le traitement de la photo astro - tutos et discussion

[epsilonzero]

Bonsoir, on poste des photos astro de temps en temps, mais qu'y a-t-il derrière ?
Vais essayer de vous raconter un peu ça, et vous donner des liens à suivre pour approfondir si vous le souhaitez.
Il y aura forcément des question pour ceux que ça interresse, et on essaiera d'y répondre.

C'est parti !

Une photo astro, surtout dans le forum eos-numérique, c'est une image d'un objet du ciel profond (galaxie, nébuleuse, amas etc ) ou de la lune, prise avec un EOS et un instrument optique (lunette, télescope, objectif).
Quelque soit l'instrument utilisé, la technique étant la même, on va parler ici de prise de vue avec un objectif.
Vous êtes sur un pied photo avec un objo court, ou sur une monture équatoriale motorisée pour un longue focale ou un instrument d'astronomie.

Une image c'est un signal, du noir, et plein de vilains trucs, des poussières sur le capteur, du bruit électronique, du bruit thermique.

Une photo astro est souvent très sombre, avec des objets diffus, donc on ne travaille pas dans les conditons "normales" d'un APN optimisé pour le mode diurne.

Sur une photo astro donc ces bruits deviennent gênants car ils arrivent à des niveaux comparables à certaines fines nébulosités, et si on veut rendre visible une nébulosité on est obligés de pousser les niveaux, et le bruit ressort implacablement, marbrures, pixels chauds, traces sombres dues aux poussières etc...

Entrons un peu plus dans ce qu'est la technique de traitement. Nous allons travailler l'image pour éliminer au maximum ces bruits pour pouvoir traiter ensuite correctement l'image avec toshop par exemple.

La technique de base est le compositage. On va empiler un certain nombre de poses prises successivements, pour améliorer le rapport signal/bruit de l'image. Le signal va s'additionner, et le bruit aléatoire va se répartir, et donc diminuer en intensité.
Ce compositage se faisait à l'époque en empilant les négatifs sous l'agrandisseur

Mais si on empile 20 images qui comportent des poussières, comme elles ne bougent pas d'une pose à l'autre, on va retrouver de jolies traces de doigts sur les photos finales.

Et le bruit thermique du à la chauffe du capteur pendant une pose longue (pixels chauds en particulier) est lui aussi présent sur toutes les poses, il faut aussi l'éliminer sinon on va retrouver de belles étoiles bleues, rouges ou vertes un peu partout sur l'image.

Les conditions sont posées.

On va d'abord traiter toutes les images une par une, pour les nettoyer des poussières et du bruit, puis on va les "registrer" c'est à dire les aligner (il peut y avoir eu des décalages pendant les poses), puis les additionner pour obtenir l'image brute.

On travailera ensuite sur la dynamique de l'image brute, mais en toute sérénité pour pousser les niveaux car le bruit aura pratiquement disparu.

Alors, le bruit thermique, comment l'enlever ? très simple, les APN le font en option "débruitage automatique". A la fin de chaque pose, l'appareil fait une pose du même temps mais sans déclencher, on obtient une image noire qui contient tout le bruit thermique et les pixels chauds. Il soustrait automatiquement cette image noir de la pose, ce qui la "nettoie", et enregistre la résultante. Cette image noire est appelée "dark"

En astro, on ne pratique pas de cette façon, car d'une part un dark à chaque pose, ça commence à faire sacrément long si c'est des poses de 5 minutes et qu'on en fait 30, et on essaie d'économiser le temps pour poser, plutot que pour faire des darks. On le fait à la fin, en bouchant l'appareil et en faisant une 15aine de poses du même temps et à la meme sensibilité que pour les prises de vues, et on les composite en en faisant la moyenne pour obtenir une image de dark bien représentatiive, appelée dark maitre ou master dark.
C'est ce master dark qui sera soustrait à toutes les prises de vues pour les nettoyer au cours du traitement.

Pour les poussières, on fait une image de la chaine optique, avec une lumière homogène (par exemple sur le ciel de jour ou une lampe), que l'on appelle plage de lumière uniforme ou PLU ou flat.
On divisera les prises de vues par cette image, ce qui aura pour effet de rehausser la luminosité de l'image à l'endroit ou des poussières faisaient des taches sombres. je vous conseille de lire mon p'tit tuto sur la théorie et la pratique du flat, voir à la fin.

Ouf, c'est prétraité.

Ah oui, juste un truc, on travaille toujour sur les images en RAW non décodées, pour avoir une précision "mathématique" sur le traitement (rappelons que la conversion en couleurs des images RAW est une interpolation, donc on perd un peu d'info)

On va ensuite empiler les images, ça se fait avec toshop mais c'est bien mieux avec un logiciel dédié astro qui est une véritable merveille, qui se conquiert un peu à la sueur, mais qui fait tout ce traitement somme toute automatiquement, et qui vous rend l'image brute de compositage qui n'a plus qu'à parler pour révèler ses beautés.

Ce logiciel s'appelle IRIS, Spectroscopy, CCD and Astronomy et son auteur Christian Buil l'améliore en permanance, et gracieusement ce qui n'enlève rien

J'ai commis quelques tutos que vous pourrez lire, qui rappellent les techniques de base du prétraitement. Le site de Christian est vachement bien fait aussi, même si iris peut se révèler redoutablement complexe quand on fait de l'analyse spectro scientifique avec, mais là n'est pas l'objet.

Bon, je parle, je parle, mais voilà quelques liens tirés du site de cbuil:

Appareils photo numériques
Iris road-map

et mes p"tits tutos sur le traitement :
http://jf.brunelli.free.fr/transfert...ages%20APN.pdf

et sur la théorie (un peu chaude) des flats pour nettoyer les zimages

http://jf.brunelli.free.fr/transfert/tutos/Flats.pdf

voilà, ça va paraitre un peu hard à digérer, mais comme ce post est là pour toutes les questions, pas de pb

Rappelez-vous quand un soir vous êtes dehors avec un objo de 18 de focale et un pied photo, faites des poses de 15s en RAW, prenez-en une vingtaine en dirigeant votre APN vers la voie lactée qui va, on l'espère, bientôt éclater au dessus de nos têtes, et moulinez tout ça, vous allez voir, ça va vous faire drôle ce que vous allez obtenir !

Mais on essaiera de faire ça pas à pas, sans précipitation.

Donc on va d'abord laisser les flats de côté, on va considérer que vos capteurs et objos sont propres, et on ne fera que des darks.

Allez, hop, dehors, y'a un ciel de tuerie !

On fait la mise au point (ça c'est le sport absolu, on conseille si possible un PC pas loin avec téléchargement des images à l'écran pour voir en live si les étoiles sont fines).
On se met en 400 ISO par exemple, on déclenche à distance si possible, et pour 15s pas plus (sinon les étoiles filent à cause que notre planète tourne).

On fait une trentaine de pose (allez, plus il y en a plus belle est l'image finale), puis on bouche son objo et on fait 15 poses de 15s à 400 ISO pour les darks.

Et une fois tout ça sur le PC, on retrousse les manches


Premier exercice, on fait les poses et les darks et moi je me pieute car j'ai mal aux doigts à taper sur le clavier, scusez-moi, chuis bavard quand ça parle zétwales

prochaine séance, on installe ra iris et on décodera les images pour commencer le traitement, et les tutos serviront de support.

Y'en a qui veulent jouer à ça ?

Conseil, et j'y vais: surtout commencez avec une focale de 18 et pas plus, et ouvrez un peu pour que ça rentre quand même un peu, c'est pas lumineux une étoile !

[rober47]

Salut, excellents ton poste et ton tuto, je vais essayer.... si le temps le permet car dans le 47 en ce moment ce n'est pas terrible mais on garde espoir...



a+

[TC94]

Très intéressant.

[coets]

idem pour moi, j'attends aussi avec impatience un coin de ciel noir (mais plein d'étoiles).

[epsilonzero]

merci de vos encouragements, c'est pas si simple d'expliquer clairement mais bon.

Le temps n'est pas beau, peut-être le week end prochain.

Si vous avez une télécommande manuelle, c'est le moment de s'en servir !


EDIT: il y a un pb sur le lien qui mène au document sur les flats, je le remets ici:

http://jf.brunelli.free.fr/transfert/tutos/Flats.pdf


Lien modifié dans le post d’origine. Administration EOS-Numérique

[fth84]

merci beaucoup
Je pars à la montagne demain... y a plus de place pour le telescope mais pour le 30D, ça devrait aller : le ciel devrait être super !

[epsilonzero]

j'espère pour toi, nous à paris on désespère grave....

[JPL]

Il a l'air de faire des tas de choses ce logiciel. Un vrai couteau Suisse.
Il dérawtise, il fait du HDR, il corrige les déformations optiques, il redresse les perspectives, on peut retoucher, et j'en oublie, et il ne coûte rien ! Je vais croire au père Noël.
Mes questions : est il raisonnable de l'utiliser pour la photo courante, ou vaut-il mieux ne l'utiliser que pour la photo d'astronomie ? et si on l'utilise pour la photo courante, supporte-t-il la comparaison avec DPP, photoshop et consorts au niveau des résultats ? Peut on l'utiliser sans avoir de DEA d'astrophysique ou est-il réservé aux initiés ?

[epsilonzero]

Bonjour, Iris est effectivement un couteau suisse, il fait à peu près tout. Par contre les fonctions telles que HDR, correction des perspectives etc..ne sont pas simples d'utilisation, il y a beaucoup de ligne de commande à saisir, et dans ces cas, je pense que photoshop ou autres sont bien plus ergonomiques.
J'avoue ne pas avoir cherché à comparer, en fait j'utilise iris pour ses outils dédiés à l'astronomie comme par exemple l'alignement des images en utilisant les étoiles, le retrait de gradient, le prétraitement etc...
Il n'y a pas besoin d'un DEA d'astrophysique pour se servir des fonctions principales, elles sont décrites dans pas mal de tutoriels, et de plus en général elles sont accessibles par menus déroulants.
En tous cas je vois avec plaisir que tu as épluché un peu tout ça
Si tu as des questions très techniques sur l'imagerie ou l'utiulisation d'iris pour des fonctions particulières, n'hésite pas à contacter christian buil, il se fera un plaisir de te répondre !

[JPL]

Tu réponds vite, merci, on voit le passionné. J'espère ne pas abuser avec quelques remarques et quelques questions.
Si j'ai bien compris, le rôle des darks est de supprimer le bruit qui apparaît lors de pauses longues de plusieurs secondes. Sont ils utiles pour des pauses courtes ? (je pense que non)
De même, les flats peuvent ils servir à un "nettoyage logiciel" du capteur, à l'instar (!) d'une fonction récente de DPP ?
Les tutoriels du site d'iris sont bien faits, même si certains chapitres ont l'air très techniques pour mon niveau. Mes connaissances en astronomie et en traitement de l'image sont des plus réduites. Il y a du pain sur la planche !
Pour ce qui est de l'ergonomie, on peut faire des sacrifices si on met en balance ce que peut faire Iris gratuitement, et d'autres pour plusieurs centaines d'euros ! et puis il y a des scripts ...
Bref tout ça ouvre des horizons. Belle initiative de ta part.

[johweb]

Je vous envoie plusieurs liens provenant de passionnés sarthois :
Les caméras numériques et l'astronomie
Initiation au traitement d'images numériques : Houciel (gratuitiel)

Voilou, si cela peut apporter des infos... ^^

[epsilonzero]

Merci pour ces liens

JPL, les darks ne sont pas utiles en pose courtes car le bruit thermique du capteur n'a pas le temps de monter, il ne "chauffe" pas.
Les flats servent effectivement à nettoyer les capteurs, mais pas de façon logicielle justement, c'est un véritable nettoyage "mathématique" et absolument exact, ce qui n'est pas le cas du nettoyage logiciel où le soft évalue ce qui a l'air d'être une poussière.
Le prétraitement par iris est fait sur les images en RAW non débayerisées, ce qui le rend complet (l'image est 100% utilisable à des fins scientifiques par exemple). Un logiciel comme DPP va faire des interpolations et extrapolations, avec toujours une erreur!
Lorsque tu fais une image de flat, tu as la cartographie exacte des défauts (poussières, vignettage, réponse des photosites), et donc le nettoyage de l'image est au mieux.
En astro on évite le nettoyage logiciel car bien souvent on part avec des niveaux très très faibles, et il y a fort à parier que le logiciel ne sache pas bien faire la différence entre une nébulosité et une poussière.

Voilà voilà

[JPL]

Merci pour les précisions au sujet du nettoyage "mathématique". Effectivement on ne corrige que les défauts avérés.
Je viens d'installer iris ... et je suis un peu paumé.
Une aide est-elle prévue ? Quand je clique sur l'aide, on me dit que le fichier iris.pdf est introuvable. Elle me serait bien utile !
Attendons la suite du topic.

[epsilonzero]

salut, en fait l'aide est sur le site, ce sont des leçons. Sinon, j'ai bricolé quelques tutos. C'est pas simple mais c'est un logiciel puissant ! bon courage, n'hésite pas à poser des questions

[bobby92]

bonjour,

lors d'un précédent été en haute Savoie, j'ai tenté un essai devant ce ciel merveilleux de haute montagne.

Je m'étais calé au trépied vers une région du ciel bien étoilée et j'ai pris une série de poses (10aines de mémoire) pour faire un compositage à mon retour.

Outre mes erreurs de débutant (j'avais shooté en jpg ), je n'ai jamais réussi à repositionner ("registrer" comme tu le dis) mes photos.
J'ai selectionné 3 / 4 étoiles les plus brillantes et aligné mes calques sous photoshop, mais imposible d'avoir une superposition nickel sur tout le champ de mes vues.

Faut-il un minimum de mise en station du trepied + appareil et passer par un montage simple (planchette équatoriale) pour pallier à ce type de pb ?

Merci en tout cas pour ce tuto qui par dans mes favoris

[epsilonzero]

Salut, le problème en fixe sur trépied c'est que le déplacement des étoiles n'est pas linéaire, mais on a ce que l'on appelle une rotation de champ, et donc pour recaler les calques il faut faire subir non pas une translation mais une rotation.
Iris est capable (registration images stellaires, appariement global cubique) de "déroter" les images et donc de les aligner parfaitement.

Pour s'affranchir de la rotation de champ, il faut soit une monture équatoriale qui suit le mouvement du ciel, soit effectivemet une planchette équatoriale

[bobby92]

Merci, pour ce retour.

en fait j'avais procédé comme suit :
- selection des 3 étoiles (a, b et c) les plus brillantes réparties sur le champ de la photo.
- translation de mon calque pour aligner mon étoile de référence "a".
- rotation de mon calque autour de "a" pour me retrouver avec "b" et "c" alignées.

Mais quand je procédais ainsi tout ne se superposais pas nickel sur tout le champ de la photo.

Pour Iris, tu veux dire qu'il transpose le plan photo sur un plan sphèrique (projection) pour faire l'alignement ?

Je l'avais chargé, mais il m'avais paru assez complexe de prime abord et n'ayant pas travaillé en raw, et ayant oublié de faire des darks, j'ai laissé tombé. Je vais retenté à l'occasion et à la lumière des tutos que tu as mis en lien.

[epsilonzero]

Attention quand même à un truc, si tu fais des images avec un objo super grand angle, se pose le problème de la courbure du champ en bordure, et là ça va être très très chaud à aligner, car iris va être mis en difficulté. C'est le problème majeur qu'a un grand de la photo grand champ comme Serge Brunier. Il faut cropper sur une partie du champ qui ne possède pas ces défauts, et faire ensuite de la mosaique.

[bobby92]

effectivement, c'était avec mon 18-55 à 18 et ce sont les bords de l'image qui présentaient des défauts d'alignement : au lieu d'avoir des points uniques, j'avais de petits trainées dues aux défauts d'alignement.

Donc, nouvelle leçon : cropper les images au grand angle

[epsilonzero]

en fait si tu regardes bien une pose unique, les étoile sont en forme de goutte sur les bords du champ (j'ai le même phénomène avec une lunette astronomique), et à partir de là il est impossible de bien aligner les bords, car elles ne sont plus circulaires. Quand le décalage du à la rotation de la terre se produit, les étoiles se décalent, et du coup tu vas avoir à aligner des étoiles rondes avec des étoiles prises plus tard, alors qu'elles sont arrivées en bordure de champ, avec la forme de goutte, donc ça ne marchera pas bien.

Mais bon, avec un 18, tu peux faire quand même une bonne quarantaine de poses de 15s avant que le déplacement devienne gênant. Et avec ce nombre de poses, iris est parfaitement capable d'aligner sans soucis.
Voici un lien vers l'image d'un copain sur le forum astrosurf qui a rencontré ce phénomène de rotation de champ, sur une image de la voie lactée prise au 350D :

le problème : Question photo sur pied - AstroSurf

et la solution : Voie Lactée sans prétention - AstroSurf

Donc oui, crop et mosaique, c'est assez passionnant à faire une mosaique