画像処理 2009年度天文学校 第1日　第3講.

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1 画像処理 2009年度天文学校 第1日　第3講

2 画像処理(解析) 王道はない データによりいろんなオプションのどれがよ いか検討してマイナーチェンジが必要
原則のようなものはあるがすべてに原則がある わけではない 大差ないところに神経質になりすぎないように データによりいろんなオプションのどれがよ いか検討してマイナーチェンジが必要 最終的にどうするのがよいか判断する方法を たくさん持つことが重要 だが、難しい シンプルな原則(統計)にもとづくべき

3 今日解析する銀河 ～ IC342 赤経(right ascension; R.A.; α) 3h46m48.5s
赤緯(declination; δ) °05’46” 銀河座標　　　l = 138.2° b= +10.6° 赤方偏移　 　 z ～ 太陽中心後退速度(recession velocity) km/s 銀河中心後退速度 km/s 距離 Mpc ( vs 2.5Mpc: hubble flow) Major axis arcmin Spiral type Scd inclination 30°

4 今日処理する画像の出身地 東京大学木曽観測所 シュミット望遠鏡 カメラ：2KCCD 画像 理学部天文教育研究センター
長野県木曽郡木曽町三岳村 シュミット望遠鏡 口径 105cm　(主鏡1.5m) カメラ：2KCCD 視野50分角 CCD温度　―100℃ darkは無視、bias引きでよい 画像 Ha,Rバンド、フラット、バイアス

5 画像処理の流れ 画像リスト作成 バイアス画像作成、バイアス引き フラット画像作成(+規格化)、フラットかけ
+ wclean.cl 位置あわせ前測定(明るい星の位置と明るさの測定) 画像の座標変換式導出の準備 スカイ引き シーイングそろえ(省略) 画像複製 画像の座標変換式導出 画像の座標変換 各画像のカウントそろえ Stack 係数測定 連続光差し引き フラックスキャリブレーション　(標準等級に直す) 標準星画像で開口測光(aperture photometry；機械等級が測定される) 標準星カタログと比較して、機械等級　→　標準等級への変換式を決定 これでR-bandのCCD上のカウントと光子の個数との変換が可能に

6 imheader DflatH04 l+ hselect
imheader DflatH04 l+ hselect *.fits "$I,DATE-OBS,JST,OBJECT,EXPTIME,DET-TSTR,FILTER01" yes > zheader0 awk '{printf("%15s%12s%10s%10s%7.1f%7.1f%7s\n",$1,$2,$3,$4,$5,$6,$7)}' < zheader0 > zheader Next lines for AP hselect *.fits "$I,DATE-OBS,TIME-OBS,EXPTIME,CCD-TEMP" yes > zheader0 awk '{printf("%20s%12s%10s%7.1f%8.2f\n",$1,$2,$3,$4,$5)}' < zheader0 > zheader imstat Dark*.fits[800:1400,800:1400] fields="image,mean,mode,stddev,min,max" >> zstat.dark0 imstat Bias*.fits[800:1400,800:1400] fields="image,mean,mode,stddev,min,max" >> zstat.dark0 awk '$1 != "#" {printf("%35s%8.1f%8.1f%7.2f%8.1f%8.1f\n",$1,$2,$3,$4,$5,$6)}' < zstat.dark0 > zstat.dark rm -f zheader0 zstat.dark0 imcomb Bias* Bias comb=median scale- zero- lsig=1.5 hsig=1.5 imcomb Dark03s* Dark03s comb=median scale- zero- lsig=1.5 hsig=1.5 mkdir Trash ls -1 *.fits | cat | awk '$0 !~ /Bias/ {print($0)}' > zdsub.list "$I,EXPTIME,EXPOSURE" yes - unalias grep cat zheader | awk '$7 == "Ha6577" {print($1)}' | grep Dflat > zfDHa6577.list cat zheader | awk '$7 == "Ha6577" {print($1)}' | grep Sflat > zfSHa6577.list cat zheader | awk '$7 == "R" {print($1)}' | grep Dflat > zfDR.list cat zheader | awk '$7 == "R" {print($1)}' | grep Sflat > zfSR.list imstat *flat*b.fits[800:1400,800:1400] DflatH comb=median reject=avsigclip lsigma=1.5 hsigma=1.5 scale=mode zero- statsec=[200:1900,200:1900] SflatH comb=median reject=avsigclip lsigma=1.5 hsigma=1.5 scale=mode zero- statsec=[200:1900,200:1900] DflatR comb=median reject=avsigclip lsigma=1.5 hsigma=1.5 scale=mode zero- statsec=[200:1900,200:1900] SflatR comb=median reject=avsigclip lsigma=1.5 hsigma=1.5 scale=mode zero- statsec=[200:1900,200:1900] imdel *flat*b.fits imren *flat*H0*.fits,*flat*R0*.fits Trash/ noao generic normalize *flat*.fits sample=[100:1950,100:1950] normalize *flat*.fits sample=[100:1950,100:1950] lower=0.90 upper=1.10 imstat *flat*.fits cat zheader | awk '$7 == "Ha6577" {print($1)}' | grep -v flat > zobjHa.list cat zheader | awk '$7 == "R" {print($1)}' | grep -v flat > zobjR.list / / ls -1 *bf.fits > zclean.list task wclean = wclean.cl wclean zclean.list

7 位置あわせに使う明るい星の検出 （以下、Hαの1枚目だけ書き下してある。2-4枚目とR-bandの分はwebページファイルに）
　木曽の画像は大きくて個々の星像が小さくてよくみえない。さちっている可能性もあるので、あらかじめさちらない星をpreselectionをかける。 sex IC342H01bf.fits -CATALOG_NAME IC342H01.cat0 -DETECT_THRESH 75 -SEEING_FWHM 3.5 -PIXEL_SCALE 1.5 awk '$1 != "#" && $2 > 100 && $2 < 2040 && $4 > 1.75 && $5 > 0.95 && $6 < {print($2,$3)}' < IC342H01.cat0 | sort +5 -n | tail -300 > IC342H01.cat 位置と明るさの測定 imexam.fittype="gaussian" rimexam.itera=1 displ IC342H01bf 1 tvmark 1 IC342H01.cat radii=10 mark="circle" imexam IC342H01bf keeplog+ logfile=IC342H01.dat imexam IC342R01bf keeplog+ logfile=IC342R01.dat imagecu=IC342H01.dat graphcu=IC342H01.dat HaとRがほぼ同じ位置にうつっている場合はこれができる rimexam.fittype="moffat" rimexam.itera=3 出力を整形して星の位置と明るさのみ取り出す foreach file (IC342*dat) set name1=`echo $file | sed s/.dat// | sed s/IC342/ps/ ` awk '$1 != "#" {printf("%8.2f%8.2f%12.1f\n",$1,$2,$4)}' < $file > $name1 end wc ps* 基準にする画像とそれに位置あわせをする画像の同じ星のデータが一行内に並ぶようにする foreach file (IC342*dat) set name1=`echo $file | sed s/.dat// | sed s/IC342/ps/ ` set name2=`echo $file | sed s/.dat// | sed s/IC342/pp/ ` paste psH01 $name1 > $name2 二つの画像に対応する星がない場合に削除する foreach file (pp*) set name1=`echo $file | sed s/pp/pw/ ` sort -k4,5 < $file > $name1 vi $name1 mv -f $name1 $file

8 スカイ引き シーイングそろえ(省略) 画像複製準備 座標変換式(則)の導出
imstat IC342*bf.fits nclip=5 lsigma=1.5 usigma=1.5 lower=INDEF upper=INDEF field="image,mode" > bg.IC342 paste bg.IC342 bg.IC342 | expand > test1 awk '$1 != "#"{printf("%8s%20s%3s%8.1f%20s\n","imarith ",$1," - ",$2,$3)}' < test1 > test2 sed 's/bf.fits$/bfs.fits/' < test2 > wsky.cl cl < wsky.cl シーイングそろえ(省略) 画像複製準備 foreach file (pp*) set name1=`echo $file | sed s/pp/pq/ ` awk '{printf("%8.2f%8.2f%8.2f%8.2f\n",$1+100,$2+100,$4+100,$5+100)}' < $file > $name1 end #Paste images into larger format so that all good area will be fully used in the imcombine...... magnify IC342H01bfs frame imreplace frame ls -1 *bfs.fits > wcopy.list sed -e 's/bfs/l/; s/^/imcopy frame /' < wcopy.list > wcopy.cl cl < wcopy.cl imcopy IC342*bfs.fits[11:2040,*] IC342*%bfs%l%.fits[111:2140,*] 座標変換式(則)の導出 imren IC342H01l IC342H01t !Final image size which is shown in the header of the reference image(hx1st this case) will be used in the next geomap. imheader IC342H01t l- ls -1 pq* > test sed -e 's/$/.dat/' < test > test1 paste test test1 | expand > wgeomap0 sed -e 's/^/geomap /; s/$/ inter- maxit=3 reject=1.75 func=legendre >> zgeoIC342.out/' < wgeomap0 > wgeomap.cl rm -f test test1 wgeomap0 geomap.xxo=3 geomap.xyo=2 geomap.yxo=2 geomap.yyo=3 cl < wgeomap.cl cat zgeoIC342.out | grep rms cat zgeoIC342.out | grep rotation cat zgeoIC342.out | grep scale

9 画像の変換 重ね合わせの準備：星のカウントそろえ ls -1 IC342*l.fits > test0
sed -e 's/l.fits/t.fits/' < test0 > test1 sed -e 's/IC342/pq/; s/l.fits/.dat/' < test0 > test2 sed -e 's/IC342/pq/; s/l.fits//' < test0 > test3 paste test0 test1 test2 test3 | expand > wgeotran0 sed -e 's/^/geotran /; s/$/ boundary=const const= interpo=spline3 xscale=1.0 yscale=1.0/' < wgeotran0 > wgeotran.cl cl < wgeotran.cl displ IC342H01t 1 zs- zr- z1=0 z2=100 displ IC342H02t 2 zs- zr- z1=0 z2=100 ……. 重ね合わせの準備：星のカウントそろえ vi frameH vi frameR paste psH01 psH02 psH03 psH04 > sfluxH paste psR01 psR02 psR03 psR04 > sfluxR awk '{printf("%8.2f%8.2f%8.2f\n",$3/$6,$3/$9,$3/$12)}' < sfluxH awk '{printf("%8.2f%8.2f%8.2f\n",$3/$6,$3/$9,$3/$12)}' < sfluxR awk '{printf("%8.2f\n",1.0/$1)}' < scaleH > weightH awk '{printf("%8.2f\n",1.0/$1)}' < scaleR > weightR IC342HM0 combine=median reject=avsigclip lsigma=2.0 hsigma=2.0 \\ zero- lthresh=-200 hthresh=INDEF IC342RM0 combine=median reject=avsigclip lsigma=2.0 hsigma=2.0 \\ zero- lthresh=-200 hthresh=INDEF displ IC342HM0 1 zs- zr- z1=5 z2=150 displ IC342RM0 2 zs- zr- z1=0 z2=250 imcopy IC342HM0[100:2150,1:2000] IC342HM imcopy IC342RM0[100:2150,1:2000] IC342RM imdel test,test1,test2,frame,IC342BM0,IC342HM0,IC342RM0,IC342BA0,IC342HA0,IC342RA0 imdel *l.fits,*t.fits,*dfs.fits mkdir starsIC342 mv p* sflux* scale* frame* weight* IC342*dat starsIC342/ rm -f te1 te2 test test0 test1 test2 test3 wgeotran0 test0 zheader0

10 連続光の差し引き sex IC342HM.fits -CATALOG_NAME IC342H.cat0 -DETECT_THRESH 50 -SEEING_FWHM 3.0 -PIXEL_SCALE 1.5 awk '$1 != "#" && $2 > 100 && $2 < 2040 && $4 > 1.80 && $5 > 0.95 && $6 < {print($0)}' < IC342H.cat0 | sort +5 -n | tail -100 | awk '{print($2,$3)}' > IC342H.cat imexam IC342HM.fits keeplog+ logfile=IC342H1.cat imagecu=IC342H.cat graphcu=IC342H.cat imexam IC342RM.fits keeplog+ logfile=IC342R1.cat imagecu=IC342H.cat graphcu=IC342H.cat awk '$1 != "#" {print($1,$2,$7)}' < IC342H1.cat > IC342H2.cat awk '$1 != "#" {print($1,$2,$7)}' < IC342R1.cat > IC342R2.cat paste IC342H2.cat IC342R2.cat | expand | awk '{print($3/$6)}' > HR.ratio imarith IC342RM.fits * 0.3 test imarith IC342HM.fits - test IC342Ha.fits