User's manual for Limovie Ver.0.9.97.3h

Explanation about Limovie Ver.0.9.97.xx.


I. Download and Install

Current version: 0.9.97.3h Download Limovie 0.9.97.3h

Click and download Limovie0997xxx.zip, and unzip the file. Then limovie0997xxx folder which contains two files is made.
   * limovie.exe : The program file of Limovie. Click to run Limovie.
   * CCDSpectralSensitivity.csv : The file of spectral sensitivity of CCD for making diffraction fitting.

An INI file will be generated at the first run of exe file. Limovie does not change any item of OS's registry.


I. Run, and Update to the newest version

Run program

Double click the limovie.exe

Update

(1) Click Update on the main menu

(2) The information on the newest version will be displayed. Read it and click Update button if you need. The updating will be made automatically.
    If it is not necessary to update, click Close button.



II Connect video camera (or video recorder) to your computer.

Connect video camera

Connect video camera or camcorder via cable or capture device as follows.

  1. miniDV camcordr : Connect directly via IEEE1394 (firewire) cable.
    Recently, production of the miniDV camcorder which has video-in port was discontinued. If you have these equipments, connect it via IEEE1394 cable. This connection can make the most accurate signal for occultation observation.
  2. DV encoder comverter. : Video signal is converted to DV signal for .avi file in the capture equipment.
    Grass Valley ADVC55
    Now, ADVC55 and ADVC110 are available. It has very high throughput, so it can be use with poor powered computer.
    Note: IEEE1394 port is necessary on your computer.
  3. Capturing device with software encoder: DV conversion is made by the software in the computer.
    Buffelo PC-SDVD/U2G,
    IO-DATA GV-USB2,
    Connect it via USB 2.0. Recent high power computer is recommended to use.

Video capturing

機器が接続できたら、ビデオキャプチャソフトを用いて、キャプチャ(ビデオファイルを作ること)をおこないます。
通常の月による星食の場合には、潜入あるいは出現の前後10秒、全長20秒程のビデオファイルを作るようにします。 また、小惑星による恒星食の場合は、ノイズが大きい場合が多いことから、ノイズリダクション機能を有効に用いるために、全長35秒以上となるようにキャプチャをおこないます。


掘‖光機能(簡単ガイド)

Limovieはそのボタン類が示すように、様々な対象をより精度よく解析するために、多くの機能を持っています。しかし、基本的な操作はとても簡単です。 ビデオキャプチャができたら、次のようにしてみましょう。

  1. ビデオを再生してみる

    ビデオプレイヤーのボタンと同様の働きをします。+/-1secは、NTSCの場合は30フレーム、PALの場合は25フレームの移動です。
  2. 星像のシャープなフレームを探す
    現象時刻に近いフレームで、星像がシャープに見えるフレームを探し、そのフレームを表示させておきます。
  3. 対象星の中心をクリック
    PSF photometryの場合、Fit to Gaussian curve ウインドウが開き、ビデオ画像の星像と回転ガウス分布曲線から作られた星像が比較されます。
  4. 最も良いコマを探す。
    シャープな星像が測光にベストな星像であるとは限りません。そこで、前後のいくつかのフレームで対象星をクリックし、Fit to Gaussian curve で赤いガウス曲線とピクセル値を示す青い円ができるだけ一致するフレームを探します。
  5. ビデオの先頭(または、現象前の適切なフレーム)に移動
  6. 測光用ボタン
    の中の Start ボタンをクリック。
  7. 現象後の適切なフレームで Stop ボタンをクリック。
  8. をクリック


検ヂ光の方法(詳細解説)

1.測定モード

測定には、Aperture photometry とPSF photometry の二つの方法があります。

Star Image 3D ボタンをクリックすると、上の左の図が表示されます。これは、ピクセルの値を縦軸にとって3Dワイヤーフレーム表示させたものです。 この星像の明るさを求めるためには、山の部分のピクセルの明るさを裾野まで全て合計し、麓の部分の明るさをそこから引き算します。 このように、星像を構成するピクセルの値の合計から、バックグラウンドの値を引いて求めらる方法を Aperture photometry と呼びます。
さて、3Dグラフで光量分布を見ると、星像は、ガウス分布の曲線を回転させた形をしています。そこで、これをガウス曲線と比べたのが上の右の図です。 左端が星像の中心で、右に行くほど中心から離れた位置のピクセルの値が表示されています。理論値と画像は、よく一致していることがわかります。 (右の図は、測光モードがPSF photometryのとき、自動的に表示されるようになっています。) このように、計算上の星像モデルと実際の星像を比較し、最もよく合うモデルを探し、そのモデルを積分して光量として求める方法を PSF photometry と呼びます。

PSF photometry は、CCD熱ノイズの多い画像に対して即効値のノイズを効率よく低減しますので、ノイズが大きくなりがちな小惑星による恒星食について有効です。 また、バックグラウンドノイズを拾いにくくなることから、月による星食、とりわけ重星の観測や検出に有効です。 このことから、通常はPSF photometryで測光をおこなってください。
しかしその一方で、PSF photometryは、シンチレーションによる星像の変形による振幅に対して、やや大きくなる傾向があります。 また、フレーム単位の測光に対してのみ有効であるために、フィールド単位の測光には向きません。
一方、Aperture photometry は、フィールド単位で測光できるのが特徴です。 月による星食で、ノイズが少ない現象については、Aperture photometryを用いてフィールド単位の測光をおこなうことで、より精度の高い時刻測定をすることができます。

2.測光領域の設定

(1) 測光領域に対象星を重ねる

PSF photometry Aperture photometryの双方とも、測光領域が対象星に正しく重なっている必要があります。 対象星に測光領域を重なるときは、できるだけ星の中心にマウスの矢印の先端を合わせてから、左クリックしてください。 いったん正しく重なれば、Limovieは星像を記憶し、その星に自動的に重なりながら測光をおこなうようになっています。 これを追尾(Tracking)と呼び、その詳細については次項で述べます。

(2) バックグラウンドの形

バックグラウンドは用途に応じて3種類に変化させることができます。

 i) Standard :
同心円状のバックグラウンド領域です。バックグラウンドが均一な場合に利用します。 バックグラウンドの大きさを変えることができます。Inner と Outer の数値は、それぞれ内側と外側の縁の半径をピクセル数で表したものです。 デフォルトでは外側の径が25ピクセルとなっています。バックグラウンドが十分暗いときはそのままで測光をおこなってかまいません。 ただ、バックグラウンドが明るく、ザラザラしたCCD熱ノイズが載っているときには、バックグラウンドが極めて不均一となっており、それを拾って、特に潜入後(出現前)のノイズが大きくなります。 そのような場合に、バックグラウンドをきわめて小さくすることが効果的である場合があります。 たとえばAperture の半径が4であるときに、BackgroundのInnerとOuter ともに5として、ApertureにくっついたBackgroudとします。 これにより、わずかな変化でもとらえることができるようになります。 広めのバックグラウンドがよいのか、小さいバックグラウンドがよいのかは、ビデオの状況によって異なりますので、双方の測定をおこなって結果を比べてみることをお勧めします。
Aperture photometry 使用時の各半径の設定の基本は、下記を参考にしてください。
Background領域およびAperture領域のサイズ設定に関する考察
 ii) Avoid sunlit face :

Avoid Sunlit Face
当初は輝く月縁を避けるために用いられていたことからこのように呼ばれますが、その目的では後述の Meteor/Lunar limb を使った方がよい結果が得られます。 このモードは、ガリレオ衛星相互食や小惑星による恒星食などで周囲の星を避けて設定したいときなどの、限られた場合に利用してください。
 iii) Meteor/ Lunar limb:

Meteor/Lunar limb
幅広い用途を持ったモードです。
流星の場合は星像が直線状になりますから、星像を避けるために両側にバックグラウンドが分かれるようになっています。 バックグラウンドが蝶のような形になります。左右の羽の間隔はGap の数値で変更できます。 向きは、Direction setting ボタンをクリックし、画像上でマウスカーソルを動かすことにより変えることができます。左クリックでセットします。
更には、その蝶の羽に当たる部分を細くして、トンボの羽のように長方形にすることができます。 この幅はWidth の数値で調節できます。この長方形のバックグラウンドは、たいへん広い用途を持っています。 Limovieで対象星をクリックしたとき、この長方形のバックグラウンド領域になります。 これは、月による星食の場合、月縁に星が重なることがほとんどで、その場合にバックグラウンドの値を正確に引き算するために有効だからです。 詳細は下記をご覧ください。
地球照で明るくなった月縁の影響を補正するためのバックグラウンド形状の考察

3 対象星の追尾

赤道儀の追尾が完全でない場合だけでなく、大気による星の揺らぎや望遠鏡の振動などでも画面上の星は移動します。 これらの星の動きを追って測光領域を重ねるのが追尾機能です。 特に月による恒星食の場合には、拡大率が高いことも多く、ビデオ画面上の星の動きはたいへん大きくなる場合があります。 そのような場合でも恒星を補足できるように、Limovieは探す範囲を中心から10ピクセルと、大きくとることができます。



用語解説・参考資料

以下に「教科書」とあるのは、 「天体観測の教科書 星食・月食・日食観測編」(広瀬敏夫 編 ・相馬 充 監修 誠文堂新光社)です。


かぐやの観測から得られた月縁:
   Comparison of lunar limb profiles from graze observations with Kaguya LALT data

delta T:
   閏秒のページ(はまぎんこども宇宙科学館)
   教科書 p.26-30
   ユリウス日と位置天文計算
ヒッパルコスの座標系:
   1等星食のビデオ観測キャンペーンから求めた精密月縁データ
Wattsの月縁:
   教科書 p.43-46
   On the center of Watts' datum for the lunar marginal zone (Mulholland, J. D. 1981)
ベイリービーズの解析:
   せんだい宇宙館 日食画像集
   教科書 p.117, p.126
   Baily's beads atlas in 2005-2008 eclipses
   Relativistic Corrections to Lunar Occultations (Costantino Sigismondi 2007)