YIMGによる画像処理入門

YIMGによる画像処理入門　(Ver.5.00以降)

　１．はじめに

　　　YIMGは私が2000年より作成している天体写真向けのフリーの画像処理

　　ソフトです。スキャナで読み込んだ画像や、デジタル一眼レフで撮影した

　　画像のように、色情報を含むカラー画像の処理に適しています。L,R,G,B

　　を別々に撮影して合成することも可能です。

　　　主な特徴は次の通りです。

　　　・R,G,B共に65536階調（合計で48bit色）で処理します。

　　　・輝度とR,G,Bを別々に処理して、合成することも可能。

　　　・ノイズを平滑化しながら、エッジを強調できます。

　　　・4つまでの画像を、自動でコンポジット(合成)できます。

　　　・4つまでの画像を、２点を指定することで、モザイク合成できます。

　　　・3通りの方法で周辺減光補正が可能です。

　　　・階調補正、歪曲補正、拡大／縮小、回転等の基本処理も可能です。

　　　・ウェーブレット変換に対応。

　　　・Lanczosによる拡大・縮小に対応。

　　　・最大32枚の画像を同時にオープンできます。

　　　・1回だけやり直しができます。

　　　・バッチ処理により、複数のファイルに同じ画像処理を行い、保存することが可能。

　　　・マルチスレッドに対応し、マルチプロセッサで高速化。

　　注意．私が作成したソフト及び、ここに記載の内容によって不利益や損害が

　　　　発生しても、一切責任は負いませんので、ご注意下さい。

　２．YIMGの基本処理の説明

　　最初に、YIMGの基本処理内容について説明します。以降の説明では、詳細は記載し

　　ませんので、これらの基本処理を理解しておいて下さい。

　　［１］RAW現像とダーク補正

　　　デジタルカメラで撮影する場合、RAWフォーマットで撮影した場合にのみ、ダーク補正

　　　可能となります。方法は、次の通りです。

　　　(1)カメラのレンズや望遠鏡にフタをして、光が入り込まないようにして、実際の撮影と

　　　　同じ時間だけ露出を行い、ダークデータをRAWフォーマットで撮影する。可能な限り、

　　　　３～４コマ撮影します。

　　　(2)YIMGを起動し、最初に「ファイル－ダークファイル設定」で追加ボタンを押して、

　　　　(1)で撮影したダークデータのRAWファイルを選択する。最大４つのファイルまで

　　　　追加できます。これらの平均をダークデータとします。

　　　　「欠陥画素の処理」は、周辺画素平均が無難でしょう。

　　　　「欠陥画素判定レベル」は、ダークと実画像の差が、この値以下だと欠陥画素と

　　　　判定します。実画像の最低濃度が分からない場合は、0で良いでしょう。

　　　(3)後は、実画像のRAWファイルを「ファイル－開く」で読み出すと、自動的に(2)の

　　　　ダークデータを引算して読み込まれ、RAW現像されます。

　　［２］画像合成(コンポジット)

　　　複数の画像を合成(コンポジット)することで、ノイズを除去したり、不要なデータを取り

　　　除いたりすることができます。色々な方法を提供しておりますので、用途に応じて

　　　使い分けて下さい。

　　　(1)まず、コンポジットの方法には、次の２通りがあります。

　　　　「画像合成－自動」－ズレが少なく、サイズ変更や回転を行わなくてもコンポジット

　　　　　　　　できる場合に使用します。画像を選択し、コンポジット時にずらす最大ドット数

　　　　　　　　を「ずらす量」に設定し、「比較方法」を適当に選びます。

　　　　「画像合成－ポイント指定」－ズレ量が大きい場合、サイズ変更や回転が必要な

　　　　　　　　場合、全てに使用可能です。AキーとBキーでそれぞれの画像で同じものが

　　　　　　　　写っている場所に、ポイントA、ポイントBを設定しておけば、各画像のポイ

　　　　　　　　ントA同士、ポイントB同士が重なるように、自動的に拡大／縮小、回転を

　　　　　　　　行って、コンポジットします。

　　　　　　　　また、ポイントAのみを設定した場合は、ポイントA同士が重なるようにXYに

　　　　　　　　ずらして合成します。拡大／縮小、回転は行いません。

　　　　　　　　なお、ポイントA,Bを消去したい場合は、Cキーを押して下さい。

　　　(2)コンポジットの処理の内容は次の中から選択できます。

　　　　「平均」－平均化し、ノイズを目立たなくできます。通常は、これを選択します。

　　　　「加算」－複数の画像に、右の重み付けを行ってから加算します。そのまま、

　　　　　　　　100%で加算すると、オーバーフローし、情報が失われますので注意。

　　　　「最大」－コンポジット画像の中で、最大の値を有効とします。

　　　　「最小」－コンポジット画像の中で、最小の値を有効とします。

　　　(3)その他のオプション

　　　　「ノイズ除去」－「平均」でコンポジットを行う時に、濃度差がノイズレベルを超える

　　　　　　　　の場合、最も離れた値を除いて平均処理します。ノイズレベル以下なら、

　　　　　　　　全画像が平均化されます。

　　　　「移動モード」－「平均」でコンポジットを行う時に、濃度差がノイズレベルを超える

　　　　　　　　の場合、移動したと判断して画像１のデータが使用され、ノイズレベル

　　　　　　　　以下なら全画像が平均化されます。移動物体がある場合に、２重・３重に

　　　　　　　　表示されないようにする機能。

　　　　「濃度の正規化」－コンポジットする画像の平均濃度を求め、平均濃度が

　　　　　　　　合成画像1と同じになるように正規化してから、コンポジット処理を行う。

　　　　「ずらして合成」－X方向、Y方向に各画像をずらしながら合成する。X=0、Y=0

　　　　　　　　ならずらさずに合成。各画像の比較のための機能。

　　［３］画像のバックグランド補正

　　　　天体写真では、極端なガンマ補正を行うため、ちょっとした濃度差がバックグランド

　　　　のムラとなります。バックグランドの濃度差の原因として主なものは、レンズの

　　　　周辺減光、ケラレ、光害があります。これらを補正するために、YIMGでは次の

　　　　ような様々なバックグランド補正方法を提供しています。

　　　　「バックグランド補正－バックグランド補正(擬似関数)」－画像中央を中心に同心円状

　　　　　　　　に発生する周辺減光を補正できます。「中央の濃度」と「最周辺濃度」は、

　　　　　　　　星が映っていないバックグランドの中央付近の濃度を「中央背景取り込み」で、

　　　　　　　　最周辺付近の濃度を「周辺背景取り込み」で設定します。

　　　　　　　　「曲線パラメータ」は中央付近から徐々に暗くなっている場合は1.0に近い値、

　　　　　　　　周辺で急に暗くなる場合は3.0に近い値にすると良いでしょう。

　　　　　　　　通常は周辺減光補正に使用するので、「乗算」で行う方が良いでしょう。

　　　　「バックグランド補正－バックグランド補正(ポイント指定)」－マウスの左ボタンで設定

　　　　　　　　されたバックグランドを元に、周辺減光を補正できます。できるだけ多くのバック

　　　　　　　　グランドでマウスの左ボタンを押して+マークを付け、最後に右ボタンを押すと、

　　　　　　　　+マークの濃度から周辺減光曲線の関数を予想し、補正を行います。

　　　　　　　　この方法は周辺減光補正に使用するので、乗算で行われます。

　　　　「バックグランド補正－バックグランド補正(画像データ)」－別途作成したバックグランド

　　　　　　　　データを元に補正を行います。

　　　　　　　　「乗算補正」は、生成したバックグランドデータで、乗算補正を行います。周辺減光

　　　　　　　　やケラレの影響が大きい場合に適しています。

　　　　　　　　「引算補正」は、生成したバックグランドデータで、引算補正を行います。光害の

　　　　　　　　影響が大きい場合や、色むらが発生する場合に適しています。

　　　　　　　　「シフト量」は、「引算補正」後のバックグランドの平均濃度となります。

　　　　「バックグランド補正－バックグランドデータ生成」－画像から、自動的にバックグランド

　　　　　　　　データを生成したり、補正を行うことができます。

　　　　　　　　「背景検出領域」の設定値の範囲内からバックグランドを見つけますので、値が

　　　　　　　　小さい方が正確なバックグランドが検出できますが、それより大きく広がった天体

　　　　　　　　はバックグランドと判断され消えてしまいます。

　　　　　　　　「２分割処理」は、「背景検出領域」に大きな値を設定する場合にチェックすると

　　　　　　　　多少、バックグランドの誤差が小さくなります。

　　　　　　　　「平均化領域」は、大きい方が平坦なバックグランドデータが生成できます。

　　　　　　　　「補正しない」を選ぶと、バックグランドデータが生成されます。

　　　　　　　　「乗算補正」は、生成したバックグランドデータで、乗算補正を行います。周辺減光

　　　　　　　　やケラレの影響が大きい場合に適しています。

　　　　　　　　「引算補正」は、生成したバックグランドデータで、引算補正を行います。光害の

　　　　　　　　影響が大きい場合や、色むらが発生する場合に適しています。

　　　　　　　　「シフト量」は、「引算補正」後のバックグランドの平均濃度となります。

　　［４］シャープ／スムーズ処理

　　　　「画像処理－シャープ／スムーズ」を行うことで、ノイズは平滑化し、エッジはシャープに

　　　　することができます。

　　　　「平均値の計算範囲」には、注目画素を中心に平均値の計算を行う範囲の半径を設定

　　　　します。

　　　　「平滑化の範囲」は、平滑化処理と強調処理の閾値を示し、注目画素と平均値の差が

　　　　この値より小さい場合は平滑化され、大きい場合は強調されます。そのため、この値を

　　　　大きくするとノイズが少なくなるが、全体的にぼけてしまいます。小さくするとクッキリした

　　　　画像になりますが、ノイズが強調されてしまいます。少しずつ値を変えながら最適値を

　　　　見つけて下さい。

　　［５］ガンマ補正

　　　　「画像処理－ガンマ補正」で、マニュアル曲線・直線によるガンマ補正が可能となります。

　　　　天体写真では、極端なガンマ補正を行う必要がありますので、複数回、実行する必要が

　　　　あります。以下に、良く使う補正曲線を示します。

　　　　・一般的な補正曲線例

　　　　・バックグランドのばらつきが大きい場合の補正曲線例

　　　　・光度差が大きいが、明るい部分の階調も残したい場合の曲線例

　　　　・惑星で、模様をハッキリさせながら明るくしたい場合

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