十夜目の実戦検証 ASI533MC（その２）Gainを変えてペリカン星雲

前回記事 のとおり 9月30日の中秋の名月は 孫の観望会参加に触発されて、悪条件ではあったのですが２階ベランダで撮影する事ができました。ASI533MCを導入してから１１夜目の撮影となり、検証を目的としたものではなかったのですが 得られたものは多くありました。
今回は 前々回の記事「十夜目の実戦検証 ASI533MC（その１）」の続きになります。
9月24日夜の「Ｇａｉｎを変えて撮った上弦過ぎの月」の撮影を終えたのは２１時前。次は月が沈んでから星雲・銀河の実戦検証の予定でしたが待ちきれず（というより時間がもったいなくて）まだ月明りの中ペリカン星雲で検証を開始。検証テーマは「３段階のＧａｉｎでペリカン星雲の撮影画像を検証」３段階のＧａｉｎには星雲・系外銀河の撮影で実用的と思われる１００・２００・３００を選択。実は 月での検証と同じように、Ｇａｉｎに応じて露光時間も変えての検証もやりたかったのですが、露光時間はすべて１８０秒で 各Ｇａｉｎとも撮影枚数は８枚だけと時間を節約久しぶりに晴れた夜なので 月が沈んだらきちっと枚数をかけた星雲・銀河の撮影をしたい欲がでました
各Ｇａｉｎとも３分露光８枚という短時間の検証でしたが、このあとの星雲・銀河撮影のＧａｉｎ選定に役立てばと思って実施しました。
■ 各Ｇａｉｎの撮影画像８枚をコンポジットした画像のヒストグラム（レベル表示画面）です　↓＊当初は レンジ（レベル表示幅）をASI533MCの輝度レベル最大値（16ﾋﾞｯﾄ＝65535）としたのですが、表示される画像が暗すぎて、レンジを１／４に狭めています
レンジを狭めてもGain３００でかろうじてペリカンのたて髪付近が見えてくる程度で先般の月の画像とは別次元の天体写真の世界であることがわかります。更にGain１００・２００となると、輝度レベルはGain３００の おおよそ１／９(Gain100)・１／３(Gain200)となることが、以前に室内でおこなった検証であきらかになっています。
これだけの輝度差の画像を処理するには、ステライメージ の以下の機能が役立ちます。
①「レベル調整」で表示範囲（レベル値またはレンジ（レベル幅））を調整･････
②「 デジタル現像」で高輝度部のレベルを圧縮する･･････････････････････
③「 トーンカーブ調整」で 明るさ・コントラスト・色バランスを調整する

■ 前の画像を ステライメージ の「レベル調整」を使って、見た目をそろえた画像です　↓（ステラショット２の オートストレッチ処理で背景の色調も調整しています）（ 注．Gain１０２・２０４となっているのは、使用したステラショット２のゲイン設定がスライダー操作のため ･･前々回の記事を参照ねがいます ）
10倍近くも輝度レベルに差があった画像が、レベル調整だけで みんなまともな画像になったように見えます。しかしながら、このあとに控えているトーンカーブ調整ではわたしのデジ一眼での経験では、レンジ（階調幅）はできれば 2000くらいは欲しいところです。
それでも５３３MCはデジカメとはちがうかも？　･･･　ということで、やれるだけやった画像処理の結果です。
あきらかに露光不足と思われたGain１０２から順に表示します。（　画像は北が上になるよう１８０度回転しています　　クリックで元画像の５０％サイズで表示できます　）
共通ＤＡＴＡ：２０２３／ ９／２４　２２：３８～２３：５２　Ｒ２００ＳＳ＋ｺﾚｸﾀｰＰＨ（合成ｆｌ＝７６０ｍｍ）露光時間 各Gain １８０秒×８枚　ＬＰＳ－Ｄ１　ＡＳＩ５３３ＭＣ（冷却ー５℃）Ｇａｉｎ　１０２（ダーク減算のみ実施　・・・フラット画像が未作成だったため）
Ｇａｉｎ　２０４（ダーク減算・フラット処理 実施）　
Ｇａｉｎ　３００（ダーク減算・フラット処理 実施）　
ん･･･ 　もしかして Gain１０２が一番良さそうなの？等倍で切り出して並べてみると。画像処理ではレベル調整で表示レベルを揃えたうえで、トーンカーブや マルチバンドシャープ処理で使うマスク画像はGain300のものを流用しているのですが、処理がすべて同じではありません。
検証結果として 撮影画像のレベル値・レンジ（レベル幅）とも低かったGain１０２の処理画像は高いGainの処理画像に比べて、ノイズが目立たず、コントラストも得られた画像になっています。これは私の想定外の結果となりました。
＊＊＊＊これ以降の記事の記述を一部 修正しました（2023/10/20)＊＊＊＊変更したのは 緑字 の箇所になります。修正後もこの記述でよいのかどうか自信がありません。
その理由として考えられるのはGain１００が ASI533MC Proのユニティーゲインとなっており、受光で得られたアナログ信号値がそのまま１対１の関係でデジタルグレースケール値として出力されるゲイン値になっていること。
Gain２００や Gain３００では、受光で得られたアナログ信号値（電荷量・電圧値に変換）を約３倍、および約９倍に増幅しているだけで、輝度レベルは大きくなるものの受光素子の感度を上げている訳ではないので、以下の弊害も発生します。
●明るい部分が飽和レベルに達しやすくなる → 結果としてダイナミックレンジが小さくなる●トーンジャンプに関する記載　削除そして●アナログ信号値にふくまれるノイズまで増幅されてしまう
一見 感度不足に思われるユニティーゲインですが、上記の弊害がないことの方が 得られるものが大きいという結果になりました。

＊今回の検証結果でちょっと気がかりなのは、Gain１０２は「ダーク減算」だけということ。Ｇａｉｎ２０４・３００の「フラット画像処理」でかなり色調が乱れる事がわかっています。室内照明で作成したフラット画像のせいだと思いますが、このあと撮影した画像で、次回以降 検証する予定です。

= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =今回の検証、わたしの予想ではＧｅｉｎ１０２は露光不足から「無理なトーンカーブ調整で荒れた画像になる」でしたがまったく違う結果が得られました。当初ユニティーゲインで撮るには露光時間か 撮影枚数を大幅に増やすしかない。と思っていましたがペリカン星雲のような明るい対象の場合なら、枚数多めだけで良さそうな気がしてきました。猛暑が去って、彼岸花（ヒガンバナ）の咲く季節となりました

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