低照度工业相机开辟了行星摄影的新领域

天体摄影必须克服技术和自然两方面的特殊挑战。这尤其适用于行星的望远镜图像。首先，地球大气层不断运动，产生的湍流会扭曲来自恒星或行星的光线。这种所谓的 "看见 "会导致天体闪烁或模糊，尤其是在使用地球望远镜观测时。大气湍流造成的这种模糊和失真使其难以捕捉到细节图像。

另一方面，地球大气层会吸收和散射可见光或短波蓝光。另一方面，近红外线的散射较少，因此图像更加清晰锐利。这在因空气乱流而导致 "视线 "条件差的地区尤为重要。此外，红外光比可见光更能穿透稀薄的云层和尘埃粒子。通过使用近红外敏感相机，天文学家可以观察到这些星际尘埃云的背后，并识别出在可见光下仍然隐藏的结构。例如，这适用于年轻恒星和恒星形成区，它们通常被浓密的尘埃云所包围。但这同样适用于拍摄土星或木星等大行星的图像：相机在弱光范围内的功能越强大，图像的信息量就越大。不容忽视：红外光受地球上人造光源的影响较小。这意味着，即使在中等光污染的地区，近红外敏感传感器也能为天空观测提供更好的条件。

应用

因此，对近红外灵敏度特别高的照相机需求量很大。在这种情况下，业余天文学家 Anthony Wesley 对配备 Starvis 2 级传感器的 XCP 系列 IDS 相机的性能及其行星摄影的适用性进行了研究，并取得了成功：IDS 摄像机 U3-38C0XCP-M-NO 配备了单色 IMX662 传感器，效果出众。

"他解释说："IDS 相机是光圈为 415 毫米、焦距为 6000 毫米的望远镜的成像元件。"它通过可互换滤光片，以每秒约 60 帧的速度记录木星和土星等行星一至两分钟的视频片段，既有可见光，也有红外线"。

Anthony Wesley 将 IDS 像机、滤光轮和巴洛透镜直接拧在一起，形成一个可安装在望远镜目镜管中的光学装置。目镜和望远镜之间的巴洛透镜可延长望远镜的焦距，从而提高放大率，而无需额外的目镜。"他解释说："IDS 像机底座经过改装，可以安装在较低的距离上，因为我不需要标准的 C/CS 距离。

"IDS公司uEye相机产品经理于尔根-赫伊纳（Jürgen Hejna）在总结传感器的优势时说："感光度远超人眼，这就是索尼采用Starvis 2技术的传感器的优势所在。例如，配备 216 万像素 IMX662 卷帘快门传感器的 U3-38C0XCP Rev.1.2 机型利用像素技术实现了特别高动态范围的卓越图像质量。USB3 相机每秒可快速生成 88 幅图像，在需要高灵敏度和低分辨率的低照度应用中表现尤为突出。由于采用了所谓的 "防反射涂层"，1/3 英寸传感器还能最大限度地减少相机内的反光干扰。

对于 Anthony Wesley 来说，小型相机还有更多优势："uEye XCP 结构紧凑、重量轻，非常适合业余爱好者使用。uEye 相机价格低廉，但几乎具备业余天文学家在此应用中所需的所有功能。"此外，通过 IDS peak 软件开发包轻松集成 IDS 像机也给他留下了深刻印象。"我是受业余天文学家欢迎的 FireCapture 软件中 IDS 相机模块的开发者和维护者。IDS 模块是用 Microsoft Visual Studio 的 C 语言编写的，编译成 DLL 后可轻松加载到 FireCapture 中，以便使用全面的软件功能。"

图像处理

使用 FireCapture 录制的视频片段随后使用 Autostakkert 进行处理，这是一款 Windows 软件程序，可自动对齐和合并夜空图像。Anthony Wesley 解释说："该软件将单个图像进行合并和平均处理，并纠正地球大气层造成的模糊和失真。"这种模糊会表现为模糊或图像噪点，并掩盖图像中的重要细节。因此，在天文成像中，解卷积法被用来优化望远镜图像的质量，纠正模糊或扭曲的图像。在这种情况下，Astra Image 和 Registax 软件包用于解卷积和图像锐化。下一步，必须对记录时间内观察到的目标物体的旋转进行校正。"例如，木星每 90 秒旋转一度。为此使用了 Winjupos 软件，借助该软件可以对时移图像和视频进行叠加、差分和调整，还可以将红/绿/蓝图像组合成彩色图像。"最后的图像调整是用 Gimp 完成的。通过这种方式，视频的后期处理可以弥补地球大气层的模糊效应，并大幅降低模糊效应，从而生成目标物体的清晰图像，"Anthony 总结最后的图像处理程序时说。

软件

然而，要保证这一切，需要硬件和软件的完美互动。使用 IDS peak 软件开发包 (SDK) 可以轻松集成 IDS 像机。"IDS peak 与我们的硬件完美匹配，使用户能够充分利用我们的摄像机。IDS 区域销售经理 Damian Wang 强调说："它包括编程接口和软件工具，可确保直观的编程体验、快速简便的安装和多种应用可能性。这样就可以使用专门为天体摄影开发的 FireCapture 软件的各种功能。"通过 uEye XCP 型号，我们不仅在产品组合中推出了新产品，而且再次跻身工业相机市场的先锋行列。这些相机采用了最新的传感器技术，确保了高帧率和卓越的图像质量，即使在行星摄影等弱光环境下使用，其红外范围内的高灵敏度也令人印象深刻。通过这里使用的组件，不仅专业天文学家，业余天文学家也能拍摄出高分辨率的天体图像，"于尔根-赫伊纳（Jürgen Hejna）确认说。

安东尼-韦斯利二十多年来一直在密切观察行星和相机市场。"相机和传感器技术在近红外灵敏度和低噪声方面都取得了长足进步。他总结说："uEye XCP 技术与索尼 Starvis 2 传感器的结合无疑是目前最好的技术之一。