HST WFPC2データの解析 II:
イメージ間のオフセットを決める。
クロス・コリレーションを取って、イメージ同士のオフセットを決める。
普通のデータ解析では、星の位置のズレからオフセットを決める方法が良く
用いられるが、クロス・コリレーションを使う方法では銀河など、広がった
天体を用いても、オフセットが決まる。
1, IRAF/STSDAS/ANALYSIS/DITHERパッケージのロード
> analysis
> dither
2, task "sky" のパラメータ設定
銀河の解析の場合は、CCDに十分なスカイが映っていない場合が多いので、
スカイのtask "sky"を使ってスカイバックグラウンドの引き算は行わない。
しかし次のtask "precor"で"sky"のパラメータを使うため、ここで設定し
ておく。
> unlearn sky
> sky.masks = ""
> sky.lower = -99.
> sky.upper = 4096.
> sky.dq = ""
> sky.subsky = yes
> sky.width = 8
> sky.stat = "mean"
> sky.skyname = "BACKGRND"
> sky.skyvalue = 0
> sky.verbose = no
3, task "precor"で大雑把にcosmic rayを除く。
> unlearn precor
> precor.box_siz="5"
> precor.min_pix = 16.
> precor.min_val=3.
> precor.ngroup = 4 ! WFPC2は4枚のCCDで出来ている
> precor.do_sky = yes ! task "sky"を走らせる
> precor.sig2n = yes
> precor image?.hhh
> ls
image1_obj.hhh, image1_obj.hhdなど、*_objのついたファイルが出来る。
4, イメージ同士のクロス・コリレーションを取る。
ここでは、image1をレファレンスにし、image2のオフセットを決める。
まずはtask "offsets"がpackage "fourier"を必要とするので、ロード。
> fourier
task "offsets"のsubtask "cdriz"のパラメータを設定。
> cdriz.margin = 50 !イメージ外縁部はノイジィーなので使わない
> cdriz.tapersz = 50 !Size of cosine bell tapering window
> cdriz.pad = no
*_obj.hhhのリストを作る。
# ls -1 *_obj.hhh > image.list
# cat image.list ! ちゃんと出来ているか確認
image1_obj.hhh
image2_obj.hhh
image1_objをレファレンスに、イメージのクロス・コリレーションを取る。
> offsets @image.list image1_obj.hhh cross1x coeffs="header"
> ls
cross1x_01_g1.hhd
cross1x_01_g1.hhh
cross1x_01_g2.hhd
cross1x_01_g2.hhh
...
など、image1とimage2のクロス・コリレーションのイメージが、4枚の
CCDの分だけ出来る。
5, クロス・コリレーションのイメージにガウス楕円フィットし、
オフセットを決定
まずはtask "shiftfind"がpackage "fitting"を必要とするので、ロード。
> fitting
次に天体が映っているCCDについての、クロス・コリレーションイメージを見る。
いまはwf2に映っているので、*_g2.hhhというのを見る。
> displ cross1x_01_g2.hhh 1
ここで見える画像に、楕円形をフィッティングするので、楕円形のポジション・
アングルやellipticity、FWHMなどを、画像からだいたい予測する。[今の場合、
pa = 0.0, ellip = 0.05, fwhm = 20.0]。これらの値を
task "shiftfind"のパラメータとして設定。
> unlearn shiftfind
> shiftfind.x = INDEF
> shiftfind.y = INDEF
> shiftfind.boxsize = INDEF
> shiftfind.fwhm = 20
> shiftfind.ellip = 0.05
> shiftfind.pa = 0
> shiftfind.fitbox = 10 ! Gauss fitをする領域の大きさ
> shiftfind.kellip = yes ! ellip, paなどは固定
> shiftfind.kpa = yes
> shiftfind cross1x*.hhh shifts.txt
これで、計算されたオフセットの値がshifts.txtに書き込まれた。
中身を確認してみる。
# cat shifts.txt
image1.hhh 1 -0.0021 0.1156 -0.0005 0.0979 0.00 400.00
image1.hhh 2 -0.0008 0.0997 -0.0009 0.0704 0.00 400.00
image1.hhh 3 0.0003 0.1285 -0.0004 0.0916 0.00 400.00
image1.hhh 4 0.0005 0.1168 -0.0012 0.0852 0.00 400.00
image2.hhh 1 -121.1384 0.1868 40.0482 0.1583 0.00 400.00
image2.hhh 2 -2.1030 0.0641 2.4495 0.0552 0.00 400.00
image2.hhh 3 2.5904 0.0585 2.3983 0.0491 0.00 400.00
image2.hhh 4 2.3255 0.1479 -2.1812 0.1000 0.00 400.00
collumn 2: CCDの番号(pc,wf2,wf3,wf4)、collumn 3: x方向のoffset, collumn 5:
y方向のoffset、CCDごとに読み出し方向が90°ずつズレているので、x,y方向の
ズレは符号が違う。ただし一般的にditherするように観測する場合、wfチップで
2.5pix、pcチップで5pix程度ずれるように撮影するので、CCD=1については絶対値
がほぼ5、CCD=2,3,4については絶対値が2.5ぐらいになるはず。image1はレファレ
ンスなので、ズレはほぼゼロなことを確認する。image2については wfチップの値
はほぼ2.5なので良いが、PCチップは本来の値(5.0)に比べ、明らかにズレている。
これはPCチップに天体が載っていないため、フィッティングに失敗したということ
を意味する。
6, 4枚のCCDに重みをつけ、計算したオフセットのアベレージを取る。
今はpcチップの値が辺なので、(pc,wf2,wf3,wf4)=(0,1,1,1,)の重みを掛ける。
> unlearn avshift
> avshift shifts.txt angle=0 weight="0. 1. 1. 1." > average_shifts
中身を確認
# cat average_shifts
...
# Image Group xsh_in ysh_in best_xsh best_ysh ...
image2.hhh 1 -121.138 40.048 -5.272 -4.960 ...
image2.hhh 2 -2.103 2.450 -2.291 2.391 ...
image2.hhh 3 2.590 2.398 2.403 2.278 ...
image2.hhh 4 2.325 -2.181 2.255 -2.425 ...
# Weights: 0. 1. 1. 1.
...
7, wmosaicで合成した画像に換算したオフセットを計算する
HST Dither Handbookには、pc,wf2,wf3,wf4の４枚のチップを別々に解析する
方法が記述してあるが、ここでは面倒なので、wmosaicで合成した画像を一気
にditherする。そのため、上の１枚１枚についてにのオフセットを、wmosaic
画像のオフセットに計算しなおす。上記average_shiftsは、
Group best_xsh best_ysh
1 2 * Y1 -2 * X1
2 -X2 -Y2
3 -Y3 X3
4 X4 Y4
とうい順番にシフト量が並んでいる。wmosaicで合成した画像のオフセットは
これらを平均して、
X = (X1 + X2 + X3 + X4) / 4
Y = (Y1 + Y2 + Y3 + Y4) / 4
と計算出来る。今はPCチップの重みを0にしたので、3枚のwfチップのみ使って、
X = (X2 + X3 + X4) / 3 = ( 2.291 + 2.278 + 2.255) / 3 = 2.275
Y = (Y2 + Y3 + Y4) / 3 = (-2.391 - 2.403 - 2.425) / 3 = -2.406
とする。
8, ディレクトリの掃除
# mkdir tempfiles
# mv *obj*.hh? cross1x* tempfiles/