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星の除去ツール徹底比較とトラブル対処:StarNet から StarXTerminator まで

ストレッチと非リニア2020.08

星の除去(星を取り除くこと)は、近年の天体写真の後処理における重要な一環です。まず星を取り除いてしまえば、背景の星雲や銀河のディテール強化に専念でき、最後にまた星を戻します。この記事では、星の除去ツールが StarNet、StarNet2 から StarXTerminator へと進化してきた流れと、実務でぶつかるいくつかのトラブルをまとめます。

初期の StarNet とその多彩な応用

星の除去ツールの出発点は、AI 訓練モデルで動作する StarNet++ でした。後に PI も StarNet を内蔵しましたが、インストール後はまず更新し、モデルデータベースの場所を指定しないと使えません。内蔵版は外部プラグイン版と比べて一つ利点があります。console に実行の進行状況を表示できるので、初期のプラグインのようにプログラムがフリーズしたと勘違いさせられずに済むのです。(ちなみに、入力がカラー画像であれば、生成される星像のマスクもカラーになります。)

PI 内蔵 StarNet のインストールとモデルデータベース設定画面

PI 内蔵 StarNet の星の除去結果の例

StarNet の console が実行の進行状況を表示している様子

星の除去ツールの価値は、「星を除去する」こと自体にとどまりません。星雲について言えば、StarNet++ には少なくとも次のような応用があります。

  1. 星を除去した画像を使って blending(合成)を行う。
  2. Nebula Mask(星雲マスク)を作る。
  3. 従来の侵食によらない星像の縮小を行う。

銀河への応用については、初期の頃はまだ特に適した用途を見つけられていませんでした。この種のツールの応用は、まだ発掘されていないものがたくさんあると言えるかもしれません。

新世代のライバル:StarXTerminator 登場

StarNet の後に、新しい星の除去プラグイン——同じく AI 訓練モデルを使う StarXTerminator(SXT)が登場しました。実測では、この新プラグインは StarNet++ よりかなり優れており、星雲の背景でも銀河でもより綺麗に仕上がりました。

StarNet++(左)と新しい星の除去プラグイン(右)の星の除去性能の対照

StarNet++ と新しい星の除去プラグインの銀河における星の除去性能の対照

StarNet2 vs StarXTerminator:光学系の焦点距離でツールを選ぶ

とはいえ、SXT があらゆる状況で勝るわけではありません。訓練モデルの違いから、両者にはそれぞれ得意分野があります。

  • 大きな光学系(長焦点距離):StarXTerminator のほうが良く、ホットピクセルまで一緒に自動で消してくれるほどです。
  • 小さな光学系(短焦点距離):小さな星像の処理では、むしろ StarNet2 のほうが理想的です。

この実験結果と海外フォーラムの助言に基づくと、当時のより良い戦略は次のとおりでした。小さな光学系には StarNet2 を、大きな光学系には StarXTerminator を使う。(テストでの大きな光学系は CDK 17 + SBIG STXL11002、小さな光学系は TOA 130 + SBIG STX-16803 でした。)

StarNet2 と StarXTerminator の大きな光学系・小さな光学系における星の除去結果の違い

StarNet2 と StarXTerminator の星の除去結果を部分拡大して対照したもの

SXT は進化し続ける:回折光条と小さな銀河の処理

SXT はバージョンアップのたびに進歩を続けています。1.9.14 のベータ版に AI 11 を組み合わせた例では、すでに JWST(ジェイムズ・ウェッブ宇宙望遠鏡)の八本の回折光条を持つ星像もうまく除去できるようになっていました。当時はまだ光条の末端がわずかに残っていましたが、正式版が更新されれば解決するはずです。

StarXTerminator 1.9.14 + AI 11 が JWST の八本の回折光条を持つ星像を除去した結果

小さな銀河の識別についても、SXT 2 は進歩しています。カラーでリニア、まだ校正していない彗星の画像を例にとると、星の除去後は星像も人工衛星の軌跡も除去され、カラーの彗星と背景の小さな銀河が残りました——そしてこれらの小さな銀河の一部は、StarNet2 を使うと星像とみなされて一緒に除去されてしまうものです。

StarXTerminator 2 は背景の小さな銀河を残すが、StarNet2 はそれを誤って除去する可能性がある

トラブル対処:リニアで星を除去した後に背景へ格子が出る

よくある問題があります。リニアの状態で星を除去すると、背景にたくさんの格子(市松模様状のもの)が出るのです。使っているのが RC Astro の StarXTerminator であれば、このとき**「Large Overlap」にチェックを入れる**ことができ、チェックを入れれば背景の格子化はたいてい消えます。

Large Overlap にチェックを入れる前(左)と後(右)、背景の格子が消えた対照

Large Overlap が背景の格子を修正した様子の部分拡大

ただし代償を払うことになります。Large Overlap にチェックを入れると重なり合う面積が大きくなり、星の除去にかかる時間がおよそ倍になります(たとえば元々 20 秒だった画像が、40 秒かかることもあります)。ですから GPU 加速がない場合は、チェックを入れることはおすすめしません——快適に使いたいなら、RTX 3060 のようなグラフィックボードを一枚用意しておくとずっと楽になります。

さらに注意しておきたいのは、Large Overlap にチェックを入れると、かえって妙な偽像(アーティファクト)が出ることがある点です。そうなったら、忘れずにチェックを外してください。

SXT で星を除去した後の格子現象と、Large Overlap による修正効果