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雲の上には宇宙(そら)
雪国越後にて、30年ぶりに天体写真に再チャレンジ!
続・撮影画像(ベイヤー配列)で見る、デジ一眼とCMOSカメラのちがい
2023年10月29日
|
機材
前々回の記事からの続きになります。
今回は撮影された生(RAW・ベイヤー配列)画像の輝度データを使って、
デジ一眼
[
EOS 6D
] と
CMOSカメラ
[
ASI533MC
]の違いを調べてみます。
今回 検証に使う画像はさんかく座の
M33銀河
にしました。
前回同様 処理完了後の画像の紹介から
(すでにブログ掲載済の画像ですが ・・)
<
デジタル一眼
EOS 6D
↓
( 縦(タテ)構図のため北は右の方向になります )
撮影DATA : 2021/ 10/11 00:20’~ Vixen VC200L+レデユーサーHD(合成 fl= 1386mm F6.9)
露出 10分 × 8枚 + 2分 × 8枚 ISO 6400 LPS-D1
EOS6D
(HKIR改造)
その他 撮影データおよび撮影時のブログ記事は
→
こちら
CMOSカメラ
ASI533MC Pro
↓
撮影DATA : 2023/ 8/ 25 01:36’~ Vixen R200SS+コレクターPH (合成fl=760㎜ F3.8)
露出 180秒 × 39枚 Gain204 LPS-D1
ASI533MC Pro
(冷却 -5°)
その他 撮影データおよび撮影時のブログ記事は
→
こちら
各画像の処理前の撮影画像(RAW・ベイヤー配列) から1枚を選び、同じ撮影個所の輝度レベルを比較しました。 ↓
(注1)
533MC
の輝度レベルはADコンバータ(14ビット)で得られた値をx4倍して16ビットで保存されているため、
ステライメージ
の
ピクセル情報
で得られたレベル値を1/4に戻して比較しています。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
( その際に、保存されていた輝度レベルはすべて4の倍数であることが確認できました )
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
(注2)
EOS6D
の撮影画像のうち、2分露光の中から1枚を選んで比較しています。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
輝度レベルはADコンバータ(14ビット)のまま保存されているらしいので、そのまま使用しました。
・・・・・
また533MCの画像範囲に合わせるため、トリミングおよび向きを合わせるため画像を回転しています。
・・・・
とりあえず
デジ一眼
・
CMOSカメラ
の撮影画像の同じ星、同じ星雲・背景の輝度レベルを比較すれば
何かしら違いが見えてくるだろうと考えて始めたのですが、そう簡単ではないことがわかりました。
苦労の末に作成したグラフです。 ↓
*
ほとんど生のままで処理が行われていないと思われる
533MC
の輝度レベルを基準として横軸に、
・・・・・・・
RAW(生)画像とは言え、画像の処理・加工が疑われる
EOS 6D
の輝度レベルを縦軸にしてあります
どこが簡単でなかったかというと・・・
①
. 輝度レベルは
ステライメージ
の
ピクセル情報
(5×5ピクセルの範囲)
の機能を使ったのですが、
ベイヤー配列
(G・R・G・B)の画像のため、隣の画素の輝度レベルが大きく異なり
・・・
クリックする場所が1画素違っただけで輝度レベル
(25ピクセルの平均値)
が変化する。
②
. 両者の特性を2本のグラフで比較しようにも 共通のパラメータが見つからない。
・・・・・・・・
結局、上記のグラフ作成にあたっては
①
については、25ピクセルの
平均値
ではなく、
最大値
(G
の輝度レベル
)とすることで安定。
②
については、
533MC
を基準の横軸とするという苦肉の策で対応。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
輝度レベルを測りなおしたりして1日以上かけて 作成したグラフですが、
それなりにデジ一眼とCMOSカメラで以下の違いをみることができます。
[
ちがい
1
]
最低の輝度レベル
(背景の空の明るさに相当)
が
EOS6D
では
2465
と高く、
ちなみに
533MC
の同じ場所の背景の空のレベルは
374
と低かった。
・・
この原因のひとつとして考えられるのが、
撮影時のカメラ温度の違い
による
ダークノイズ
ダーク減算
を行って再度測定したところ
■
EOS 6D
・・・外気温+19.3℃ (冷却なし) 減算前
2465
⇒減算後
389
■
533MC
・・・冷却 -5℃
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
減算前 374 ⇒減算後
369
ダーク減算
で
EOS6D
の背景レベルが
533MC
とほぼ同じになった!
背景レベルの差は、両カメラの温度差
約
25度によるダークノイズが原因と断定。
(
苦労した割には平凡な(?)原因となりました
)
[
ちがい
2
]
EOS6D
は 14ビットADコンバーター
( Max
16383
レベル)
のはずが
・・・・・・
14000
付近で頭打ちとなっている。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
ちなみに
533MC
では飽和の始まった明るい星で最大値
16383
レベルとなっている。
この違いについては ・・・
わかりましぇ~ん!?
そもそも
[
ちがい
1
]
の原因が拍子抜けする結果だったことで
探求する気力がなくなってしまいました。
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
尻切れトンボの記事になってすみません。
わたしはデジ一眼のRAW画像ではとんでもない事が行われているのでは?
という思い込みがあったものですから・・
11月の新月期は533MCのユニティーゲインに挑戦したいです。
ウォーキングの途中で見つけた野草です
” ノダケ ” という野草のようですが こんなにきれいな時期もあるんですね
(訂正)その後、これは
セリ科
の”
シシウド
”の仲間とわかりました
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月の静止画は、ASI533MCとAviStackで決まり!?
2023年10月24日
|
天体写真(月・惑星・彗星)
記事の流れで行けば 前回記事の続編になるのですが、
一昨日(22日)の夕方
上弦の月
が見えていたので急遽機材を設営して撮影。
西からじきに雲がやってくる予報でしたが、
電柱や電線群と薄雲の間隙を縫って高度低めの月を撮影しました。
ライブビューで見る月面はかなり揺れていたので、
エクステンダーによる拡大なしで
VC200L
反射鏡筒で撮影。
カメラは購入して約半年のカラーCMOSカメラ
ASI533MC
で、ユニティーGainの
100
の他に
初めてGain
30
でも撮影。
(実は
Gain0
でも撮ったのですが、撮影中に雲が通過して使えず)
昨日1日かけて画像処理を行ったのですが、思わぬ収穫がありました。
初めてユニティゲインより低いGain
30
で撮った
上弦の月
です。
(クリック箇所により北部・南部に分けて 元画像の60%サイズで表示)
撮影DATA : 2023/10/ 22 19:50’ Vixen VC200L(合成fl=1,800㎜)
露出0.05秒(1/20秒相当) × 32枚 ×2モザイク
Gain
30
ASI533MC Pro
タカハシ EM-200 Temma2M
ステラショット2
(導入・撮影)
ステライメージ9
(画像変換・トーンカーブ)
AviStack
(コンポジット・ウェーブレット処理)
マイクロソフト
Image Comosite Editor
(モザイク結合)
露出時間も同じでGainのみ
ほぼ
ユニティーゲインの102で撮った画像と比較してみました。
(いずれも等倍表示の画面コピーを使用)
(
*
Gain102の撮影時は薄雲の通過があったようで 少しボケ気味です )
ほとんど同じような画像となりましたが、Gain102の方は明るい部分の飽和が目立ちました。
コンポジットが終わった画像のヒストグラムからも Gain102が露光オーバーであることが見てとれます。↓
撮影画像ですでに飽和(白飛び)していたのでは、処理のしようがありません!!
今回の検証結果では、
ユニティーゲイン
100
で
飽和しない露出時間
での撮影が良いという結論に。
( *
ASI533MC
の特性図では
Gainが100より下がると
読み出しノイズ
が大幅に増加
しています )
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
今回の記事の冒頭に”思わぬ収穫が・・”と書きましたが、
それは月の画像処理に最適な
AviStack
が息を吹き返したこと。
AviStack
は月の写真を撮りだした10年くらい前から
月の静止画像のコンポジットには、これに勝るものは無い!
とほれ込んで使ってきました。
特に処理の過程で現れる
アートフル
な画像は、単なる画像処理ソフトの域を超えています。↓
おなじみの
RegiStax
でも月の静止画像のコンポジットは可能ですが
AviStack
は大気でゆらぐ月面の画像を無数の細かいエリアに分割し、
各画像を越えて そのエリア毎に良否判定を行って重ね合わせていくという、信じられない処理を行っています。
ところが撮影画像の枚数が増えたころから
最後のスタック処理が終わると警告メッセージが出て終了することが多発.。 ↓
>
警告文の中に”
memory
" の文字があることから 「PCのメモリの不足」と思い込んでいたのですが
今回の「上弦の月」の処理で原因が別にあったことがわかりました。
それは・・
(興味の無い方は読み飛ばしてください)
AviStack
では最初に基準とする画像を選んで基準点を指定するのですが
その基準を元に無数の小エリアの基準点も作成されます。
”警告”は
画像の中でその基準点の一部がない
ものがあることから出されたものでした。
なぜ一部の基準点がない画像が発生するかですが
月は星とは別の動きをしており、赤道儀で追尾していても次第にズレていきます。
その結果、はじめに指定した基準画像の基準点の一部(画像の端)が撮影中のズレのため無い画像が発生する。
という訳です。
”警告”を出さない方法としては、各撮影画像からズレる方向を見極め
全画像を通じてズレても隠れない側(最初か最後)の画像を基準画像に選択する。
この”警告”の意味と対策がわかった結果
なんと
533MC
の画像の場合32枚一気にコンポジットができました。
もしかしたら64枚でも可能かも?(次回 試してみます)
先月撮った「
中秋の名月202
3」の処理の際もこの警告が出るのが理由で
RegiStax
で処理を行っています。
今回
AviStack
でも処理をしてみましたので比較してみます。
比較用画像はまだあるのですが、
AviStack
が見掛け倒しでないことはわかってもらえたと思います。
もう月の静止画でRegiStaxの出番はないでしょう。
もののついでに
AviStack
で処理しなおした
中秋の名月2023
です。
( 画像クリックで当ブログ最大サイズでご覧ください・・・といっても元画像の38%に縮小していますが )
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先週の土日は地元上越市で「第18回越後・謙信SAKEまつり2023」が
コロナ禍で〇年ぶりに開催されました。
土曜は雨で心配されたのですが、日曜は晴れたので
日本酒には詳しい娘と高田まで出かけてきました。
会費を払ってもらったおちょこで試飲して回るのですが、
これだけでも結構ほろ酔い気分に。
食べ物店の出店も多くて 家族連れで大賑わいでした
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撮影画像(ベイヤー配列)で見る、デジ一眼[6D]とCMOSカメラ[533MC] のちがい
2023年10月21日
|
機材
気が付けば一夜も撮れずに10月の新月期も終わろうとしています。
ブログ更新も ずうーっとしてなかったのですが
個人的には「
上越天体写真友の会 J-APA
」の月例の勉強会の進行役の資料作成やら、
「
星のふるさと館
」主催で11月から開催される『令和5年度
星の文化祭
』に展示の
写真をプリントしたりと結構あわただしく過ごしていました。
しかしながら やはりこの趣味は星が見えないことには・・・
ブログでぼやいてばかりでは見に来ていただいている方に申し訳ないので、
先日の勉強会テーマ「
CMOSカメラとの付き合い方
」関連で調べた内容をネタに
久々のブログ記事としたいと思います。
勉強会用の資料づくりで、いやになるほど「CMOSカメラの原理」とか・・
ネット検索しまくったのですが あまり深入りしても頭がついていかないので、
発想を変えて
実際に撮影した画像
を元に
デジタルカメラ
と
CMOSカメラ
の違いを
見てみようというのが今回の記事のテーマです。
まずは 比較する処理完了後の各画像の紹介です。
デジタル一眼
EOS 6D
↓
撮影DATA : 2023/ 3/20 01:29’~ Vixen VC200L( fl= 1800mm F9)
露出 15分 × 10枚 + 5分 × 6枚 ISO 6400 LPS-D1
EOS6D
(HKIR改造)
その他 撮影データおよび撮影時のブログ記事は
→
こちら
CMOSカメラ
ASI533MC Pro
↓
撮影DATA : 2023/ 5/ 9 22:56’~(5/10)01:20’ Vixen VC200L (fl=1,800㎜)
露出 300秒 × 21枚 Gain300
ASI533MC Pro
(冷却-10°)
その他 撮影データおよび撮影時のブログ記事は
→
こちら
これ以降は撮影画像(ベイヤー配列)での比較になりますが、カラー変換は無論
ダーク減算、フラット処理など一切の処理を行う前の
RAW画像
での比較になります。
( いずれの画像も
ステライメージ9
を使用して作成しています )
■撮影画像ファイルの一覧
撮影後に保存された生の撮影画像(RAWモード)の一覧ですが、すでに
CMOS
と
デジ一眼
の違いがみられます。
ちがい
①
・・・・ 各画像ファイルサイズ(バイト数)が、
533MC
はすべて同じ、
6D
はすべて違う!
(注)
”サイズ”は画素数の事ではなく、画像データのファイルサイズ(バイト)のこと
ちがい
②
・・・・ 1画素あたりのバイト数が、
533MC
は ほぼ2バイト(16ビット)だが、
6D
はそれより小さく ばらばら
●上の画像ファイルのデータから1画素あたりのバイト数を計算すると
●
533MC
18,100,800 ÷ (3008×3008)=2.000516・・・ で
ほぼ
2
バイト ⇒
16
ビット
●
6D
(IMG 1282で) 26,888,074 ÷ (5496×3670)=1.333051・・・ で 約
1.33
バイト ⇒
10.66
ビット
実は検索でしらべた結果、
CMOSカメラは輝度値をすべて16ビットのグレイスケール値として出力
しているらしい。
このため、ADコンバーターが12ビットなら
×16
倍、14ビットなら
×4
倍と、
ADコンバーターの出力を演算により16ビットに引き伸ばしているとのこと!!
ほんまかいな?
勉強会の中で、
ヒストグラム
を使えばその証拠が見れるということでやってみました
(ヒストグラムの表示範囲をどんどん狭めていくと・・) ↓
上から火星大接近の時に購入した
ASI224MC
でADコンバーター
12
ビット、
ASI533MC
は同
14
ビット、
EOS 6D
もADコンバーター
14
ビットです
確かに
ASI CMOS
カメラでは整数倍に引き伸ばすことにより
ヒストグラムが等間隔で歯抜けになっていました。
見た目は16ビット諧調ですが、実際は引き伸ばし(水増し?)であり、
画像処理時に これをどう考慮すればよいのでしょうか?
それにくらべて
デジ一眼6D
では ADコンバーター値の引き伸ばしはないようですが、
逆に1画素当たりのファイルサイズは14ビットよりかなり小さく、
何らかの画像加工、データ圧縮(諧調圧縮も?)が疑われます。
また
ちがい
①
で見られた画像サイズが一定でない理由についても
RAW(生)画像とはいいながら ”
CR2
"というcanon独自の画像種別で何が行われているか?
・画素のばらつきの低減や不良画素の処理などの最低限のノイズ処理
・ISO感度調整やホワイトバランス調整
・CMOSセンサーのアンプの制御(読出しモード,Gain,Offsetなど)や信号処理
さらには サムネイル用のJPEG画像まで含まれているという 話も。
次は実際のベイヤー配列の画像の輝度レベルを比較していくのですが、
整理途中のため 次回につづきます。
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とりあえず久々のブログ更新でほっとしています。
次回の勉強会のネタ作りも兼ねての今回の記事ですが、
すっきりまとめられるのか不安が残ります。
「思い込み」「早とちり」も多分にあるかと思いますので、
お気づきの点がありましたら遠慮なくコメントにてご指摘をお願いします。
月に二夜撮影できればブログでこんな苦労しないでよいのですが。
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さんかく座 M33銀河、ユニティーゲインじゃないけど・・(その2)
2023年10月11日
|
機材
4月に購入した
ASI533MC Pro
の十夜目の実戦検証となった先月24日夜。
前回記事の
まゆ星雲
の撮影を終えた時点でまだ1時半。
薄明すぎまで頑張れば、3分露光ならたっぷり60枚は撮れる勘定に。
意気込んで選んだ撮影対象は・・
さんかく座 M33銀河
( 元画像の
45%に縮小
ほぼ
ノートリミング
)
( 上 が 北 になっています )
撮影DATA
: 2023/ 8/ 25 01:36’~ Vixen
R200SS(コレクターPH)
(合成fl=760㎜)
露出 180秒 × 39枚 (
Gain204
)
ASI533MC Pro(冷却-5℃)
タカハシ EM-200 Temma2M
ステラショット2
(導入・撮影・オートガイド)
ステライメージ9
(画像処理)
*ダーク処理、フラット処理はまじめにやっています
あれ! 3分露光×
60
枚じゃなかったの?
じつはSCW雲予報では2時には雲が来るというものでしたが、
なんとなく朝まで撮れそうな気がして・・
それでも3時半ころまでもってくれて、約40枚撮る事ができました。
今回も露光不足を嫌って
ユニティーゲイン
より 一段高めのゲインで撮影しているため、
撮影画像で明るい星の中心部で飽和が始まっています。
画像処理で更に星が飽和しないよう、これまでの画像処理方法を一部見直しました。
縮小なしで切り出したM33銀河内の散光星雲と銀河中心部です ↓
左上に見えているのは
M33銀河
にある巨大な散光星雲
NGC604
です
なんとか荒れも目立たず、ナチュラルな画像になりました。
以前に フルサイズの
EOS6D
で2年かけて撮った画像の同じ範囲を切り出して比較してみました ↓
総露光時間は2年かけて今回の倍の約4時間 撮影鏡筒も カメラも 画像処理も 今回と違っています
こちらの画像のブログ記事は
⇒
さんかく座M33銀河(庭撮りではそろそろ限界 ?)
当ブログ恒例の「只今撮影中」ショットです ↓
( 鏡筒の向いた方角に見える小さな
□
が今回の撮影範囲です )
2023年 9月25日 01時46分~ Tamron Zoom(fl17mm F2.8)30秒×6枚 ISO1600
ソフトフィルター使用
kiss DX(SEO-SP2)
三脚固定撮影
この時点ではまだ雲はなかったのですが、2時間後には西からやってきた厚い雲に覆われました。
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もう立派な
(?)
新月期になっているのですが、晴れません。
10年以上この趣味をやっていて 最大の問題は
”越後の雲まみれの夜空” だと、つくづく思います。
猛暑で葉が焼けてしまった「かたてま野菜」のサトイモの葉に
↓
クロアゲハの幼虫かと思ったら、
セスジスズメ
というガ(蛾)の幼虫でした
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コメント (2)
はくちょう座 まゆ星雲、 ユニティーゲインじゃないけど・・
2023年10月06日
|
機材
ASI533MC Pro
の十夜目の実戦検証となったのは先月24日夜。
ペリカン星雲
での3段階の
Gain
での撮影を短時間で済ませて、
その結果を受けて
薄明が始まるまでの時間を展示会用作品づくりにあてる計画でした。
前回記事
を見れば、当然
ユニティーゲイン
の
Gain100
での撮影だと思われるでしょうが、
それは後日 画像処理をした結果わかった事であって、
当夜の判断では やはり
Gain100
ではあきらかな露光不足と判断して、
Gain200
で撮影することにしました。
月が沈む直前からの撮影で 1タイトル目に選んだのは
IC 5146 まゆ星雲
(はくちょう座
)
( 元画像の
50%に縮小
ほぼ
ノートリミング
)
( 上 が 北 になっています )
撮影DATA
: 2023/ 8/ 24 23:54’~ Vixen
R200SS(コレクターPH)
(合成fl=760㎜)
露出 180秒 × 30枚 (Gain204)
ASI533MC Pro(冷却-5℃)
タカハシ EM-200 Temma2M
ステラショット2
(導入・撮影・オートガイド)
ステライメージ9
(画像処理)
*ダーク処理、フラット処理はまじめにやっています
ユニティーゲイン
の
約
3倍の輝度レベルが得られる
Gain204
での撮影ですが、
星の飽和(白つぶれ)は発生していないでしょうか?
完成画像の星雲付近を切り出して
ステライメージ
で輝度レベルを調べてみました。↓
(
画像クリックで 中心部が飽和レベルに達している星を
〇
で表示します
)
完成画像では明るい星の一部で飽和が始まっていますが、
この程度なら撮影画像での星の飽和は心配なさそうです。
比較のため2020/10に デジ一眼の
EOS 6D
で撮った画像を切り出したものを掲載します。↓
こちらは
VC200L+レデユーサーHD
(合成fl=1,386㎜)
での暗めの鏡筒だったためか、飽和している星はありませんでした。
上の画像のブログ記事は
こちら ⇒
”まゆ”というより、酸味ただよう「うめぼし」星雲
パッと見では大きな差はないようですが、
今回の
533MC
の画像の方が彩度を控えめにしたにも関わらず カラフルで
コントラストも確保されているように見えます。
前回のペリカン星雲よりは暗い対象なので、総露光時間90分で
ユニティーゲイン
の
Gain100
ならどうだったのか、興味深いところです。
久しぶりに恒例の「只今撮影中」ショットです ↓
( 鏡筒の向いた方角に見える小さな
□
が今回の撮影範囲です )
2023年 9月25日 0時04分~ Tamron Zoom(fl17mm F2.8)30秒×6枚 ISO1600
ソフトフィルター使用
kiss DX(SEO-SP2)
三脚固定撮影
ご覧のとおりまだ雲はなかったのですが、もやっぽい空でした。
・・・・・ 追加で検証 ・・・・・
前回記事の
ペリカン星雲での検証で、
Gain102
が良好な結果だったのは、
Gain102
だけがフラット処理を行わなかったせいではないか?
との疑問について の検証
今回の
まゆ星雲
はフラット画像が作成済みの
Gain204
での撮影だったため、
3通りのダーク、フラット処理の有無で画像処理を行って検証してみました。
その結果
ダーク処理・フラット処理の両方を行ったものが一番良好と思われる との結論に。
検証では 室内照明で作成したフラット画像での処理で 色調が大きく変化する事が再確認できました。
30枚コンポジット後の画像とヒストグラムです ↓
( 左から ◆ダーク・フラットとも なし ◆ダークのみ実施 ◆ダーク処理・フラット処理とも実施 )
① ダーク処理を実施しても、ヒストグラムの変化は少ない
(
533MC
の
ダークノイズ
が極めて少ないため ?)
② フラット処理を実施すると、カラーバランスだけでなく 輝度レベルも大きく変わる
・・・・・・・・・・
(
注
)②のフラット処理については
カメラ
ではなく、
ステライメージ
の処理によるものです
次回は533MCで撮った 系外銀河 No.2
(?)
の予定です。
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
11月に開催される
上越清里 星のふるさと館
主催の
第13回
星の文化祭
の作品募集が始まっています。
1回目から欠かさず写真を展示させてもらっているのですが、
今年は例年以上に天候に恵まれず 気に入った写真が ・・
開館30周年でもあり、ギリギリまで撮影のチャンスを待ちます。
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