ZV-E10の特徴調査

 先日、さじアストロパークで色々と満足したので、撮影は少し休憩しています。

毎日夜だけ曇りなので撮影不能というのも大きいですが…

という事で下の記事でちょっと調べたまま、中途半端だった未改造ZV-E10の特徴を調べていこうと思います。

もちろん考え方や評価はあぷらなーとさんのブログを教科書にしています。

（多くの記事があるので参照URLを選びきれませんでした・・・）

この作業の為に、複数の画像ファイルに対して指定のピクセルの輝度値を読んでグラフ化するアプリを作りました。

調査開始

まずは時系列ノイズ解析を見ます。

これは28℃前後の室内において、露光時間30s、ISO1250で撮影した30枚のダークフレームから算出しました。

その中から特徴的な６点の座標を特定し、フレーム毎にどういう輝度になっているかを調べます。

なお、次から出てくるグラフには、50枚分に増えます。

左から1-30がそのまま撮影順で、31-50は131～150枚目になります。

長時間撮影の終盤でどこまで熱によるノイズが増えるかの調査も兼ねています。

①：グラフで最も右上にあるピクセル

これは高輝度の値がメインの２値振動型酩酊ピクセルですね。

②：メジアンは高いのに標準偏差は低いピクセル

バラツキの少ない高輝度値だけを出し続けるピクセルの様です。

ダーク減算で容易に補正ができるし、数も少ないので問題無いですね。

③：右上に伸びていく群の下側

撮影回数が増えるに従って（温度が上昇するので）輝度が上がっていきます。

いわゆる「普通のホットピクセル」かなと思います。

1-30枚と131-150枚の間でジャンプするほどの差はありませんでした。

④：右上に伸びていく群の上側

２値振動型の様に見えますが、上側の値が温度によって上昇しているピクセルの様です。

非冷却のセンサーだと、酩酊ピクセルがこういう挙動を示すんですね。

⑤：真上に伸びていく群

２値振動型で低い値がメインとなるピクセルです。

この群もピクセルマッピングでつぶした方が良い気がしてきました。

ただし、放射線ヒットによる突発ノイズも含まれているハズなので、その違いを判別出来ない場合は補正しない方が良いかもしれません。

⑥：メジアンが異常に低いピクセル

ZV-E10はバイアスとして輝度が512加算されているため、光子を受け取らなかったピクセルは値が512近辺になるはずです。

このピクセルは平均輝度が250前後とバイアスで加算される値より低くなっています。

いわゆるクールピクセルだと思います。

とは言ってもこのタイプのピクセルは２個しか見つかっていないので実害はありません。

不思議な挙動

ここまで調査してきて、不思議な挙動を２つ発見しました。

不思議な挙動(a)

メジアンで高輝度側の上位0.00005%を抽出した際、１４ピクセル中１２ピクセルが隣接するピクセルという事が分かりました。

さらにメジアンと標準偏差がそれぞれ一致しているペアもあり、偶然とは言えない状態です。

その中のX座標が961、Y座標が902と904のピクセルを抽出してみます。

フレームごとの挙動も完全一致していると言ってよさそうです。

なにこれ？

下の不思議な挙動(b)で⑤を調べていた時も類似の傾向が見られたので、③群と⑤群のピクセル位置を特定し、画像化してみました。

250%くらいまで拡大しています。

黒が正常ピクセル、白が問題のピクセルです。

問題のピクセルが２～３個の集団をとっている事が分かります。

この集団は画像全体にランダムに表れている様に見えました。

何をどうすればこんな挙動になるんだ・・・？？

⑤の上に伸びる群でも調べてみます。

４個の集団も見つかりました。

この４個集団について、フレーム毎に輝度をプロットします。

これらの輝度の挙動は一致していません。

②ホットピクセル群ではメジアンと標準偏差がペアで近い値を持っていましたが、⑤上に伸びる群ではペアで値が異なっているので、別の挙動を示していると思われます。

何が起こっているのか見当もつかないので一旦保留にし、他の挙動を調べます。

不思議な挙動(b)

⑤真上に伸びる群を調べていて気付いたのが高輝度の時の値が変です。

ZV-E10が持ちうる輝度の最大値はハイパーイーブンオッド法の時に確認しており、16372でした。

（完全に白飛びさせて撮影し、値を読み取った実測値です）

しかし他の群を含めて調べても、最大輝度値の半分程度である「8000を超えた程度の値」で頭打ちになっているピクセルが大多数です。

今回確認できた最大値でも12000未満でした。

何故ホットピクセルや突発ピクセルでも輝度の最大値に到達せず、8000そこそこの値になっているのでしょうか？

メジアンを512付近に固定し、標準偏差違いでいくつか調べてみたところ、標準偏差が2000を超えると高輝度を出したフレームが２枚になっています。

高輝度を記録したのが１フレームだけの場合、最大値は標準偏差1900程度の方が大きい事が分かります。

標準偏差が2000を超えると複数のフレームに渡って高輝度が記録されており、その輝度は8000を超えた程度の値になります。

つまり、ロジックは不明ですが、標準偏差2000を超える高輝度が観測された場合、おそらくカメラ内で補正が入っていると思われます。

なお、この調査では同一ピクセルの時間ノイズで比較していますが、実際の補正ロジックは周辺ピクセルとの比較だと思います。

標準偏差2000が閾値という表現をしていますが、この閾値はZV-E10の補正ロジックとは何の関係もありません。

話を戻して標準偏差が2000以下は突発ノイズも含まれる可能性がありますが、2000以上は酩酊ピクセルだけの可能性が出てきました。

これならピクセルマッピングで除去できるかもしれません。

もう少し調べて、除去するかどうか決めたいと思います。

お腹いっぱいになってきたので、ここで一旦区切ります。

続きは次回以降。

異常ピクセルのペアはしばらく考える必要がありそう。

んー、これは深すぎる沼ですね…

どんどん深みにハマっていく（笑）