Trichromie lunaire

Tout d'abord, la réalisation d'images en couleurs de la Lune necessite l'emploi de filtres colorés placés devant le capteur CCD, et permettant de réaliser des images monochromatiques, dans diverses longueurs d'onde, allant du bleu au rouge ou à l'infrarouge. Ces images noir et blanc ont été réalisées avec une ToucamPro modifée (capteur ILX424, noir et blanc, 640x480). L'usage d'une webcam noir et blanc facilite particulièrement la prise de vue, avec un réglage aisé du temps de pose.

Les filtres

Il s'agit de filtres monochromatiques assez larges (80nm de bande passante pour la plupart), et de 24.15mm de diametre. Les voici listés ci-dessous:

Type	Longueur d'onde centre	Largeur (B.P./FWHM)	Origine
Filtre violet	400nm	80nm	Edmund Scientifics
Filtre vert	550nm	80nm	Edmund Scientifics
Filtre rouge	656nm (H-alpha)	10nm	Melles-Griot
Filtre Infrarouge	950nm	50nm	Edmund Scientifics

Pour chaque formation lunaire photographiée, dans chaque longueur d'onde, on réalise plusieurs images (de manière à pouvoir en faire la médiane et réduire ainsi le bruit). Typiquement nous réalisions de petits films AVI de quelques secondes

Le traitement

C'est ici le coeur du problème!... Tout d'abord, suivant ce que l'on veut mettre en évidence, les traitements appliqués ne seront pas les mêmes. On distinguera la réalisation d'image "colorisées" de la surface, et la réalisation d'images en couleur mettant en évidence certains rapport de couleurs et donc certaines compositions géologique du terrain.

1- Images colorisées:

Après avoir traité les films AVI, on obtient quatre images baptisées par exemple LUNEB (bleu-violet), LUNEV (vert), LUNER (rouge), LUNEI (Infrarouge). On peut alors réaliser une image colorisée se rapprochant le plus de la vision que l'on aurait à l'oeil nu, mais en "exagérant" les couleurs; nous allons utiliser les images B, V et R.

Ci-contre, les 4 images de base, bleue, vert, rouge, infrarouge.

Nous allons avoir besoin de passer les images du domaine BVR au domaine TSL (Teinte Saturation Luminosité), ou HSI (Hue Saturation Intensity). Nous utilisons la commande dédiée à cette opération dans IRIS: >RGB2HSI. Les arguments à fournir sont les noms des 3 images BVR et entrée et celle des images HSI en sortie:

>RGB2HSI LUNER LUNEV LUNEB LH LS LI

On obtient donc en sortie 3 fichiers images LH, LS, LI. LH va donner une indication de la teinte du terrain, il est donc à conserver précieusement. LI est une image moyenne des 3 images d'entrée; le conserver également tel quel. C'est l'image LS qui va nous interesser: pour "exagérer" les couleurs, nous allons augmenter la saturation de l'image finale, en multipliant LS par un coefficient (2 ou 3 par exemple). Nommons ce fichier multiplié LSM.

Ceci fait, il nous faut repasser dans le domaine RVB afin de réaliser l'image trichrome. On utilise une commande semblable à la précédente:

>HSI2RGB LH LSM LI FINALR FINALV FINALB

Les 3 images obtenues sont combinées avec la commande TRICHRO: >TRICHRO FINALR FINALV FINALB

... on obtient alors l'image colorisée souhaitée.

2- Images "géologiques":

La méthode utilisée ici est différente: on ne va plus utiliser les images de base B, V, R et I, mais utiliser des quotients entre ces images comme canaux rouge vert et bleu. Cette methode est issue d'un document en ligne de l'USGS sur le traitement de photos de corps du système solaire. Comme il est dit dans l'article, le fait de se servir de ratios permet d'annuler les effets dus à des variations d'albedo ou à la topographie. De fait, de faibles variations de couleur dues à la composition du sol sont ainsi mises en évidence.

Les images utilisées sont calculées avec les ratios suivants;

Canal Bleu=image B / image R=ratio 400/656

Canal Vert=image R / image I=ratio 656/950

Canal Rouge=image R / image B=ratio 656/400

On peut combiner ensuite ces trois canaux par la commande TRICHRO classique.

L'image obtenue est la suivante:

Toujours suivant l'article de l'USGS, l'interprétation des couleurs peut être la suivante:

Voici ci-dessous les prises de vues faites lors de notre mission de Juillet: pour la plupart des photos on a placé avant l'image noir et blanc non filtrée à titre de comparaison. On voit notamment sur certaines photos que la colorimétrie met en évidence des différences entre zones qui autrement apparaissent identiques en non-filtré.

Sur cette région de Tycho remarquer les cratères récents au dessus de Tycho

Région de Copernic: On voit bien ici que le traitement par ratios gomme l'albedo et la topographie
(les bords du cratère ne sont plus visibles sur l'image couleur)
Remarquer aussi les différents terrains (rouge/bleu) mis en évidence dans le cratère
alors que l'on ne distingue pas de différence sur la photo non-filtrée.

Mer des Nuées

Région d'Aristarque (à gauche)

Région de Platon et des Alpes

Mer de la Sérénité

Observations: Bruno David, Alain Jaureguiberry, Sylvain Rondi