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UFO Analyzer V2の流星の等級決定について
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投稿者 メッセージ
chama



登録日: 2018.01.20
記事: 2

記事日時: Sat Jan 27, 2018 3:55 pm    記事の件名: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

検索にて調べさせていただいたのですが、該当記事が見当たらなかったため、質問させていただきます。

UFOAnalyzer V2での解析なのですが、流星の等級決定方法をお教えいただけないでしょうか。
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SonotaCo
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Sat Jan 27, 2018 4:54 pm    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

chama wrote:
検索にて調べさせていただいたのですが、該当記事が見当たらなかったため、質問させていただきます。

UFOAnalyzer V2での解析なのですが、流星の等級決定方法をお教えいただけないでしょうか。

えーと、どのようなレベルの説明を期待されているか、わからないので、少し迷いますが、


ちなみに、この話題が出たトピックは以下で、関連しそうな話がいくつか出ています。
http://sonotaco.jp/forum/viewtopic.php?t=1851

ビデオからの流星の等級決定に世界的な標準方式は定まっていないと思います。
UA2の等級決定はWatecの使用 (NTSCレベルの解像度、1/60sec露光、広角レンズ使用)を前提として開発したもので、流星の速度に関わらず 1/60秒間の総光量を恒星と比較して見た目の等級を決めるものです。
恒星像が大きい場合、飽和の場合などに問題があることが予想されていますが、実例が得られなかったため、対応が研究されていません。


最終編集者 SonotaCo [ Thu Aug 12, 2021 9:08 am ], 編集回数 1 回
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chama



登録日: 2018.01.20
記事: 2

記事日時: Sat Jan 27, 2018 11:50 pm    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

SonotaCo wrote:

えーと、どのようなレベルの説明を期待されているか、わからないので、少し迷いますが、

ちなみに、この話題が出たトピックは以下で、関連しそうな話がいくつか出ています。
http://sonotaco.jp/forum/viewtopic.php?t=1851

ビデオからの流星の等級決定に世界的な標準方式は定まっていないと思います。
UA2の等級決定はWatecの使用 (NTSCレベルの解像度、1/60sec露光、広角レンズ使用)を前提として開発したもので、流星の速度に関わらず 1/60秒間の総光量を恒星と比較して見た目の等級を決めるものです。
恒星像が大きい場合、飽和の場合などに問題があることが予想されていますが、実例が得られなかったため、対応が研究されていません。


ご回答ありがとうございます。

UFOAnalyzerで求められるMagは、aviファイルの1枚を切り出して、写真に写っている流星の等級を、周りの星と比較して等級を求めているという理解で大丈夫でしょうか。
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SonotaCo
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Sun Jan 28, 2018 7:59 am    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

chama wrote:
UFOAnalyzerで求められるMagは、aviファイルの1枚を切り出して、写真に写っている流星の等級を、周りの星と比較して等級を求めているという理解で大丈夫でしょうか。

大ざっはにはその通りです。

細かくは色々あって、サンプル毎に測るのは流星側だけです。

またどんなシステムの話かによって、回答も変わります。
最初に前提とするシステムを説明してもらえるとより細かい返事ができます。
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F. Kajino



登録日: 2020.06.06
記事: 11
所在地: 神戸市

記事日時: Tue Jun 09, 2020 4:57 pm    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

初めて投稿させて頂きます。先の投稿者(chamaさん)と同じグループです。
現在使用している観測システムは、Canon ME-50F(モノクロタイプ)にCanon EF 35mm f / 1.4Lのレンズをつけたものです。

1) 光量から恒星の等級を求める時に、周辺減光の影響は考慮されているのでしょうか?
2) 明度-等級関係図で明度が255を超えるものがあるときに、analyzeした後にlevHは最大で255しか出てこないのはなぜでしょうか?明度は恒星周辺のピクセルの光量の総和を求めているのに対して、levHは恒星の最大光量の1ピクセル分の値を表しているということでしょうか?

よろしくお願いします。
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SonotaCo
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Tue Jun 09, 2020 6:33 pm    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

F. Kajino wrote:

現在使用している観測システムは、Canon ME-50F(モノクロタイプ)にCanon EF 35mm f / 1.4Lのレンズをつけたものです。

1) 光量から恒星の等級を求める時に、周辺減光の影響は考慮されているのでしょうか?
2) 明度-等級関係図で明度が255を超えるものがあるときに、analyzeした後にlevHは最大で255しか出てこないのはなぜでしょうか?明度は恒星周辺のピクセルの光量の総和を求めているのに対して、levHは恒星の最大光量の1ピクセル分の値を表しているということでしょうか?

1) 周辺減光の影響は考慮していません。
周辺減光補正は当初使用したオートアイリスレンズでは運用が困難で、さらにビデオ観測では等級のばらつきには他に色々要因があり、フラットフィールドの測定と補正は実装しませんでした。例えば、そもそも雲があっても観測をする運用方法を想定しているため、天候による減光の方が圧倒的な誤差を生んでいます。
2) ほぼご推測の通りです。255までしか設定できないのは、levHは元々はキャプチャデバイス毎のピクセル明度最大値(飽和する値)を指定するためもので、これを近似直線を決める2点の片側に使っているだけということです。昔のデバイスにはピクセルの最大値が255ではなく230とかいうものがあり、このような機材で飽和ピクセル数をカウントするためにこれを使用しました。
ところで、カメラのME-50F(モノクロタイプ)というのは情報が見つかりませんが、ME-20Fのことでしょうか?
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F. Kajino



登録日: 2020.06.06
記事: 11
所在地: 神戸市

記事日時: Tue Jun 09, 2020 11:40 pm    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

SonotaCo wrote:

1) 周辺減光の影響は考慮していません。
2) ところで、カメラのME-50F(モノクロタイプ)というのは情報が見つかりませんが、ME-20Fのことでしょうか?


早速、ご回答を有難うございました。
1) そうすると、解析で出てくる流星の等級は、画像の中心付近では本来の等級よりも小さく(明るく)出てきて、画像の周辺部ではその逆になっているということですね。

2) カメラの型番ですが、打ち間違えました。ME-20Fが正しいです。ご指摘を有難うございました。
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SonotaCo
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Wed Jun 10, 2020 6:59 am    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

F. Kajino wrote:
1) そうすると、解析で出てくる流星の等級は、画像の中心付近では本来の等級よりも小さく(明るく)出てきて、画像の周辺部ではその逆になっているということですね。
影響の傾向はその通りだと思います。
F. Kajino wrote:
ME-20Fが正しいです。

ME-20Fは撮像素子の開発段階から話題になっていた機材でした。実際に利用されているケースは初めてで、情報の蓄積はありません。おそらく現存する市販機器の中では最高の感度だろうと思うので色々新しいことがあるかもしれません。
余談ですが、ME-20Fなら感度が十分なので、レンズを絞れは周辺減光の影響は殆ど無視できるレベルにできそうに思います。露出モードがどうなっているか知らないのですが、都会の夜空なら高速シャッターにしなければ相当絞って使用することになりそうに思います。Tokyo8の4Kカメラ ILCE-7sでも明るさとシャープさ、均一さのバランスからF4位に絞る設定にしています。
いろいろ想像が膨らんでしまいますが、フレームレート固定で高速シャッターにした場合には等級測定上では別の問題が出そうに思います。
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F. Kajino



登録日: 2020.06.06
記事: 11
所在地: 神戸市

記事日時: Thu Jun 11, 2020 7:26 pm    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

SonotaCo wrote:
影響の傾向はその通りだと思います。

ご回答を有難うございました。
SonotaCo wrote:
ME-20Fは...おそらく現存する市販機器の中では最高の感度だろうと思うので色々新しいことがあるかもしれません。

複数のME-20Fを用いて新しい観測計画を立てています。
参考:https://indico.icrr.u-tokyo.ac.jp/event/281/contributions/1620/attachments/1293/1568/2019-12-14-DIMS-ICRR-kajino.pdf
SonotaCo wrote:
ME-20Fなら感度が十分なので、レンズを絞れは周辺減光の影響は殆ど無視できるレベルにできそうに思います。

観測可能面積×時間を大きくするとともに、できるだけ暗い流星を観測する必要があるため、35mm F1.4 レンズで絞りを開放にして観測しています。このため周辺減光による影響が大きく、解析で補正をしたいと思っていますが、UFO Analyzerにそのようなオプションを組み込む予定はないでしょうか?
また、恒星は8等星くらいまで2000個以上写っているので流星の近くの星の等級を使って流星の等級を求めるというようなっことは考えられないでしょうか?
例:https://mega.nz/file/SUh1SRpJ#XGup3PjgosBjhA6yNu6sgcTNw81lAyH3aPv2PCrfa5s

SonotaCo wrote:
フレームレート固定で高速シャッターにした場合には等級測定上では別の問題が出そうに思います。

フレームレートは30fps、シャッター速度は1/30秒では問題なくデータは取れていますが、60fpsにするとコマ落ちが発生するときがあり原因はまだよくわかっていません。

現在、UFO Capture でデータを取る際に非圧縮のaviファイルに落としています。モノクロカメラHDMI出力→キャップチャーモジュール→PC というよなシステムになっています。データサイズを何とか小さくしたいのですが、1ピクセルが16bit分のデータになっているようです。本来モノクロ画像なのでaviをモノクロの8bit/ピクセルにはできないでしょうか?
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Fri Jun 12, 2020 11:47 am    記事の件名: Re: UFO Analyzer V2の流星の等級決定について 引用付きで返信

F. Kajino wrote:
観測可能面積×時間を大きくするとともに、できるだけ暗い流星を観測する必要があるため、35mm F1.4 レンズで絞りを開放にして観測しています。このため周辺減光による影響が大きく、解析で補正をしたいと思っていますが、UFO Analyzerにそのようなオプションを組み込む予定はないでしょうか?
また、恒星は8等星くらいまで2000個以上写っているので流星の近くの星の等級を使って流星の等級を求めるというようなっことは考えられないでしょうか?

とりあえず、周辺減光補正を組み込む予定は持っていません。
当面、何かできることがあるか数日考えてみます。
F. Kajino wrote:
フレームレートは30fps、シャッター速度は1/30秒では問題なくデータは取れていますが、60fpsにするとコマ落ちが発生するときがあり原因はまだよくわかっていません。
絞りもシャッタースピードも固定でのみ使用されているというであれば新たな問題はないと思います。
コマ落ちはの原因はCPU能力不足かストレージ書き込み速度不足が殆どです。
CPU能力はリソースモニタで見て各コア/スレッドに負荷が分散されており、スレッド当たりの負荷で90%を超えるものがない必要があります。
ストレージはHD60p 2Byte/pixel なら 240MByte/sec 程度の速度なので SSDが必要だと思います。
SSDはSATAで間に合いますが、一晩に必要な容量の倍程度を用意し、毎朝カラにする必要があります。
UFOCaptureHD2 には Detect Scheduleのsettingsの中に 観測終了時にその夜の全クリップを別の場所に転送する機能があり、これを使って毎朝自動的にSSDからHDDに転送するなどします。
F. Kajino wrote:
現在、UFO Capture でデータを取る際に非圧縮のaviファイルに落としています。モノクロカメラHDMI出力→キャップチャーモジュール→PC というよなシステムになっています。データサイズを何とか小さくしたいのですが、1ピクセルが16bit分のデータになっているようです。本来モノクロ画像なのでaviをモノクロの8bit/ピクセルにはできないでしょうか?

開発当初の10年以上前は1Byte/pixelのAVIファイルフォーマットをWindowsがサポートしていなかったため、不可能でした。現状でも少し調べた範囲ではまだできないようです。
データサイズを小さくする方法としては可逆圧縮を使うことができます。コーデックの流行り廃りがあるので、長期保存には推奨していないのですが、昔はHuffyuvを使いました。
以下でITOさんが最近のものを使っておられます。
https://sonotaco.jp/forum/viewtopic.php?t=4547
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Fri Jun 12, 2020 6:00 pm    記事の件名: UA2 V2.49 引用付きで返信

今日時間があったので、ちょっと実験してみました。考えるよりやってみた方が早いので、UA2のV2.49 として 等級の基礎情報を出力する機能を付けてみました。実験用なので正式公開せず、ここに置いておきます。
V2.49 は Utyシートの analyze log チェックがオンの時、分析時に 各クリップに対して M*L.csv というファイルを出力します。
ここには前半に 全比較星の画面上の位置(x,y),光軸中心からの距離(r)と測定光量(Lsum)、測定等級(magm), カタログ上等級(magc), magmとmagcの差がリストになっています。
後半にはサンプル(フレームまたはフィールド)毎の流星中心位置(xc,yc),光軸中心からの距離(r), 増加総光量(Lsub), 測定等級 がリストになっています。
この情報があれば、やりたい方は周辺減光補正や近傍の比較星のみでの測光ができるのではと思います。
試しに、ILCE7sの4Kカメラで比較星が60個ほどのクリップで試してみました。 r と m-c の関係のグラフなど書いてみたものの、この感度と東京の空ではいまひとつ綺麗なカーブとはなっていない感じです。
アドリブで作って殆ど試験していないのでバクがあるかもしれません。うまく動いたら超高感度カメラでの例を見せて頂けると嬉しいです。



L.csv0.png
 説明:
M*L.csv というファイルができます
 ファイルサイズ:  9.47 KB
 閲覧数:  6593 回

L.csv0.png



L.csv1.png
 説明:
比較星のリスト部 周辺減光というより低空の透明度などの問題??
 ファイルサイズ:  97.86 KB
 閲覧数:  6593 回

L.csv1.png



L.csv2.png
 説明:
フレーム毎測定のところ
 ファイルサイズ:  62.17 KB
 閲覧数:  6593 回

L.csv2.png



M20200201_035147_TK8_U1P.jpg
 説明:
例題のピークホールドの縮小画像です
 ファイルサイズ:  35.22 KB
 閲覧数:  6593 回

M20200201_035147_TK8_U1P.jpg



UA2_249.zip
 説明:
UA2_249.zip

ダウンロード
 ファイル名:  UA2_249.zip
 ファイルサイズ:  5.79 MB
 ダウンロード回数:  168 回

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前田



登録日: 2004.09.01
記事: 2754
所在地: Miyazai JAPAN (E131.4, N31.8)

記事日時: Tue Jun 16, 2020 12:01 am    記事の件名: 引用付きで返信

前田です。
Kajinoさん、はじめまして。すばらしい観測機材の観測結果見ました。
35mmレンズでHR約100ですか。すばらしい感度ですね。私たちの使っているカメラでは、35mmF1.4 では平均光度2等弱、HR5ぐらいなので、20倍も流星を捕らえられています。

ところで、解析方法の検討も面白いのですが、PDFの資料に、光度30km付近にNuclearite search zoneというのがありました。これは、昨夏のユタの4日間の観測で捕らえられたのでしょうか。
このような光度で流星状の発光があれば、感度が低いとはえ、SonotaCo-netの観測でこれまでに捕らえられても良さそうな感じがしたのですが。

よろしくおねがいします。
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F. Kajino



登録日: 2020.06.06
記事: 11
所在地: 神戸市

記事日時: Tue Jun 16, 2020 5:11 pm    記事の件名: Re: UA2 V2.49 引用付きで返信

SonotaCo wrote:
UA2のV2.49 として 等級の基礎情報を出力する機能を付けてみました。実験用なので正式公開せず、ここに置いておきます。

早速ご対応を頂き有難うございました。

SonotaCo wrote:
各クリップに対して M*L.csv というファイルを出力します。

例:https://mega.nz/file/SUh1SRpJ#XGup3PjgosBjhA6yNu6sgcTNw81lAyH3aPv2PCrfa5s
のイベントに対して、適用してみました。このイベントに対する分析のProfile/analyzeとMask Editor のシートは添付の図のようになっています。(meteor-anl-V249.jpg)
光量L と等級 m の関係式の傾きが-4.30になっていますが、これはカメラのガンマ値をlinearでなくこのカメラ独自のガンマ値にセットしているためです。
この図のL-m関係図の右側に現れる分布は何を表していますか?

x-y 平面上での星の分布図と中心からの距離rとmag m - mag c の関係は以下のようになっています。(meteor-anl-V249.jpg)
実線は期待される周辺減光の影響で、r=400 pix を基準とした相対値になっています。
これを見ると期待される周辺減光の影響はほとんど出ていなくて、むしろフラットになっています。なぜでしょう?

SonotaCo wrote:
後半にはサンプル(フレームまたはフィールド)毎の流星中心位置(xc,yc),光軸中心からの距離(r), 増加総光量(Lsub), 測定等級 がリストになっています。
この情報があれば、やりたい方は周辺減光補正や近傍の比較星のみでの測光ができるのではと思います。

周辺減光の影響が確認できれば、補正に使えますね。

よろしくお願いいたします。



meteor-anl-V249.jpg
 説明:
分析のパラメータ
 ファイルサイズ:  202.87 KB
 閲覧数:  6486 回

meteor-anl-V249.jpg



meteor-anl-V249-3.jpg
 説明:
星のCMOS上の分布、および距離rとmagmとmagcの差の関係(訂正)
 ファイルサイズ:  87.53 KB
 閲覧数:  6403 回

meteor-anl-V249-3.jpg




最終編集者 F. Kajino [ Thu Jun 18, 2020 7:18 pm ], 編集回数 1 回
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F. Kajino



登録日: 2020.06.06
記事: 11
所在地: 神戸市

記事日時: Tue Jun 16, 2020 5:31 pm    記事の件名: 引用付きで返信

前田 wrote:
光度30km付近にNuclearite search zoneというのがありました。これは、昨夏のユタの4日間の観測で捕らえられたのでしょうか。このような光度で流星状の発光があれば、感度が低いとはえ、SonotaCo-netの観測でこれまでに捕らえられても良さそうな感じがしたのですが。

Nuclearite は仮想的粒子で、このような粒子が存在したとしても、そのフラックスは非常に小さいと考えられています。また、その平均速度は~220km/sと非常に速く、60fps程度のフレームレートで撮像しても1-2枚程度に薄く長い飛跡しか写らないと思われます。このため、ユタのような気象条件が良い場所で、1年以上長期に亘って、高感度のカメラを使用して連続観測する計画をしています。このような観点での観測と解析をこれから行う予定で、これまでにこのようなものを観測したというわけではありません。
SonotaCo-netの観測結果をこのような観点から見直してみるというのも面白いかも知れませんね。
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SonotaCo
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登録日: 2004.08.07
記事: 12653
所在地: 139.67E 35.65N

記事日時: Tue Jun 16, 2020 8:00 pm    記事の件名: Re: UA2 V2.49 引用付きで返信

早速の実験ありがとうございます。大変興味深いです
F. Kajino wrote:
光量L と等級 m の関係式の傾きが-4.30になっていますが、これはカメラのガンマ値をlinearでなくこのカメラ独自のガンマ値にセットしているためです。
この図のL-m関係図の右側に現れる分布は何を表していますか?

L-m関係図の右側 は 流星像のフレーム毎の測定等級です。横軸はフレーム、縦軸は等級で長い目盛りが0等です
L-mの係数の調整でガンマを補正できるケースがあるのは知りませんでした。綺麗に直線に乗っているように見えて驚きました。
F. Kajino wrote:
これを見ると期待される周辺減光の影響はほとんど出ていなくて、むしろフラットになっています。なぜでしょう?

期待される減光の曲線をみると 中心と周辺では 1等級程の差がでる筈のようですが、
個人の目でみた感覚なのですが、元のjpg画像で背景の明るさをみると中心と周辺で1等級つまり2.5倍の差があるようには見えません。殆ど同じ位にみえます。
周辺減光がガンマの影響でキャンセルされること考えづらいと思います。
また、UA2の恒星の測光方法が周辺の明るさをキャンセルするものなので、その効果が変に出る可能性はあるのですが、周辺が暗く映らない説明にはなりません。
周辺減光が殆どなく映る可能性として思いつくものは、
1)レンズが絞れていた
2)最近のカメラで搭載され始めたレンズの型番を認識してカメラが自動的に周辺減光を補正する機能がカメラにあって、それが働いている
ぐらいですが、どちらかありそうでしょうか?

謎ですね。 どなたか何か思いつく方おられますか?

ちなみに、magm-c は 測定された等級からカタログの等級を引いたものなので、 これが 1 ということは magm が 1等大きい つまり暗い ということなので,
r magm-c のグラフは周辺減光があるとすると 右側が上がる筈で、周辺減光の推定曲線は上下逆になると思います。分かりにくくてすみません。 magc-m にすればよかったですね。
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