Page d'acceuil
Traitement avec IRIS

IRIS est un excellent logiciel pour le traitement d'images obtenues avec la web-cam. Très puissant, mais pas très intuitif. Il offre beaucoup de possibilités de traitement et d'analyses, mais il faut plusieurs essaies pour obtenir le résultat optimal. Voici une séquence d'étapes qui donne de bons résultats (IRIS 5.30)

Prérequis:
- dark currents (minimum 1 dark) (voir aussi comment prendre des darks)
- images brutes
- flat field (optionel)
(voir aussi comment prendre des flats)

1 - Sélection des images Les images brutes obtenues avec QFocus sont des BMPs, alors on commence par faire une selection des bonnes images. On élimine les images avec des étoiles flous, contenant des trainés d'avions ou de satélites, changement d'intensité dû à un nuage, etc.
2 - Conversion en PIC 48-bit

La web-cam capture les images en BMP 8-bit. Pour bénificier du maximum de la puissance d'IRIS, on fait la conversion en PIC 48-bit. On profite aussi pour créer une nouvelle séquence à partir des images sélectionnées.


On choisi File - Select files...


Il faut choisir BMP pour faire le drag and drop des fichiers. Ceci va créer un séquence m1.pic à m8.pic.
Click Erase list, et répèter de nouveau pour les fichiers darks et flats.

3 - Normaliser les images

Lorsque l'on additionne ou fait la médianne des images, il est préférable d'assurer que tout les images ont la même intensité de fond. La commande BG nous permet de savoir la valeur "BackGround" des images. Ensuite on utilise la commande NOFFSET2 [in] [out] [norm] [number] pour mettre toutes les images aux mêmes niveaux (une fois pour les darks, et une fois pour les brutes).

>load d2
>bg
Background: 47
>load d3
>bg
Background: 49
>noffset2 d d 47 4

Dans l'example si-dessus, j'ai modifié les 8 fichiers m1.pic à m8.pic pour avoir une valeur background de 47.

4 - Création du Master Dark

Il faut créer un Master Dark. Ceci est fait en utilisant la commande SMEDIAN2 [name] [nujmber] sur les darks pour en prendre la médianne.

>smedian2 d 4
>save dark

J'ai fait la médianne de 4 fichiers d1.pic à d4.pic. Le résultat est sauvé dans le fichier dark.pic.

IRIS donne la possibilité de trouver les "hot pixels" et les remplacer par une valeur moyenne des pixels. Pour faire ceci on utilise la commande FIND_HOT [fichier cosmetique] [threshold] est utilisé. On essaie différentes valeurs de threshold pour avec un nombre de hot pixel représentatif (pas plus de 500). Avec ma webcam c'est souvent entre 200 et 220. Les coordonnées de ces "hot pixels" sont storés dans le fichier cosmetique généré.

>find_hot cosm 220

5 - Soustraction du Master Dark

Le traitement des images brutes débutent avec la soustraction du Master Dark et hot-pixels. Ceci élimine une grande partie du bruit électronique.

Pour utilise la correction cosmetique (hot pixels), il faut sélectionner une partie du ciel sans étoile. Ensuite on choisi Preprocessing - Remove dark...

On soustrait le fichier dark.pic de la séquence m1.pic à m8.pic. Le résultat est sauf-gardé dans mm1.pic à mm8.pic. Pour utilise le fichier cosmetique cosm créé avec la commande find_hot, il faut choisir Optimization.

Avant
Après
6 - Aligner les images

Lorsque l'on prend une série d'images, il est énivitable que les étoiles bougent d'une image à l'autre. Le Stellar registration (sous Processing) permet d'aligner toutes les images en préparation pour le "stacking".

On ouvre notre notre image mm1.pic. On choisi une étoile qui sera visible dans toute les images.

Toutes les images mm1.pic à mm8.pic seront alignés (translation), le résultat sauf-gardé dans mmm1.pic à mmm8.pic.

Dans ce cas, c'est une simple translation (One star), mais il y a d'autres méthodes d'alignement si une simple translation ne fonctionne pas.

Pour vérifier si l'alignement est bon, j'anime la séquence avec la commande View - Animate. Ceci me permet de savoir si je doit choisir une autre étoile pour aligner, prendre un zone plus grosse autour de l'étoile, choisir une autre méthode, etc.

7 - Stacking

Le stacking peut se faire avec soit une médianne ou une addition d'images. L'approche médiane élimine beaucoup de bruit, ce qui permet d'amplifier les signaux faible. Par contre une addition permet de chercher beaucoup de détails puisque les photons sont additionnés. L'addition convient mieux à des images qui ont déjà peu de bruit, puisque le bruit sera aussi amplifié. Mais, le paramètre Sigma Clipping permet de remplacer des pixels qui dévient trop de la médianne lors de l'addition, éliminant beaucoup de bruit. Souvant j'essaie plusieurs options pour savoir lequel donne le meilleur résultat.

Sous Processing - Add a sequence...

Plus on réduit le coéfficient sigma, plus de pixels seront remplacé par la valeur médianne, donc on enlève du bruit, mais possiblement aussi du détail.

Avant
Après

Après le stacking on ajuste le MIN and MAX des intensités pour donner une belle image. Dans le cas d'un addition d'images (on click sur Auto pour avoir une valeur approximative, et on ajuste). La commande VISU [HIGH] [LOW] fait la même chose.

On sauve l'image généré.

8 - Fond du ciel (méthode 1 - Gradient)

Le ciel du fond de l'image sera probablement pas uniform. Avant de faire ceci, si les bords de votre images est soit plus claire, ou plus foncé que l'image que le fond de l'image, il faut faire un crop avant le traitement Remove gradient

Avec le button gauche, il suffit de choisi la portion de l'image que l'on veut conserver. Avec le button droit, on choisi Crop.

La commande Remove gradient... sous Processing permet de rendre le fond du ciel uniforme.

J'enlève toujours l'option Balance background color. Ceci sample créer un patron dans le fond du ciel.

On sauve l'image généré.

8 - Fond du ciel (méthode 2 - Flat Field)

Trois possibilités:

  1. On a pris des Flat field: On fait NOFFSET2 pour les rendres au même niveua de background, ensuite on utilise SMEDIAN pour faire la médiane. Le résultat est un Master Flat. On sauve le résultat (save flat).
  2. On a pris des Flat field et darks pour les flats: On fait NOFFSET2 sur les darks-flat et les flats. On créé un master dark pour les flats avec SMEDIAN. On soustrait ce master dark des flats. On utilse SMEDIAN pour faire la médiane. Le résultat est un Master Flat. On sauve le résultat (save flat).
  3. Pas de vraies flats - méthode numérique: Pas de problèmes, il est possible d'en généré avec nos images. On choisi parmis nos images ayant le Master Dark soustrait ceux auquel les étoiles se déplacent d'une image à l'autre. Le but est simple: si on a pleins d'images, mais un étoile est au pixel X, Y seulement dans une de ces images, alors lorsque l'on fait la médiane, cette étoile va disparaitre. Ce qui restera sera le "bruit optique" qui ne bouge pas. Le bruit électrique (current, hot pixels) est déjà enléve puisque l'on travail avec les images ayant eu le Master Dark soustrait. On sauve chaque image f1, f2, f3, f4, etc... Ensuite on fait BG pour savoir la valeur background. On ajuste les images pour qu'ils soient tous au même niveau avec NGAIN2 [IN] [OUT] [NORM] [NUMBER] auquel le NORM est le niveau de background. On utilse SMEDIAN pour faire la médiane. Le résultat est un Master Flat. On sauve le résultat (save flat).

Une fois notre Master Flat obtenue, on divises les images avec le Master Dark soustrait par le Master Flat. Attention! Peu importe la manière dont le Master Flat a été obtenue il y a 2 critère bien important: pas de couleurs et pas d'intensités sous zéro.
La commande STAT permet de nous donner de l'information sur les intensités RGB.


Ici on peut voir le RGB n'est pas uniform, donc ce n'est pas une image "grise". Alors, sous View - Saturation adjustment... on met la saturation à 0.0 pour rendre l'image grise.


On vérifie de nouveau avec STAT, et on voit que les valeurs sont identiques pour le RGB. Par contre on note que la valeur minimale est -99.0 ce qui n'est pas bon. En divisant par une intensité négative, on va introduire du bruit dans l'image. Alors on utilise la commande OFFSET [VALUE] pour déplacer les intensités de 100 unités dans notre cas

>offset 100
>stat


Maintenant il ne reste que de sauve-garder notre nouveau master flat.
>save flat

Il ne reste qu'a diviser nos images (ceux ayant déjà le dark soustrait) par le flat. Il se trouve sous Preprocessing - Divide by a flat-field...

On retourne ensuite à l'étape 6 - Alignement.

Techniques spécifiques:
Champs d'étoiles et amas ouvert - Comment faire resortir la couleur des étoiles
Automatic Preprocessing - Oui il est possible de sauver du temp

Webcam mode RAW - Aller cherche le maximum de détails

Comment prendre des images dark current et flat field

Images dark currents - Le but du dark current est d'éliminer le bruit électronique de nos images. Les CCDs sont sensibles à la température. Plus il fait chaud, plus ils enregistrent du bruit qui apparait comme des points lumineux (hot pixels) ou une zone plus brillante (amplifier glow, commun avec les webcams). Prendre ces images c'est bien facile, il suffit de mettre le couvercle sur l'ouverture du télescope et prendre des photos (environ 4). Il est important de garder les mêmes paramêtres que lors la prise de nos images du ciel. Ces images peuvent être prisent avant, pendant ou après. Moi je les prends après pendant que je commence à ranger mon équipement.

Images flat field - Les flat field permet de mesurer les variations d'intensités dans une images lorsque l'on a comme cible un fond uniforme. Théoriquement si tout est parfait, notre image serait parfaitement uniforme, tout les pixels à la même intensité. Mais de la poussière dans l'optique ou du "vignetting" font en sorte qu'il y a des zones sombres. Il y a plusieurs facons de prendre un flat: photographier le ciel pendant qu'il est encore trop brillant pour faire ressortir les étoiles; photographier un drap ou autre surface blanche; se construire un "light box". Il faut s'assurer qu'il n'y a pas d'étoiles visiblent, et que l'image n'est pas saturé, donc on a une belle image grise. Si l'exposition est moindrement longue et des hot pixels apparaisent, vous devez prendre des darks pour vos flats.
Il y a aussi une méthode numérique de faire un flat que je décris dans l'étape 8 - Fond du ciel (méthode 2 - flat field). Pour utiliser ceci il soufit de prendre un séries de photos (4 à 10) en déplaceant les étoiles pour chaque poses. On sera en mesure d'éliminer les étoiles dans le traitement.

Courriel : benoitg@astrosurf.com