スタックすると現れる謎の縞ノイズを退治 2024/8/3(土)

　天体写真撮影でカメラを高感度にするとノイズが多くなります。そこで多数の画像を位置合わせしながらスタックすればノイズを減らすことができるから総露光時間が長くなるようにして出来上がった画像はさぞかしきれいと思いきや、斜めの縞ノイズが派手に現れてガッカリすることが数え切れないほどありました。最近になって天体写真関係の諸先輩によるブログやSNSでその原因が分かってきました。

　この画像ははくちょう座の網状星雲(東)をライブスタックしたものを３つ比較のために並べています。
左端

• Uranus-C + アクティブ冷却システム
• オートガイドあり
• ディザリングあり

アクティブ冷却システム、オートガイド、ディザリングの効果できれいに撮れてます。

中央

• Uranus-C アクティブ冷却システムなし
• オートガイドあり
• ディザリングなし

オートガイドの効果で長い縞ノイズは消えてるけど短くて黒っぽいノイズがあります。

右端

• Neptune-C2 アクティブ冷却システム非対応
• オートガイドなし
• ディザリングなし

色はきれいなのに、縞ノイズがガッツリ乗っかって台無しです。

　この縞ノイズは縮緬ノイズとも呼ばれていて私には長年謎の存在でしたが最近、ブログやSNSで、あぷらなーとさんやSamさんの投稿から原因と対策を知ることができました。それにしてもNeptune-C2の発色って美しいなぁ。

　この画像には写ってないけどセンサーが熱くなるとホットピクセルというノイズが明るい赤や青の線になって現れます。Sharpcapにはダーク減算にHot and Cold Pixel Removalという選択肢があってこれで大体のホットピクセルノイズは大幅に減らせます。

それでもセンサーのピクセルにはあちこちに他のピクセルより暗いクールピクセルが存在していて1枚撮影しただけなら他のノイズに紛れて気になることは少ないのですが、天体を位置合わせしてスタックするとクールピクセルは動くものを流し撮りした写真の背景のようにズレながらつながって線になって見えるわけです。ズレる理由ですが、経緯台や赤道儀のノータッチガイドはアライメント情報に従って予測される天体の動きを追うわけで実際の天体の動きを監視しているわけではないのですね。そこでガイド鏡からの映像で恒星の動きを追うオートガイドの出番になるわけです。これなら実際の天体を追うわけだからズレはほとんど生じません。
オートガイドありの中央の画像を見ると目立つ縞ノイズは影を潜めていますが暗い点が少しだけ引きずったようなノイズが見られます。
左端は冷却によりノイズの発生をおさえつつディザリングでクールピクセルの位置が撮影画像のなかを少しずつ動いて散らしているので一番ノイズの少ない画像になっています。

　アクティブ冷却システムの効果ですが強制空冷によってセンサーの発熱を外気温近くまで逃がしてやることでほぼ一定の温度に保つことができますが、本当の冷却カメラは氷点下まで冷却できるので高感度でも初めからノイズがほとんどない画像が得られるようです(欲しいけど高くて買えない)。そこまで温度を下げると当然センサーの保護ガラス表面に結露の心配がありますがUranus-C Pro の場合は結露防止用のヒーターも内蔵しているので安心して使えるようです。
　素人考えでペルチェ素子とファンを使ったスマホクーラーというのが2千円程度で買えるからこれつければ良いんじゃない？と思うけど仮にこれで冷やすと結露が発生する危険性があるからやめた方が良いのかも。

Player Oneがアクティブ冷却システムにペルチェ素子をあえて使わない理由は結露問題なのでしょう。


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