都内の星空における電視観望の撮影条件（２）

（１）概要
　次の機材（QBPⅢフィルタ使用）を用いた電視観望の撮影条件を検討した。

　・撮影対象（こぎつね座）
　　M27（亜鈴状星雲）[15,16]
　・機材
　　望遠鏡：MILTOL 200mm F4[1-2]
　　イメージセンサ：Player One Neptune-C Ⅱ（SONY IMX464 1/1.8型 2712x1538 2.9μm）[3-5]
　　フィルタ：Quad BP フィルター Ⅲ[6]
　　架台：AZ-GTi赤道儀化マウント[12]　恒星追尾モード、プレートソルブと同期[14]
　・画像処理
　　パソコン：WindowsノートPC（Core i5 2.30GHz 、8GB、240GB-SSD）
　　イメージキャプチャ：SharpCap4.0[7]　Live Stack（fits）
　　画像解析：マカリ[8-9]　画像演算（左右反転、回転）、グラフ機能
　　画像補正：ASTAP[10]　自動カラー補正、αδ grid処理、Deepsky annotation処理、fits→jpg変換
　　画像処理：ImageMagick[11]　トリミング処理、append処理

（２）スタック数と輝度ばらつきの測定
a.マカリを用いた輝度測定方法（グラフ機能）


上：マカリを用いた輝度ばらつき測定例
　　ここでは、背景の（輝度ばらつき）＝（輝度最大値 - 輝度最小値）とした
　　上記の輝度ばらつきは、約2,000であった
下：天体（M27）の輝度測定例
　　ここでの天体の輝度レベルは、約11,000であった

b.Gain固定、露出固定の場合の測定結果

M27付近のトリミング画像例（480x640）
左　：Gain 440, Exp. 4s, StackedFrames= 15, Total Exp. 60sec
中左：Gain 440, Exp. 4s, StackedFrames= 45, Total Exp. 180sec
中右：Gain 440, Exp. 4s, StackedFrames= 75, Total Exp. 300sec
右　：Gain 440, Exp. 4s, StackedFrames=135, Total Exp. 540sec


スタック数と輝度ばらつき測定例
※輝度ばらつき（イメージセンサのノイズ成分に相当）は、スタック数の-1/2乗に比例していることがわかる[23]

c.総露出時間固定の場合の測定結果
総露出時間固定の場合に使用した撮影条件



M27付近のトリミング画像例（480x640）
左からGain 440, 400, 360の場合の順で配置
※Gainの低い方が低ノイズの傾向がありそうである


スタック数と輝度ばらつき測定例
※総露出時間固定の場合は、ノイズに相当する輝度ばらつきは、ほぼ一定となった

d.都内の星空の輝度成分の推定

都内の星空の輝度成分推定値
※上記の測定結果より、都内の星空における、背景光、ノイズ、天体、それぞれの輝度成分を推定した
　都内の星空においては、背景光の成分は、QBPⅢフィルタを使用すると、使用しない場合の約2/3程度に低減した[29]。
　QBPⅢフィルタを使用しても、背景光の成分はノイズ成分より約10倍程度大きいため、イメージセンサ冷却によるノイズ低減効果は限定的と予想される。

（３）まとめ
MILTOL200mmとNeptune-C Ⅱを用いた電視観望（Electrically-Assisted Astronomy:EAA）の撮影条件を検討した。
その結果、都内の星空においては、次の撮影条件が有効と考えられる。
　・背景光を低減するために光学フィルタ（QBPⅢ）を適用し、その効果を確認した。
　・ノイズと同等レベルの暗い天体を撮影する場合は、スタック数を増やし、ノイズを低減する手法が有効である。
　・暗い天体を撮影する場合は、必要以上にGainを上げず、露出時間を長めに設定したほうが、低ノイズの画像を得やすい。

参考文献：
(1)MILTOL 200mm F4レンズ
(2)テレスコープ 200mm F4レンズキット
(3)Neptune-C II USB3.0 Color Camera (IMX464)
(4)SONY IMX464LQR
(5)Player One - Cameras and Astrophotography
(6)Quad BP フィルター III
(7)SharpCap
(8)すばる画像解析ソフト－Makali`i－配布サイト
(9)マカリ：Makali`i 超入門編（マニュアル）
(10)ImageMagick
(11)ASTAP, the Astrometric STAcking Program
(12)AZ-GTi赤道儀化マウント-goo blog
(13)WindowsPC環境におけるプレートソルビング（10）-goo blog
(14)WindowsPC環境におけるプレートソルビング（11）-goo blog
(15)亜鈴状星雲-Wikipedia
(16)MILTOL200mmとNeptune-C Ⅱを用いた直焦点撮影（183）-goo blog
(17)WindowsPC環境におけるオートガイド-goo blog
(18)WindowsPC環境におけるオートガイド（２）-goo blog
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(26)ドライブレコーダーに搭載されているSONYのイメージセンサーごとの特徴
(27)渡邉 耕平 著、”電視観望実践ガイドブック Ver 1.1”、サイトロンジャパン発行、2021年11月17日第二版発行.
(28)渡邉 耕平 著、根本 泰人 監修、”月・惑星撮影 実践ガイドブック Ver 1.0”、サイトロンジャパン発行、2023年6月24日.
(29)都内の星空における電視観望の撮影条件-goo blog