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CMOSイメージングカメラによる天体写真

ちょうど、バタバタしていることもあって、まだ天文ガイドは見れてません・・・(;゚Д゚)
一応、入選しているらしい?のですが、また後日、いつもの豊田町の図書館にでも見に行こうと思います・・・(谷島屋書店で置いてないんだもん・・・)

さて、まーちゃるさんから、
>CMOSで10秒露光だとほとんど何も写っていない画像になるじゃないですか?

という質問がありました。
先にも書いたようにCMOSビデオカメラは、読み出しノイズが低いので、短時間露光でも、写るんですよ・・・。とはいえ、どれくらい写るのかは、やってみなければ判らないですものね。
えっとぉ・・・10秒露光の画像は間違って、捨ててしまっていたのですが・・
オリジナルだけではなく、コンポジット画像まで・・・(;゚Д゚)
うっわ、これは悲しいですわ・・・。後日良いスタックソフトが出てくれば改善の機会はありますから・・
幸い?2秒露光の画像はオリジナルも残ってましたので、どれほどのものかお見せしたいと思います。
子持ち星雲M51 オライオン30cmF4反射望遠鏡 パラコアⅡ使用 1380mmF4.6
半自作CMOSビデオカメラ ALICE-Ⅱ 露光時間2秒1枚画像

前にも書いたかもしれませんが、ALICEは、Astro Live Imaging Camera Equipment の略です。
初代ALICEは、正真正銘のビデオレートのアナログカメラで、2001年の獅子座流星群の時に活躍して貰いました。
獅子座流星雨・・・もう、あれから、15年もの歳月が流れているのですね・・。
この時も、まさか本当に大出現するとは思っていなかったのもあって、浜北のキタムラで売られていた、FinePixS1 デジタル一眼レフデジタルカメラの購入は、3時間も悩みに悩んだ挙句、見送っています・・。今から考えれば、買っておいてもソンはなかったのですが・・・
アッシャー理論が確立したのは、2000年時も当てていたとはいえ、やはり、この2001年のしし座流星群でしたからね・・・
当時のメモを見ても大枚は叩けないので、とりあえず5万円ほどの投資でできることをやろう・・と考えていたみたいです。
その為に、ジャンク品の超高感度ビデオカメラを入手し、遠征用のテレビデオ(死語だなぁ・)を買い、また、それまでの懸念事項でもあった、ディープサイクルバッテリーを買ったみたいです(・・って予算軽くオーバーしとりますがな・・)
もし、今、ドラえもんのタイムマシンなり、シュタゲのDメールが送れるなら、S1Pro買っとけ、と送りたいですね・・・。かけがえのない財産になったでしょうから・・・。
それほど貴重な天文現象でした。まぁ・・脳裏には焼き付いているのでヨシとします。

余談が過ぎました・・・。
さて、ALICE-ⅡはUSB出力のカメラですが、最長露光でも10秒までのCMOSボードカメラです。筐体のみ、自作して使っています。
ALICE-Ⅱ 2秒×1281フレームコンポジット画像

最長でも10秒ですので、こちらもライブ状態での撮影とみなせることから、ALICEの名を継がせました。
あくまでもライブ状態での記録をするカメラという認識です。1枚画像は初期状態では、まーちゃるさんが仰るとおり、ほとんど写っていません。しかしCMOSイメージセンサは低ノイズなので、レベル調整を行うと、以外と・・というか、同じ望遠鏡で眼視で見た時のイメージが得られています(だからこその、Astro Live Imaging Cameraなのです)

これをコンポジットすると、なんと!1枚画像では見られなかった、非常に淡い部分まで、写っているのがお分かりになると思います。
1枚画像では全く写っていない様に見えるのに、コンポジットするとキッチリ淡い部分まで描写できていますね!(◎-◎;)!!
なぜか?
いくつか理由はあります。
一つは、CMOSカメラの特性上、非常に読み出しノイズが低いことに起因しています。
リードノイズが少ないカメラほど、コンポジットの効果は大きくなります。
冷却CCDカメラ以上に。
モノクロCMOSカメラや、冷却CCDカメラの場合、デジタル一眼レフカメラの場合とは、全く真逆の考え方・・・つまり、最低限の露出時間で、多数枚コンポジットが画質に一番
効いてきます。
冷却CCDカメラの教本でも(天体写真用・天体観測用の限らず)、コンポジット合成することで、1回の露出時間を伸ばした画像と同等の映像を得ることができる・・というのは聞いたことがある方も多いのではないでしょうか。

デジタル一眼レフカメラの場合は、やはり、各社メーカさんが独自の映像処理を盛り込んでいる映像信号処理・・・映像エンジンの効果が大きく、写真の原点に立ち返って適正露出、というのが大事になりますが、冷却CCDカメラ・・ましてや冷却CMOSカメラの場合は、その発想は捨てた方が良いと思います。
露出が伸びると、暗電流ノイズが増え、さらにはダイナミックレンジの減少に天体写真では繋がりますからね。(バックグラウンドレベルが上がり、明るい星は飽和してしまい、肥大する・・・)
ALICE-Ⅱでも、最長10秒まで伸ばす意義は感じられません(が、比較検討する前にデータを消去してしまたので、また評価用データは撮らないといけないナァ・・・)
10秒でも過剰か、どうか。理屈倒れか、否かは、実戦データのみから判断するしかありませんから・・・
ALICE-Ⅱ 1281フレームコンポジット画像 ステライメージ7にてデジタル現像処理

デジタル現像を行ったのみの画像です。
これで、ほぼ完成されてますね。
ここまで写ってくれていれば、個人的には十分です。

コンポジットの効果の大きさもさることながら、縦縞の悪さ加減もお分かりになるでしょうか。
なかなか、この問題が大きいので、悩ましいところです。
露光時間を伸ばして、読み出しノイズが気にならないくらいまでバックグラウンドがあがった方が、縦縞等は見えなくなる可能性がありますから・・
このあたりは、長時間露光ができるカメラでは、比較・検討して最適な露出時間を検討する必要があると思います。
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コメント

No title

おはようございます!
まーちゃるです。

2秒でもしっかり写ってますね!
コレは、2秒1枚画像を強調したものですよね?
でも、ここまで写っていれば枚数稼げば確かにイケますね!

2001年のしし座すごいですね!
僕はその頃はまだ天文趣味に目覚めてなかったので見ていなかったんですが、ここまでの大出現だったんですね!

見たかったなぁ…

No title

> まーちゃるさん、おはようございます。
ラッキーイメージングだと、被写体の写って欲しい構造が少し出ないくらいにしておくと、経験上、良いようです。

2001年のしし座流星群は凄かったですよー。
ほんと、もっとちゃんと準備しておけば良かったと後悔しきり、です・・・

No title

CMOSカメラって凄いですね。2秒露出でこんなに写るんですね。バイアスノイズ?が結構ありますが、これはダーク減算で消すんですか?

しし座流星群2001は自宅近くで見ました。
あの頃はまだデジタル化してなかったので、ペンタ67で撮影しましたが、感度の悪いフイルムでも無数に写っていました。
なんと言っても1時間6000コは凄かったです。(肉眼で数えました。2時30分頃、1分間で100コでした)

No title

> のんたさん,こんばんわ。
RESが遅くなりスミマセン。CMOS凄いでしょー?
バイアスムラはCMOSの特性上、かなり出ます・・。AMPノイズも、S◎ny製は出る様です。パナ製のASI1600MM-Coolはその辺りは対処されていそうで、正直、ちょっと欲しい・・。QEグラフが出てくるともう少し判断材料ガ増えるのですが・・・

しし流、こちらは南から雲が出てきてしまいました。
獅子ヶ鼻公園だと、ピークだった3時前に曇ってしまい、若干悔しかったです。
その代わり、ALICEⅡを初め、ナイトビジョン(イメージin天使ファイア・・って凄え変換したな・・・爆)で眺めたり、独身寮の仲間と、カップ麺食べたり、割とワイワイ、楽しく過ごしました。
ボクの方も、白黒動画と、フィルムで、撮ってますが、もう少しS1Pro,検討しても良かったかな・・。で
コンデジではさすがに、少ししか写らなかった様ですが、自分もコンデジも持っていけば良かった。
いろいろと後悔が残りますが・・・でも、天文ファンとして幸せな1日でしたね!

No title

バイアスムラですが、CCDと違ってたいていのCMOSは、きっちりダーク補正が決まりません。
一応、ダーク減算はやってますが、S/Nを荒らしているだけかも・・です。
できれば、ダーク減算はナシの方向で検討した方が良いでしょうね・・・。

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プロフィール

UTO

Author:UTO
子供の頃、図鑑で見たパロマー天文台の天体写真に憧れて、天体写真を初めて幾星霜・・
デジタルカメラの進歩によって、当時のパロマ天文台の写真を超える天体写真がアマチュアでも撮れる時代になりました。

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