L’astrophotographie numérique


Le pré-traitement

Le pré-traitement consiste à enlever les différents défauts qui se trouvent sur l’image brute ; afin de réaliser cette opération nous devons utiliser des logiciels spécifiques tels que Prism, DeepSkyStacker, Iris ou bien d’autres.

Ici, je ne vous propose pas la description des actions pour tel ou tel logiciel mais juste une description du principe ; il existe des livres ou des sites internet traitant dans le détail l’utilisation de ces logiciels.

Une image brute contient le signal de l’objet photographié, le signal de précharge (offset), le bruit thermique (dark ou noir), les défauts de l’optique (vignetage, poussières).

Ainsi, l’image prétraitée peut se résumer par la formule mathématique ci-dessous :

l’offset est présent sur toutes les images c’est pourquoi on le soustrait à chacune, la constante p correspond à la valeur du signal de la PLU permettant ainsi de remonter le niveau du signal après la division.

Comme nous avons pris nos images en RAW, il faut commencer par les décoder. Pour ce faire, les logiciels possèdent une fonction spécifique. La première opération consiste à générer un offset maître, un noir maître et une PLU maître : il faut faire une moyenne (la médiane étant préférable) de chaque série (offset, noir et PLU). Ceci permet d’éliminer le bruit aléatoire qui apparaît sur les images. La deuxième étape consiste à prétraiter chacune des images brutes. Pour cela, dans les logiciels de traitement, il existe en général une fonction permettant de faire le prétraitement en une fois.

La régistration

Maintenant vous avez autant d’images pré traitées que d’images brutes de l’objet. Comme le suivi de nos montures n’est pas parfait, entre chaque image les étoiles sont légèrement décalées, pour corriger ce décalage il faut réaligner toutes les images les unes par rapport aux autres. Dans les logiciels, cette fonction se nomme en général régistration des images stellaires. Si la mise en station de votre monture n’est pas précise et qu’une rotation de champ apparaît sur la série de photos, la régistration peut la corriger au détriment du temps de traitement.

L’addition

Maintenant nous allons additionner chacune des images afin d’obtenir notre photo finale qui aura comme temps de pose le total des temps de pose de toutes les images additionnées.

Dans les logiciels cette fonction qui se nomme addition d’une série permet plusieurs types d’additions :

l’addition arithmétique additionne chaque pixel de chacune des images, c’est la plus simple et la plus rapide.

l’addition médiane n’est en fait pas une addition mais une moyenne et donc le temps de pose de l’image finale correspondra au temps de pose d’une image brute.

l’addition sigma-clipping est la plus puissante car elle permet l’élimination automatique des traînées d’avions ou de satellites mais elle a un temps de calcul très long (entre 3 à 10h pour une centaine d’images et suivant la puissance de l’ordinateur).

Le traitement

Maintenant que toutes les opérations sont terminées vous avez une photo prétraitée qui est en général assez terne avec peu de détails. C’est là que tout l’art du traitement d’image commence et c’est aussi là que réside la plus grande difficulté et complexité car en matière d’imagerie numérique et d’autant plus en astrophotographie, les fonctions de traitement qu’offrent les logiciels sont quasiment sans limite. Ici, il n’y a plus de règle, tout dépend du résultat final que vous souhaitez pour vos images : si vous voulez une image esthétiquement belle ou bien faire ressortir des détails d’une partie de l’objet au détriment des autres ou bien encore faire des mesures de magnitude, de détection d’astéroïdes, etc…

Les fonctions les plus utilisées sont :

Le logarithme permet de réduire, tout en gardant les détails, la différence entre les zones brillantes et les zones sombres. Fonctionne très bien sur les galaxies où le noyau est très brillant par rapport aux extensions plus faibles.

Le rehaussement de la dynamique ou DDP permet aussi de faire ressortir les détails dans les zones sombres sans brûler les zones brillantes, à utiliser plutôt sur les nébuleuses.

Le masque flou permet d’améliorer la netteté des images mais il fait aussi ressortir le bruit, à utiliser avec prudence et sans en abuser.

L’algorithme de déconvolution Richardson-Lucy est plus compliqué à utiliser que le masque flou mais permet d’améliorer sensiblement la netteté de l’image et ainsi faire ressortir de très fins détails.

Le rehaussement des couleurs ou Asinh fait ressortir les couleurs souvent un peu ternes des nébuleuses.

L’utilisation des fonctions de traitement se fait à l’œil en jouant sur les paramètres jusqu’à obtenir le résultat qui nous convient.

L’acquisition des images la nuit est ennuyeuse car l’astrophotographe n’a qu’une chose à faire attendre la fin des poses, le traitement des images est fastidieux et peut prendre plusieurs heures mais au final quelle satisfaction de voir le résultat !

[hidepost=0](Cet article a été publié dans les Procyon n° 148, 149 et 150.)[/hidepost]

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