画像処理入門

出典: STARBOOK WIKI

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何を方針とするのか

作業を行なうには、必ず明確な方針を持つ事が大事です。

方針が明確でないと、作業の流れすら組み立てられない可能性があります。

ここでは、以下の事に着眼して作業方針を立てる事にします。

欲張らない
露出不足を画像処理で補う事は不可能です。
欲張ってしまうと結果として荒れた画像になってしまいます。
階調豊かに仕上げる
その為には、十分な露出が得られるだけの画像が必要になります。
十分な撮影があってこその画像処理です。
光害等によるバックグラウンドへの影響をそこそこ抑える
完全に抑えようとすると、かえって不自然になります。
このあたりは程度を見計らいつつ試行錯誤した方が良い部分です。
もし一人でどうすれば判らない場合は、フォーラムや画像BBSを利用して、他の方の意見を聞いてみるのも良いと思います。

ツール

持っていると便利なツール（プログラム）が幾つか存在します。

ステライメージ
国内の定番天文画像処理ツール。
MaxIm/DL
海外ではこちらが定番
撮影やオートガイダーの駆動から画像処理までこなす。
PhotoShop
画像処理ソフトの元祖的存在。汎用の画像処理ソフトとしては最強。
天体画像では、仕上げ処理やリサイズ目的で利用するユーザーが多い。
Photoshop Elements
Photoshop/Photoshop CSシリーズのサブセット版で、細かい画像処理の代わりにデジカメ写真処理に特化した機能が実装されている。
NeatImageノイズ低減ソフトの定番。
RegiStax
動画から静止画を作成するツールで、惑星写真における定番。

星雲・星団画像の処理

デジタル一眼レフカメラと冷却CCDカメラでは、処理の流れが若干異なります。当然ながら、使用するツール（ソフト）によっても処理の詳細が異なってきます。ここでは、ステライメージを使っての作業を考えてみましょう。

前処理

冷却CCDとデジ一眼（以降DSLR）では、その処理が異なります。

DSLR

前処理の基本は、コンポジット前に撮影対象にとって有害要素である各種ノイズ成分を排除する作業です。この処理を行なわないと、コンポジットの際にノイズ成分も加算されてしまう為非常に汚い画像になってしまいます。

画像を開く
1. ベイヤー配列で開く事の意味
2. 現像のあり/なしについて
ダーク減算
1. ダーク画像とは
2. ダーク減算の効果
フラット減算
1. フラット画像とは
2. フラット画像の撮影方法
3. フラット減算の効果
レベル補正
1. レベル補正とは
2. パラメータと傾向

冷却CCD

冷却CCDユーザーは経験を積まれた上での購入でしょうから、当コーナーでの解説は割愛いたします。

コンポジット

コンポジットとは

コンポジットする事の利点

コンポジットにおけるテクニック

淡い星雲の中心部を潰さないコンポジット方法
加算平均の使いどころ

後処理

画像処理のTIPS

レベル補正のコツ

露出の目安

コンポジット枚数の目安

画像処理FAQ

Q. ダークフレームって何の為に必要なの？

各カメラ固有のノイズパターンを取り除く為です。これにより、輝点や熱かぶりなどがある程度取り除かれます。

Q. フラットフレームが必要な理由は？

光学系固有のパターン（周辺減光やゴミの写り込み）などをある程度低減させる為です。

Q. 長時間露出が出来ない環境での対策は？

赤道儀の性能や大気の状態、さらにはカメラの限界などにより、露出時間の限度が決まってしまいます。無理に1枚の露出時間を延ばすよりも複数の画像を加算した方が、色々な意味で良いと思われます。但し、1枚の撮影時間が極端に短いものは、ノイズ成分も大量に加算する事になりますので、ある程度の露出時間が必要です。

Q. 加算平均すると最後に使った画像の影響が大きすぎるのですが

加算平均の仕方で色々変わります。加算平均の原理は、2枚の画像を加算（足す）して半分にするイメージです。単純にa,b2枚の画像を加算平均した場合、結果はピクセル単位で(a+b)/2の計算をした結果となります。

順番に加算平均をした場合

今ここに画像が1～5の5枚あるとします。
1と2が画像に与える影響力は、1/16、逆に最後の画像＝5は1/2の影響力を持つ事になります。

＃	状態
a	1と2を加算平均
b	aと3を加算平均
c	bと4を加算平均
d	cと5を加算平均

トーナメント方式の場合
二枚ずつ取り出し加算平均を行ない、さらに出来た画像をまた加算平均する方法です。
平均化するという観点においては、尤も合理的な方法です。
但し画像の枚数は2のn乗である必要があります。2のn乗でない場合は、影響力が均一になりません。
－＞2枚、4枚、8枚,16枚,32枚,64枚,128枚・・・

画像枚数が2のn乗に当てはまる場合
4枚の画像とすると・・・全ての画像は1/4の影響力となります。
1枚あたりの影響力－＞(a+b)/2 －＞ ( (1+2)/2 + 3+4)/2) )/2 －＞1/4

＃	状態
a	1と2を加算平均
b	3と4を加算平均
c	aとbを加算平均

画像枚数が2のn乗に当てはまらない場合
トーナメント的には「シード選手」（この場合は５）が出来てしまいますので均一な影響力にはなりません。

＃	状態
a	1と2を加算平均
b	3と4を加算平均
c	aと5を加算平均
d	bとcを加算平均

Q. 加算すると光害の方が強くなっちゃうんですが

加算する前に光害を取り除く処理をしましょう。

Q. 画像が荒れてしまいます

レベル補正で範囲を狭めすぎると荒れます。

Q. Photoshopでの加算とか加算平均はどうすればいいの？

どちらもレイヤーを使います。位置決め等はあらかじめ行なって置いてください。

加算平均
- 合成のモードを「通常」にします
- 不透明度を50%にします

加算
- 合成のモードを「通常」から「スクリーン」に変更します

Q. ステライメージで作った画像が他のツールでは暗くボケボケです

ステライメージでデジタル現像をしましょう。

Q.ステライメージで作った画像が他のツールではギラギラです