようにして、また撮影に入ります。

通常のディザー撮影から考えると、SharpCapのディザー撮影はかなり特殊です。まずガイド撮影やディザーは基本的にライブモードを使います。なぜこう設計したのかは少し疑問もあるのですが、とにかくライブモードでしかガイド撮影もディザーも出来ません。さらに特殊なことは、SharpCapでは、オートガイドなしでディザーすることができます。要するに、ガイド鏡がなくても、PHD2などのガイドソフトを使わなくても、それらとは独立にディザーができてしまうということです。もちろん、ディザーで架台に信号を送る必要はあるので、その制御のためのセットアップは必要です。それでもこの「オートガイドが必要ない」ということは、SWAgTiのお気楽撮影の目的にかなり合致していて、今のところSharpCap以外にガイド無しでディザー出来るソフトは、少なくとも私が探した限りでは見つかりませんでした。今回SWAgTiの撮影ソフトにSharpCapを選んだのは、ガイドと独立してディザーができるというのが1番の理由です。だって、SWATの追尾性能が飛び抜けていいのに、あえてガイド鏡とか用意するのはなんか負けた気がするからです。

そのディザーの設定です。まずはSharpCapの設定のガイドタブから。

• 「ガイディングアプリケーションは」3つ目の「ガイディング無し」を選びます。これでガイドは無しでディザーのみできるようになります。

「ディザリング」のパラメーターは状況に応じて適当に設定しますが、重要なのはどれだけずらすか、収まるまでにどれくらいかかるかでしょうか。

• 今回はディザーでの揺れ幅を見るために「最大ディザステップ」をかなり大きくしています。これはもっと小さくてもいいでしょう。
• 「最小整定時間」はある程度長めの方がいいかと思います。ディザー時にAZ-GTiを動かすのですが、モーターの精度がSWATと比べて劣るので、キックしてしばらく揺れる可能性があります。一年前のテストではそんな兆候が見られたのですが、今回撮影した画像を見ている限りではキックのようなものは確認できなかったので、あまり気にしなくてもいいのかもしれません。

次に、ライブスタックモードでのガイドタブの設定です。

• 最初の「Monitor Guiding Applicaton」にチェックを入れると、実際にディザーされます。
• 「Only stack when guiding is active」はチェックしましたが、ちょっと確かめきれていません。これがないとディザーしている最中もライブスタックするかもしれません。
• 私は3枚撮影するごとにディザーするようにしています。1枚ごとにディザーをかけると撮影終了までの時間が増えてしまからです。
• 「Reduce Exposure While Dithering」はオンにしておいてください。長時間露光に設定してあっても、ディザーの最中は短時間露光に勝手に切り替えてくれます。揺れが収まったかどうか見るのに、短時間露光で比較することが必要になります。
• 右に、ディザーやドリフトなどで中心からずれていくと、プレートソルブを使って元に戻すという機能もあります。今回は使っていませんが、M27のような中心が決まりやすい天体はオンにしておいたがいいかもしれません。

もう一つ重要な設定があります。ライブスタック画面左の「Raw Frames」のところです。

• ここを「Save except for when Paused/Dithering」にしておきます。こうしないと、ディザリング中の短時間露光の画像が何枚も保存されてしまいます。

今回は露光時間を180秒、ゲインを200でHGCモードにしてライブスタクを始めると、3分ごとにRAW画像が保存され、3枚ごとにディザーが適用されます。ディザーが動いているかどうかは、ライブスタックパネルの「Log」タグを見ると、実行時に色々メッセージが出てくるので、それを読むとうまくいっているかなど詳細が分かります。

あとは通常のライブスタックと同じでしょうか。あ、一つ忘れそうなことがあります。毎回のことなのですが、AZ-GTiで追尾をオフにしても、SharpCapでライブスタックを立ち上げた瞬間になぜか強制的にAZ-GTiの追尾がオンになります。ライブスタックをオンにしたときに、毎回必ずAZ-GTiの追尾を改めてオフにするようにしてください。そうしないと2重で追尾することになり、星が画面内を流れていきます。



撮影中は少し雲がかかっていましたが、基本的に安定していて順調でした。前回書きましたが、プレートソルブが安定性に関係するのは確実みたいです。

まだ一回しか試せてませんが、最初にプレートソルブをしてから長時間露光を開始すると、やはり1枚目の途中でSharpCapの「望遠鏡制御」のところの「赤経」の更新頻度が徐々に広がり、程なくして更新が止まります。その後、ディザーをするときにSharpCapからSynSan Proに信号を出しても反応がないので、エラーダイアログが出てきます。

一旦、AZ-GTiの電源を落とし、PCも再起動し、次はプレートソルブなしでマニュアルで再度初期アラインメントから試すと、不安定なところは微塵も出ずに、まるまる2時間連続で撮影ができました。プレートソルブの具体的などの操作が原因なのかまでは特定できていません。できればプレートソルブはつかいたいので、何か回避策がないか今後探っていきたと思います。



さて、撮影ですがディザーはライブスタックモードですることになるので、必然的に常時仕上がり具合を見ることができます。これが結構楽しかったです。なんと、総露光時間わずか30分ですでに羽が確認できます。

約2時間経ったのちのライブスタック画像です。羽もさらに濃くなっています。

2時間少し撮影しましたが、最後の数枚は雲が出てきたので、ちょうど2時間分を画像処理に回すことにします。上のライブスタック画像は最後の雲の画像も入ってしまっていますが、長時間露光から考えたら影響は少ないようです。



ライブスタック画像をfits形式で保存したRAWファイルと、PixInsightでスタックした画像にどれくらい違いがあるか比較してみましょう。一見したところではクオリティーは同じかと思いました。

これがライブスタック画像をオートストレッチした画像です。


次がPixInsight上でスタックした画像をオートストレッチした画像です。

ほとんど同じに見えるかもしれませんが、よく見るとライブスタック画像の左上の真ん中よりに明るい緑の輝点群が、右下に軽く青の輝点群があるのがわかります。ホットピクセルが残っていて、ディザーで散らされたものの残りと思われます。PixInsightではWBPPの際に、Cosmetic CorrectionをAutomaticでhigh sigma = 10でかけたので、そこでホットピクセルが除去されたのかと思われます。ライブスタックでもSharpCapで簡易ホットピクセル除去をするだけでも、ライブスタック画像もそのまま処理できるくらいにホットピクセルが消えるかもしれませんが、今回は試していません。

今回、WBPPではフラット補正もダーク補正もしていません。RedCat51と1/1.2インチのUramus-Cではフラット補正は必要がないほど周辺減光はないです。あ、CMOSセンサー面に埃がついているとダメですよ。フラット補正が必須になります。フラット補正をサボるためには、少なくともセンサー面はきれいにしておきましょう。ダーク補正もしていないので、ホットピクセルとコールドピクセルはCosmetic Correctionで除去しているだけですが、これで十分なようです。ダーク補正をしない場合は大きなメリットが一つあります。ダーク補正によってダークカレント起因のダークノイズが余分に加算されないということです。今回のような強い光害補正フィルターを使った「暗くて」、さらに「長時間露光」での撮影では、背景などの淡い部分がダークノイズで制限されている可能性があり、画像処理でダークノイズを増やさないことはかなり有利になります。具体的には、ダーク補正をするとダークノイズは√2倍になり、信号は増えなくて1倍のままなので、仕上がり画像のSN比の違いは最大で1/√2 = 0.71倍となり、損をします。ダーク補正についてのもっと詳しい計算を知りたい方はここをご覧ください。


一つ心配だったのは、バイアス補正でした。今回、バイアス補正もしていません。なのでバイアスファイルに含まれる決まった模様などのコヒーレントなノイズは除去されていないことになります。バイアスファイルに含まれるノイズは読み出しノイズと考えていいかと思いますが、長時間露光で相対的に読み出しノイズは効きが弱くなるはずなので、みている限り今回は影響がないように思われます。

と、今のところこのセットアップだとフラット補正もダーク補正もバイアス補正も、あえてしなくても問題はなさそうです。仮に多少画質に影響はあったとしても、フラットファイルとダークファイルとバイアスファイルを撮影する手間を省くのは、相当気楽です。



画像処理はSWAgTiのコンセプトを崩さないように、できるだけシンプルにしたいと思います。WBPPでも、上で書いたようにライトフレームだけを処理しています。

上で書いたように、このRedCat51とIMX585の1/1.2インチ程度の範囲だと、光学的なフラット補正無しでも周辺減光がほぼありません。一度ABEの4次をかけましたがほとんど補正しなかったので、簡単のためPixInsightでのソフト的なフラット補正も無しとしました。 
まずは全体像です。

少し画角が広いので、クロップしてみます。わずか2時間の露光ですが、既に羽もはっきりとわかります。


肝心な縞ノイズですが、拡大した画像でも全く見えていません。


これでSWAgTiが一気に実用的になりました。今後デフォルト機器として、使う頻度が増えてくると思います。



SWAgTiのアイデアが出てから苦節1年。縞ノイズがどうしても気になって、どうやって解決しようかずっと悩んでいました。

一時はSharpCapとSynScan Proの間に何かソフト的に割り込ませようとも思いましたが、プログラミングはあまり得意でないので時間がかかりそうでした。でもそこにSharpCapが大幅改善されていて、（プレートソルブで不安定になる以外は）ほぼ目的通りのことができました。正直言って、わざわざガイド無しディザーを実用レベルに持ってくるためのアップデートだったとしか思えません。でもそもそもガイドも無しでディザーをやりたい人が実際どれくらいいるのでしょうか？たまたま開発がこの方向で進んだのか、もしくは誰かが開発者に助言してくれたのか、最近SharpCapフォーラムなどあまりフォローしていないので状況がわかっていませんが、とにかく感謝でしかありません。

ここまで使えるようになると、このSWAgTiで色々試したいことが出てきます。軽くて、コンパクトで、設置も楽。精度も出るし、機能的にも十分。5kg以下の機材は全てSWAgTiまかせにしてよさそうです。CGX-LもしくはCGEM IIとSWAgTiの2台体制でも、時間的にも精神的にも十分余裕が出そうです。使用頻度が大幅に増える予感しかありません。

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