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Comparaison médiane IRIS - vraie médiane
Suite aux échanges du 11 mai 2010 avec C.Buil, j'ai découvert qu'IRIS ne calculait qu'une approximation de la médiane.
J'ai cherché à quantifier l'erreur de calcul dans plusieurs cas de figure simples.
Je résume mes résultats sur cette page. Les tests ont été effectués avec IRIS v5.58.
Les conclusions présentées seraient à confirmer par une tierce personne. Si vous pouvez reproduire ces résultats,
je vous invite à me le signaler car cela permettra de les consolider. Merci !
Pour info, le calcul de la "vraie" médiane est effectué par un soft perso: télécharger ici.
Il peut également être effectué sur un logiciel de calcul (Matlab, IDL) moyennant les scripts nécessaires pour télécharger
le format FITS.
Valeur médiane sur une image
Je considère une série de 40 images. Ce sont des images brutes de NGC 3718, auxquelles j'ai retiré l'offset et le signal
thermique. Je n'ai pas fait de co-registration, et il n'y a donc eu aucune translation et la totalité des images comporte
du signal utile.
Voici les résultats obtenus. Le fait que les images aient été calibrées (offset, dark) explique le niveau relativement faible
(signal du fond du ciel).
IRIS semble donc surestimer la vraie médiane.
Compositage médian d'une série de N images
Pour une série de N images (avec N=10, 19, 20, 30, 40) je calcule la vraie image médiane, et le résultat d'un
compositage médian sous IRIS. Les images des différences sont présentées plus bas, avec leur statistiques.
Le compositage est effectué sur les mêmes images que l'étude précédente, mais cette fois-ci après co-registration,
donc les bords possèdent un signal potentiellement très variable d'une image à l'autre (mais ce n'est pas du tout le cas dès qu'on
se trouve à l'intérieur de l'image).
Je donne donc les statistiques pour l'image totale (incluant les bords à zéro) et pour la zone utile (uniquement le ciel).
Voici les statistiques. Pour N<=19 IRIS calcule la vraie médiane. Ce n'est plus le cas à partir de N>=20, confirmément aux explications de C.Buil.
Globalement, on peut dire que l'erreur RMS sur l'ensemble de l'image (zone utile) avoisinne 1.5 ADU rms, ce qui est très faible.
Pourtant, les écarts peuvent monter jusqu'à 250 ADU ce qui représente 50% de la dynamique (je vous
rappelle que le niveau moyen de l'image de départ est d'environ 480 ADU).
D'après les images présentées plus bas, ces écarts importants
se produisent au voisinage des étoiles, où on observe des transitions de signal très rapides.
J'insiste sur le fait que les images individuelles ne sont saturées nulle part. Toutes les étoiles sont donc correctement imagées.
Il est intéressant de constater que l'erreur systématique constatée sur le calcul de la valeur médiane d'une seule image
(voir plus haut) n'est plus visible lors du compositage d'une pile d'images. Cela vient probablement du fait que la valeur médiane
d'une image utilise environ 400000 pixels (768x512), alors que lors du compositage on n'a besoin que de 20 à 40 valeurs.
On peut donc conclure que le compositage médian sous IRIS n'introduit aucun biais.
Voici les images des différences, pour N=20:
Pour N=30:
Pour N=40:
Enfin, le résultat du compositage médian:
