Comission des observations planétaires de la SAF
Acquisition et traitement d'images planétaires par Marc Delcroix | Nous
allons ici voir les sujets à prendre en compte pour réaliser de bonnes
acquisitions et traitement planétaires. La plupart des sujets sont
seulement rapidement évoqués, nous vous engageons a bien consulter les
liens cités et faire des recherches complémentaires sur internet. Au
sommaire:
Acquisition d'images planétaires
Conditions météorologiques Conditions locales Conditions instrumentales Réglages optiques Collimation Fenêtre d'observation et dispersion atmosphérique Caméra Filtres Calibration de l'horloge du PC Temps de saisie maximum
Traitement des images planétaires
Sélection et addition des images Traitement de renforcement Mise en forme finale Guides sur les traitements d'image
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Acquisition d'images planétaires
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Conditions météorologiques | L'atmosphère
est le premier élément limitant la qualité des observations. Si la
présence de nuages évoluant rapidement peut générer une turbulence atmosphérique
détériorant les images, même par ciel clair, les vents et jets
d'altitude peuvent faire varier le "seeing". Généralement par beau
temps avec un anticyclone proche du lieu d'observation, les conditions
sont bonnes. On pourra planifier ses observations en s'appuyant sur des sites de prévision de "seeing", comme meteoblue,
rubrique Diagrammes & Outils, Miscellaneous, Astronomy Seeing. Ces
prévisions ne sont pas parfaite, rien ne vaut l'expérience: apprenez Ã
reconnaître les conditions favorables pour votre site d'observation en
fonction des vents, des anticyclones, de l'état du ciel. Pour plus d'informations sur la turbulence, voir la présentation très poussée de Christian Viladrich. | Conditions locales | L'endroit ou vous posez votre instrument est important, il peut provoquer des turbulences locales; évitez d'observer: - au travers d'une fenêtre, dans le passage des échanges thermiques entre intérieur et extérieur de la pièce. - juste au-dessus des toits environnants qui dégagent de la chaleur en hiver - dans les flux de fumée de cheminée - sur
une terasse ou une zone bétonnée qui exposée en plein soleil en journée
en été va restituer la nuit la chaleur emmagasinée de jour. Posez plutôt votre instrument sur une zone herbeuse. Plus d'informations intéressantes sur le site de luxorion. | Conditions instrumentales | Vous pouvez également agir sur la turbulence instrumentale. Votre
instrument doit être en équilibre thermique avec l'air environnant, il
est donc important de le sortir bien avant l'observation (1 Ã 2h par
exemple) en laissant le tube ouvert pour laisser le temps à la
température de s'égaliser. Sur un tube fermé comme un
Schmidt-Cassegrain, vous pouvez accélerer la mise en température grâce
à un "CAT-Cooler" par exemple (cf. http://www.lymax.com/ ) - attention à ne pas l'utiliser par temps trop humide sinon vous déposerez de la buée sur votre miroir primaire ... Vous pouvez aussi utiliser des ventilateurs pour faire circuler l'air dans votre tube ou autour de votre miroir primaire (cf. http://www.fpi-protostar.com/bgreer/fanselect.htm). Vous pouvez par temps plus humide retarder l'apparition de buée avec un pare-buée, ou avec une résistance chauffante. | Réglages optiques | Montez
votre équipement de la manière la plus "compacte" et alignée possible
(avec des montages vissants par exemple, des coulants serrants à deux
endroits, ....).Utilisez des barlows de qualité, dont le grandissement
varie avec le tirage, ce qui vous permettra en rajoutant des tubes
allonges, ou la roue à filtre, d'agrandir plus que en utilisant votre
oculaire/caméra directement derrière la barlow.
Expérimentez
pour trouver un grandissement adéquat; en planétaire on travaille
généralement avec un rapport focal autour de F/28-F/30 pour les
planètes comme Jupiter et Saturne, et plus important (F/40-F/50) pour
Mars. Voici comment calculer focale résultante et échantillonage:
Calcul de la focale résultante
L'imagerie
planétaire demande l'utilisation de grandes longueurs focales
résultantes pour effectuer un mariage heureux entre : le pouvoir de
résolution de l'instrument mis en œuvre et l'état momentané de la
turbulence rencontrée au cours de la soirée. Pour connaître la longueur
focale résultante (Fr/D ) d'un système, il faut connaître: - la dimension du carré inscrivant le pixel (les
notices des caméras donnent cette dimension, généralement donnée en
micromètres). - la dimension en pixel de l'image - le diamètre optique du télescope D en mm Pour calculer la longueur focale résultant Fr, il faut: - dans un outil de retouche d'image, charger l'image dont on veut savoir avec quel Fr/D elle a été
saisie. Cette image ne doit pas avoir été redimensionnée. - mettre l'équateur horizontalement à l'écran (de manière à mesurer le
plus grand diamètre, car dans le cas des planètes gazeuses un
aplatissement notable est présent aux pôles).
S'aider en glissant l'image, du bord inférieur de l'écran pour la
vérification. - rendre l'image assez claire par renforcement de sa luminosité, afin
de bien voir les bords de la planète - au niveau de l'équateur, mesurer la position du bord droit sur
l'écran, (les indications de bas d'écran s'affichent en pixel) noter D2. - même opération pour le bord gauche. Noter D1. Le diamètre en pixels vaut D2 - D1 Fr (mm)= (180 * 60' * 60" / PI) * taille
du pixel (mm) *diamètre en pixels / Diamètre de l'équateur de la planète
(") ~206265 * taille
du pixel (mm) *diamètre en pixels / Diamètre de l'équateur de la planète
(")
Ensuite
Fr/D peut être calculé. Exemple pour une caméra avec des pixels de
5,6µm, un diamètre équatorial de Jupiter de 375 pixels, un diamètre
apparent de la planète de 46.39", avec un télescope de 305mm de diamètre:
Fr= 206265 * 0.0056 * 375 / 46,39 =9362 mm et Fr/D =9362/305 = 30.69 = 31
Bien
souvent ceci ne correspond pas au calcul que les observateurs font en
multipliant le pouvoir de multiplication des "barlows" par la longueur
focale primaire du miroir de leur télescope, car la longueur focale
primaire des télescopes (surtout les miroirs fabriqués personnellement)
n'est pas connue avec précision et au cours des mises en place des
amplificateurs optiques (barlows simple ou en cascade) il peut
s'interposer un "tirage " dont la valeur n'est pas connue avec
précision.
Echantillonage
La valeur de l'échantillonnage appliqué est une donnée plus utile que la
valeur de Fr/D. L'échantillonnage d'un montage optique s'obtient, pour les
données ci-dessus par : E
(")= (180 * 60' * 60" / PI) * taille du pixel (mm) /
Focale résultante (mm)
E " = 206265 * 0.0056 / 9362
= 0,12
"
L'optique utilisée est un 305 mm d'ouverture lequel a un
pouvoir théorique de 12 / 30,5 = 0,39"
Il est recommander de travailler à la moitié du pouvoir
séparateur (attention à cette expression) soit à 0,39 / 2 =
0,19"
On voit qu'ici ce télescope était
sur échantillonné pour le plus grand bien de la qualité de l'image au
plan des plus fins détails décelables. L'état du ciel commande la plupart du temps
la conduite que l'observateur doit avoir en fonction de ces grandissements
d'images.
Pour les planètes qui présentent une phase importante comme
Vénus et Mars, les mesures ci-dessus sont plus délicates. Il faut procéder
en mesurant au mieux, le diamètre polaire.
| Collimation | Il
est primordial de bien régler sur les télescopes la collimation, dans
une configuration aussi proche que possible de celle d'observation
(même barlow, etc ...). Il
ne faut pas avoir peur de cette opération, vérifier la collimation et
la régler si nécessaire est une opération qui doit être faite avant
chaque observation (cf. la page référence de T.Legault sur la collimation). Vous pourrez sur un Schmidt-Cassegrain installer des "Bob's Knobs" qui faciliteront l'opération. Vérifier la collimation vous donnera aussi l'idée de la turbulence du ciel (cf. la page de D.Peach sur l'échelle de Pickering) et de ce à quoi vous pouvez vous attendre. | Fenêtre d'observation et dispersion atmosphérique | Plus
la planète sera haute dans le ciel, moins sa lumière traversera
d'atmosphère et donc sera susceptible d'être sujette à la turbulence.
On a donc tout intérêt à observer les planètes proches de leur passage
au méridien, au Sud. Si la planète n'est pas très haute dans le
ciel, l'atmosphère va réfléchir la lumière différemment suivant les
longueurs d'onde. Pour éviter cet effet qui va flouter la vision, un
correcteur de dispersion atmosphérique peut-être utilisé. Plus de
détail sur la page explicative de Jean-Pierre Prost sur la dispersion atmosphérique. | Caméra | Depuis
plusieurs années, les caméras noir et blanc sont utilisées en
planétaire pour leur meilleure sensibilité. Il y a beaucoup de choix et
les technologies changent rapidement, Ã l'heure actuelle (novembre
2012) ce sont les caméras équipés des capteurs Sony ICX618AL qui sont
les préférés des amateurs chevronnés du planétaire (cf. présentation générale sur l'imagerie planétaire par Christian Viladrich, diapo 40/41; présentation sur l'imagerie planétaire: nouvelles caméras et nouveaux traitements, par Marc Delcroix). | Filtres | L'utilisation
de différents filtres avec une caméra noir et blanc permet non
seulement de générer des images couleurs, mais aussi de voir
différentes caractéristiques des atmosphères et surfaces des planètes.
Pour avoir plus d'information, voir les pages sur l'utilisation des filtres en planétaire par Christophe Pellier. Pour
faciliter l'utilisation des filtres on aura intérêt à s'équiper d'une
roue à filtre manuelle, ou pilotable par PC (il existe des modèles avec
7 positions pour filtres). |
Calibration de l'horloge du PC
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Quelque
soit le logiciel utilisé pour l'acquistion, vous devez vous assurer que
votre PC est à l'heure pour que vos images puissent être utilisées (la
position des formations sur les images dépendent de l'heure
d'observation).
Utilisez Windows pour synchroniser automatiquement la date et
l'heure de votre PC: sur Windows XP,bouton droit sur l'heure en bas Ã
droite de votre écran, "Ajuster la date/heure", puis:
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Temps de saisie maximum |
Temps de saisie de la séquence
images, à ne pas dépasser afin de rester en
deçà du pouvoir séparateur instrumental:
Par suite de la rotation de la planète sur elle même,
un point de l'équateur, vu par l'instrument d'optique utilisé,
parcourt un petit angle apparent qui ne doit pas dépasser l'angle dit
pouvoir séparateur de cet instrument. Il faut s'assurer que la durée de
prise de vue est inférieure au temps de rotation de la planète correspondant
au pouvoir séparateur de l'instrument divisé par 2 (théorème de Nyquist, pour assurer un échantillonage correspondant à la précision voulue). La formule correspondante (en
ignorant l'effet de phase) est la suivante:
Durée film
maxi (min)= (temps rotation planète (min)
/PI) * (12 (cm)/ diamètre instrument (cm)) /
(diamètre apparent planète ("))/ 2
Voilà ce que cela donne pour nos planètes favorites - il s'agit de valeurs théoriques, en pratique on peut pousser plus l'exposition : Néanmoins le logiciel WinJupos permet de s'affranchir de cette limite,
en compensant la rotation de la planète entre différentes acquisition,
sur une acquisition longue, ou entre différents filtres. Consultez les guides de dérotation winjupos pour voir comment faire.
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Traitement d'images planétaires
| Une fois vos acquisitions réalisées, vous allez pouvoir les traiter.Quelques
étapes essentielles pour cela, la sélection et l'addition des images,
un traitement de "renforcement", éventuellement de la dérotation, et
une mise en forme finale. | Sélection et addition des images | Des logiciels gratuits sont spécialisés dans cette étape, Autostakkert! et PIPP. D'autres logiciels comme Registax ou Avistack réalisent cette étape en plus d'autres fonctions. | Traitement de renforcement | Un
bon traitement ne doit pas se voir, il faut éviter de faire monter le
bruit de manière trop visible. Un
traitement souvent utilisé est celui de renforcement par
ondelettes. Registax implémente cette fonction très bien, Avistack
en propose
également. D'autres traitements type retrait de masque flou sont
possibles au travers d'outils classiques de retouche d'images. | Dérotation | Le logiciel WinJupos permet de compenser la rotation de la planète entre différentes acquisition,
sur une acquisition longue, ou entre différents filtres. Consultez les guides de dérotation winjupos pour se faire. | Mise en forme finale | N'importe
quel outil de retouche d'image vous permettra de bien cadrer vortre
image, de maximiser l'histogramme (pour avoir une planète qui ne paraît
pas trop sombre), et d'ajouter les informations nécessaires avant de nous envoyer vos images! | Guides sur les traitements d'images et plus | Présentation Autostakkert!2 (dans la 2ème partie) par Christian Viladrich Tutoriel sur PIPP de Marc Patry
Présentations Registax par Sylvain Weiller Tutoriel Avistack par Marc Patry
Guides de dérotation winjupos par Christophe Pellier, Marc Delcroix, Frédéric Brion et les présentation générales sur l'imagerie planétaire par Christian Viladrich et sur l'imagerie planétaire: nouvelles caméras et nouveaux traitements, par Marc Delcroix |
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