『オフセット』に ケリを付ける。(ひとまずまとめ)

オフセットに関するこの連載記事も４回目になりました。
前回までは、オフセットとはなにか を踏まえて室内にて取得した極めて低い輝度の画像のヒストグラムを比較することで検証してきました。今回はいよいよ実際に天体を撮影した画像を使っての検証を行うのですが、その前に前回記事　の最初に掲載したオフセット”１”のヒストグラムで、Gainが高くなると逆にピークレベルが下がって”０”になるという不可解な現象について以下、私なりに説明してみたいと思います。
････････････････････････････････････････････････････････ヒストグラムではなく、輝度レベルの最小値・最大値で別のグラフを作成してみました。Gainを上げると輝度レベルの幅も広がるのですが、最小値の方は元々”０”レベル付近の画像ですので最大値との差が広がると、レベル値が”－”の領域に入ってしまう事により”１”未満切り捨てで、レベル”０”のピクセル数が大半をしめて、ヒストグラムでもピークが”０”になるのだと思います。
さらに、このグラフから次の事が言えると思います。Ｇａｉｎでカメラの感度が変わるわけではないと良くいわれますが、そのソフト的（？）な処理は”オフセットの後に行われている”という事。順番が逆ならばこのカメラのデフォルト値であるオフセット値”１”でも レベル最小値”０”はありえない。（オフセットで ”０”レベルとなる基準電圧を変えている というのは、わたしの推測ですが･･･）
ちなみに、オフセット値”３０”の検証データで同じグラフを作成してみると。オフセット値”３０”によるレベルの大幅な底上げ（下駄をはかせる）により、Gainが上がっても輝度レベルの最低値が”０”以上になりました。
他のオフセット値のグラフも作成しているのですが 、今回は各オフセット値・Ｇａｉｎ毎のレベルの最小値・最大値の数値だけを。 ⇒　こちら
以上で納得してもらえるでしょうか？････････････････････････････････････････････････････････
納得してもらえないとしても、このシリーズは今回でひと区切りにしたいので話を戻します。
できる事なら あたらしく購入したステラショット３でオフセット値を設定して撮った画像を使いたいのですが、日本海側では星が見えない季節のため いまだ”初撮り”ができません。そこで昨年ステラショット２で撮った撮影画像を使う事にしました。ステラショット２はオフセット設定ができないのですが、これまでの検証の結果、カメラのデフォルト値（ASI５３３MCの場合　ﾃﾞﾌｫﾙﾄのｵﾌｾｯﾄ値＝”１”）で撮影されている事がわかりました。関連記事は　⇒　こちら
まずは昨年撮った撮影画像の中で、検証に使えそうな画像を探した結果、昨年９月に検証のためＧａｉｎを変えて撮ったペリカン星雲の画像を見つけました。
露光時間は変えずに、Gainだけを変えて撮ったＲＡＷ（ﾓﾉｸﾛ・ﾍﾞｲﾔｰ配列）画像です。↓Ｇａｉｎは１０２・２０４・３００の３段階、いずれも露光時間は１８０秒、ステラショット２での撮影のためオフセットは”１”としています右側のヒストグラムの『最小値』というのは、「自動レベル調整」ﾎﾞﾀﾝで表示された撮影画像内の最小輝度レベルです
上の画像のヒストグラムを検証する際に留意すべきは、室内で取得した画像とは異なり、輝度レベルの『最小値』につながる右側にあるピーク（山）は 撮影したペリカン星雲の画像の背景となる空の明るさだということです。ただしその輝度レベルについては、オフセット”１”で底上げした分も含まれている事に注意。 これまでの検証結果では、Gain１００なら、輝度レベルは最小値３０３の内、７０くらい底上げされていそうです。

今後 星の見える夜があったら、ステラショット３でオフセット”０”と”１”で撮って比較すればオフセットにより各Gainでどれだけのレベルが底上げされるか明らかにできます。わたしの予想ではオフセット”１”なら、画像の背景（空の明るさ）レベルに比較して底上げされるレベルはかなり小さいと思います。

もう一つ、撮影画像によるオフセットの検証を行っています。こちらは昨年１２月にステラショット２で撮ったオリオン大星雲（北部）です。
モザイク撮影の多段階露光用に撮ったもので、Ｇａｉｎは１５０のままで 露光時間だけを変えています。こちらもヒストグラムの表示レンジ（　△ ～ ▲　）はそろえています
Ｇａｉｎに比べれば単純で、露光時間を増やすと背景レベルも上がっていきます。ここで注目したいのは、露光時間の短い３０秒のヒストグラムでは背景レベルのすそ野が『最小値』の"０"付近まで伸びている事。ということは、もっと短い露光時間や、低いＧａｉｎ設定では 空の背景レベルのピークがより”０”に近づき裾野の一部が”０”以下で切り捨てられる事もありそうです。
以上の検証結果から、わたしの持論も少し変更が必要なようです。たとえばこんな風に『 天体撮影においては 光害や月明かりにより、オフセットが必要となるケースは少ないが、低いＧａｉｎや短時間露光で撮影する場合は、撮影画像（特に空の背景部分）の輝度レベルが”０”を上回っているのか確認する必要がある 』
これで”ケリ”をつけていいんでしょうか？ご意見・アドバイスを コメントまたはメッセージ（PC表示で右サイドバー）にてお待ちします

くどすぎたかも知れない検証の最後に、しつこく もう一言。「オフセットを意識し過ぎて、過大なオフセット値を設定してしまい、高めのＧａｉｎ設定とあいまって、貴重な諧調（ダイナミックレンジ）を損なわないようくれぐれも注意したいものです。」
= = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =初撮りできる機会が訪れたら、ステラショット３を使ってオフセットの検証用画像を撮る事を最優先にしたいと考えています。
「星のふるさと館」スタッフでもあるAKIYAMAさんから、１／２４に館の点検に上がった際の写真をいただきました.。心配していた能登地震の機器への被害はなかったそうで、積雪は駐車場１１０㎝ 屋上８８㎝と 例年に比べればずいぶん少な目だったようです.。
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