CPI-Z

Diamètre maxi - speckle - traitement

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Super intéressant. A voir si c'est facilement transposable en python, parceque la licence matlab, c'est pas donné ...

 

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Quelqu'un a déjà testé? sur d'autres sujets moins ponctuels (planètes?) ?

 

Effectivement, ca vaut la peine de pythoniser ca :) Merci pour le partage (et merci d'avance aux développeurs de Scipy ;) )

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sur Jupiter si tu as un des quatre satellites galiléens sous le coude ça peut le faire aussi.

si on ne connaît aucun langage voir si c'est portable plus facilement sur octave que sur python.

  • Merci 1

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Du moment que le diamètre apparent soit le plus possible sous la limite de résolution donc?

Sinon, en effet pour Octave (même si c'est bien souvent encore plus lent que Matlab)

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si on vire l'interface graphique en ne faisant tourner que l'algorithme derrière on gagne du temps dans le portage et puis cela permets de tester l'essentiel: rien ne dit que c'est forcément quelque chose d'intéressant par rapport à d'autres choses qui existent peut être par ailleurs et dès lors, à mon avis, il faut limiter son investissement personnel à la validation de l'algorithme - octave peut suffire -  et à la détermination de ses limites de fonctionnement (ça marche toujours quand il y a beaucoup signal).

 

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Avec la taille de la tache principale d'Airy que l'on voit par intermittence,

obtenir ce qui est montré ici,

relève simplement d'un calcul mathématique hors de toute réalité physuque.

 

Sinon il faut des explications supplémentaires et déposer un brevet

qui fera de l'auteur l'être le plus riche de la galaxie.

 

La formule de déconvolution 'miracle', à laquelle personne n'avait songé,

ça laisse vraiment dubitatif.

 

Lucien

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Il y a 2 heures, Jijil a dit :

 

Du moment que le diamètre apparent soit le plus possible sous la limite de résolution donc?

 

Si ça peut donner une info? ;-)

Etoile double.png

Les speckles.png

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Pas la peine d'avoir la licence Mathlab. Il suffit d'utiliser Julia : c'est gratuit et plus rapide que Mathlab, et entièrement compatible avec les programmes Mathlab :-)

 

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A noter pour ceux qui veulent faire du code que Rolf Hempel du DLR a un projet open source (genre Autostakker) qui semble bien avancé :

https://www.cloudynights.com/topic/645890-new-stacking-software-project-planetarysystemstacker/

 

Les post-traitements type "speckle reconstruction" sont très utilisés en astronomie solaire pros. Cela marche très bien. Manque la même chose en amateur ;-)

 

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il y a 53 minutes, christian viladrich a dit :

Pas la peine d'avoir la licence Mathlab. Il suffit d'utiliser Julia : c'est gratuit et plus rapide que Mathlab, et entièrement compatible avec les programmes Mathlab :-)

tu as pu le vérifier personnellement? julia en version stable (1.0) est un langage récent dont le nombre d'utilisateur augmente rapidement mais est loin de compter autant d'utilisateurs que python ou même matlab.

avant de se lancer dans l'apprentissage d'un langage il faut déjà jeter un oeil sur le code proposé (et honnêtement je n'ai vraiment pas le temps de le faire).

 

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Il y a 1 heure, christian viladrich a dit :

Pas la peine d'avoir la licence Mathlab. Il suffit d'utiliser Julia : c'est gratuit et plus rapide que Mathlab, et entièrement compatible avec les programmes Mathlab :-)

 

Ou Octave, ça marche aussi très bien

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Après la surprise du premier moment, et vos différents post, voici mes premières observations sur ce code démo:

- les fichiers.m sont éditables en changeant l'extension.m en .txt pour ceux qui veulent rentrer dans le code

- la démo est limitée à 40 images mais c'est simple d'augmenter le nombre d'images. Au delà je ne sais pas faire ...

 

Il y a des choses qui ne vont pas

- pour chaque image la PSF calculée n'est pas centrée

- la PSF devrait être le speckel lui-même

- si on augmente le nombre d'image, dans le résultat les étoiles se réduisent à quelques pixels et disparaissent (dans un exemple comparable à environ 80 images)

- sur une image "étendue" comme une planète, pas d'augmentation de la résolution, bien au contraire juste réduction du diamètre apparent puis disparition

 

En résumé je ne suis pas persuadé que le soft utilise chaque psf calculée pour restaurer l'image correspondante (un peu comme dans SmartDeblur), puis registre la série pour optimiser la résultante.

Je pense que l'application fait juste une sorte de réduction géométrique en éliminant des contours de l'étoile étendue pour arrivée en un point, puis au delà elle disparaît. (Mais peut-être je me trompe)

 

Je regrette de vous avoir présenter cette démo.

D'un autre coté je suis persuadé qu'un soft doit permettre de résoudre des étoile doubles à partir du speckel d'une étoile simple proche du couple, comme le laisse entendre christian viladrich

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il y a 19 minutes, CPI-Z a dit :

Je regrette de vous avoir présenter cette démo.

pourquoi? ce n'est pas une idée creuse, il y a un article associé de la même année qui est cité par d'autres auteurs plusieurs dizaines fois:

https://scholar.google.com/scholar?cites=1093634865064710017&as_sdt=2005&sciodt=0,5&hl=fr

il faudrait que quelqu'un y passe un peu de temps, aller au delà de ces premières observations.

Modifié par asp06
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Pas de regret à avoir, du tout! Une idée même imparfaite, c'est toujours constructif! Et si ceci pouvait déboucher en un projet collaboratif pour nous par nous, ce serait top! :)

 

 

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il existe de nombreux algos pour la déconvolution et la plupart fonctionnent bien tant qu'il y a du signal.

l'intérêt de celui ci est limité en ce sens qu'il existe des logiciels qui font déjà ce boulot et souvent de façon efficace mais ici on a accès au code et on peut consacrer un peu de temps à tester l'algorithme avec une autre série d'images pour vérifier que le comportement est stable. dans le papier les auteurs montrent une utilisation sur mars aussi par exemple, etc.

 

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16 hours ago, Lucien said:

La formule de déconvolution 'miracle', à laquelle personne n'avait songé,

ça laisse vraiment dubitatif.

 

Lucien, les algos de  blind deconvolution n'e sont pas des solution miracle, car elle repose sur des présupposés et des fondements qui ont une réalité physique. Comme le souligne ASP06, ca marche bien dans pas mal de domaine sous condition de prendre des précautions a l'utilisation.

 

 

 

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14 hours ago, christian viladrich said:

Les post-traitements type "speckle reconstruction" sont très utilisés en astronomie solaire pros. Cela marche très bien. Manque la même chose en amateur ;-)

 

Salut Christian (bien reçu la bible du Solaire, encore merci!!) .

On s'était penché dessus il y a quelques années, mais c'est "touchy" question calcul :

http://www.astrosurf.com/topic/55033-correction-de-la-turbu-par-psf/

http://www.astrosurf.com/topic/55429-déconvolution-aida-par-la-psf-premiers-résultats-en-planétaire/

la difficulté, c'était d'avoir des speckles de références sur une surface planétaire dans l'angle d'isoplanétisme.....

Je suis bluffé de voir que ça marche aussi bien sur les images de pros....

 

12 hours ago, CPI-Z said:

D'un autre coté je suis persuadé qu'un soft doit permettre de résoudre des étoile doubles à partir du speckel d'une étoile simple proche du couple, comme le laisse entendre christian viladrich

 

Pas besoin de passer par la reconstruction des PSF d'étoiles simples au voisinage d'étoiles doubles pour obtenir l'image d'un couple, chacune des étoiles doubles du couple étant non résolue, elles produisent leur propre réseau de speckle. Il suffit ensuite de trouver la position de chaque réseau de speckle pour remonter a la position des étoiles du couple. J'avais détaillé ça ici :

http://www.astrosurf.com/rondi/Speckle_images/2009oct28G Interferometrie stellaire (B Tregon).pdf

Une fois obtenu position et angle du couple, reconstruire l'image de ce dernier n'a que peu d'intérêt, vu cela ne représentera que 2 points sur l'image.

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sur epsilon lyrae 1 ou 2 qui sert dans la série d'images de l'article et également visible sur la page web, les deux étoiles sont dans un champ d'isoplanétisme commun (~2-3"): on voit bien qu'elles sont déformées de la même manière et c'est bien pour cela qu'elles peuvent être déconvoluées simultanément par l'algo.

 

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Pour illustration sur les tavelures sur étoiles doubles, gif animés fait sur la lunette de 55cm de l’observatoire de Nice (Jocelyn Serot et moi) Camera Basler Ace 640, à 100ips :

Gamma Virgo (séparation 1''4) : Gamma_Virgo_test.gif

 

Dzeta Boo (séparation 0''57) : dzeta_boo_test_ralenti_7_fois.gif

La deuxième vidéo est ralentie 7fois. Ça illustre ce que dit ASP06, si l'angle d'isoplanétisme est grand, les deux composantes produisent le même réseau de tavelures, la déconvolution est alors possible.

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Salut Bernard :-)

De mémoire, Jocelyn utilise un soft pour mesurer les doubles à partir des speckles ?Je ne me souviens plus si le soft fait une déconvolution ?

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Salut Christian, Salut Bernard et bonjour à tout le monde,

 

Pour la mesure de doubles, on a n'a pas forcément besoin de déconvoluer.
Si les séquences ne sont pas trop mauvaises - comme celles que tu montres, Bernard - une auto-corrélation suffit à remonter aux paramètres astrométriques (theta et rho). 

Ceci dit, une déconvolution (i.e. une division du spectre de puissance moyenné par celui d'une étoile de référence voisine) améliore en général sensiblement les images en atténuant le disque de seeing (le "halo" qui entoure le pic central). 

 

Si l'on veut une reconstruction complète de l'image (pour évaluer la différence de magnitude des deux composantes, par exemple), alors on passe par le calcul du bispectre. Et là la déconvolution est presque obligatoire. Les pros font cela depuis des décennies (c'est pour ça que les images du papier initial, en plus d'être fantaisistes, ont peu de chance de convaincre les reviewers d'AA.. ;). Les amateurs depuis un an ou deux ;) 

 

http://www.jdso.org/volume14/number3/Serot_527_537.pdf

http://www.jdso.org/volume14/number4/Serot_711_727.pdf

http://www.jdso.org/volume14/number3/Serot_476_486.pdf

 

L'application de la technique aux surfaces planétaires est une toute autre histoire - ne serait-ce qu'à cause de l'angle d'isoplanétisme sus-cité..

 

J

 

 

  • Merci 2

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Le traitement d’étoiles doubles est passionnant et compliqué. Pour revenir à l’exemple du début, le code OBD, je me suis livré en simple astro-amateur à un exercice en partant de cette série relativement courte, que de 40 images du couple epsilon lyrae.

D’abord j’ai fait la simple compilation avec IRIS :

La simple addition, pourrait correspondre à ce que l’œil observe à l’oculaire

oiel-a.png.78e56e9ad991eec275c5a6c092bb264a.png   oiel.png.ac921539ea249606b1026ca417a4c8d5.png


L’addition après registration dans IRIS (c’est mieux):

Register.png.aa092caee0bc7cfdcd978dace2287c19.png  5c67c9152b007_Registerx2.png.c1ab793980de46d2ab1f6ca7f67d1a21.png
Ce résultat est déjà meilleur. Les tavelures dans l’exemple ne sont pas trop énormes (on reste dans des diamètre de télescope d’amateurs), le premier anneau de diffraction se dessine déjà, mais seulement sur une zone car probablement il n’y a pas assez d’images ou peut-être le télescope a un défaut optique.


Perso je cherchais un soft qui sur chaque image permettrait de retrouver la PSF et faire dans un second temps la déconvolution de chaque image pour augmenter la résolution. Dans l’exemple les étoiles sont suffisamment séparées et la PSF est l’image de l’étoile elle même.
Alors j’ai « découpé » chaque image pour en extraire une PSF, puis en cherchant (encore au hasard), j’ai trouvé ImageJ (gratuit) pour faire une déconvolution (proche de la déconvolution inverse).

5c67c96976b36_Exempleimage-6.PNG.bfc2f8719fc957fcd49db7ca72715cc3.PNG

 

Résultat :

5c67c99c029a4_Dpart.gif.7eb61790d64530f0c56bb1f58f9d3b20.gif    5c67c9b63092a_Rougeregistr.gif.e52bd21a275ef5da02c7d79fc96a2cbf.gif    PSF.gif.f78a577f65b52d9d3a4c88748bebe9e2.gif    Deconv.gif.3db99256a57eeaa955d7435d7ab1ce2b.gif

 

Register.png.1e1bf8c2f3df31b678753d2b0feefb9a.png    Resultat-0.png.e42d35aee532e6ce3e4389f492ea3f74.png    Resultat-1.png.3ea1432f7fd6eb74e3e1d6fe8b6767f2.png   

 

5c67c9152b007_Registerx2.png.c1ab793980de46d2ab1f6ca7f67d1a21.png    5c67cabfcd10a_Resultat-0x2.png.bdbe06f82061eb68f6f43d5206a50287.png    5c67cb68f3a82_Resultat-1x2.png.6afa0f44edf0889857ad8a317664cb40.png

 

 


En résumer, avec IRIS et ImageJ (avec son pluging Parallel Spectral Deconvolution 2D) plus un peu d’huile de coude (image après image) un résultat est là.
Et là, l’étoile ne disparaît pas au bout d’un certain nombre d’images, après une diminution de son diamètre apparent, comment dans le code OBD.

 

Je regrette de ne pas avoir trouver un tel soft pour amateur, car en pratique il faudrait traiter un grand nombre d’images (voir des milliers) pour une bonne précision au final (avis aux concepteurs).
Ce qui est plaisant c’est que l’on obtient des images du couple d’étoiles avec une meilleure résolution et non une transposition en lobes comme en interférométrie.

Après si les tavelures se superposent, il faudrait une troisième étoile proche dans le champ (champ d'isoplanétisme comme le précise asp06), ou alors retrouver la PSF par une analyse, par exemple à partir de la TF ou de la FFT si c’est possible.

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Très belle manière d'approcher le problème :)

Ça me rappelle les nuits que je passais a éditer des scripts sous Iris pour essayer de faire les autocorrélations de séquences vidéos de doubles sous tavelures.....

Après  200 ou 300 images traitées à la main, je commençait a avoir les yeux qui piquent. Et comme je code avec les pieds ;) Je ne me suis pas plongé dans le traitement d'image plus avant.

J'avais réussi à convaincre l'auteur de Audela de me faire une instruction directe de traitement d'un AVI et ça me sortait la somme des intercorrélation. Mais depuis, Jocelyn ( @legalet) est allé bien plus loin (avec le logiciel Reduc de Florent Losse et Genika Astro et son module Speckle Toolbox).

On 16/02/2019 at 9:40 AM, CPI-Z said:

Les tavelures dans l’exemple ne sont pas trop énormes (on reste dans des diamètre de télescope d’amateurs),

 

Il ne faut pas croire, les tavelures sont présentes y compris sur de petits diamètres. Le paramètre caractéristique de la turbulence (le diamètre de la bulle d'air chaud ou froid devant le télescope et qui limite par sa taille la résolution du télescope en diluant la tache d'Airy en Speckles) est le paramètre de Fried r0. Dans les sites amateurs, cette taille varie de 30mm à 100mm pour les meilleurs sites (ça peut monter à 400mm pour le pic ou Saint Véran de mémoire). Le nombre de Speckle est en gros (D/r0)^2. Donc avec un 300mm, et 30mm de r0, on peut monter a une centaine de speckle. Pour 200mm avec un r0 de 50mm => 16 speckles.

Plus le diamètre est petit, moins on est sensible aux speckle, mais moins on est résolvant.....

Autre problème, si les deux étoiles sont nettement séparées, il se peut que le réseau de speckle ne soit pas le même pour l'une et l'autre des deux composantes. C'est ce que l'on appelle l'angle d'isoplanétisme. Donc si le réseau de speckle de l'une est différent du réseau de speckle de l'autre sur toute la séquence, la déconvolution ne convergera pas forcément.

 

 

On 16/02/2019 at 9:40 AM, CPI-Z said:

Perso je cherchais un soft qui sur chaque image permettrait de retrouver la PSF et faire dans un second temps la déconvolution de chaque image pour augmenter la résolution. Dans l’exemple les étoiles sont suffisamment séparées et la PSF est l’image de l’étoile elle même.

 

Bingo, mais comme je l'ai dit plus haut, ça marche uniquement sur les psf identique et surtout qui ne se recouvrent pas.

Dans le détail pour comprendre les paramètres liés à la turbulence :

http://brizhell.org/physique_de_la_turbulence.htm

 

On 16/02/2019 at 9:40 AM, CPI-Z said:

En résumer, avec IRIS et ImageJ (avec son pluging Parallel Spectral Deconvolution 2D) plus un peu d’huile de coude (image après image) un résultat est là.
Et là, l’étoile ne disparaît pas au bout d’un certain nombre d’images, après une diminution de son diamètre apparent, comment dans le code OBD.

 

 

En fait la déconvolution parfaite devrait faire converger la taille de l'étoile vers un pixel unique mais c'est sans compter sur les effets de tip/tilt, la réfraction, le arrondis de calculs, etc....

 

On 16/02/2019 at 9:40 AM, CPI-Z said:

Ce qui est plaisant c’est que l’on obtient des images du couple d’étoiles avec une meilleure résolution et non une transposition en lobes comme en interférométrie.

 

Ben ce que tu appelle la transposition en lobes, n'est rien d'autre que la transformée de Fourrier de l'image du couple (enfin presque, il y a une subtilité). Autrement dit, il suffit avec la connaissance totale de position de ces lobes (et un information supplémentaire que l'on appelle la phase, j'y reviens plus bas), de calculer la transformée de Fourier inverse de la somme des FFT, pour remonter à l'image du couple. Sans rentrer trop dans la technique, c'est un théorème que l'on appelle le théorème de Wiener Khinchine.

Donc si tu exécute une FFT pour chaque images d'une séquence vidéo, et que tu fait la somme de toutes ces images, tu a directement l'auto-corrélation donc la position des sources qui ont généré chaque réseau de speckle. Seul problème, c'est que si tu fait une FFT inverse de ces "lobes", les deux étoiles apparaîtrons de même magnitude. Il faut donc utiliser une méthode de calcul un peu plus subtile, basée sur la FFT de l'image multipliée par son carré, et on lève l’ambiguïté sur les positions de l'étoile la plus brillante et la moins brillante (ce que Jocelyn appelle le bi-spectre). Donc avec la somme des FFT de chaque image et l'image de "phase" levant l’ambiguïté de magnitude, une FFT inverse permet de reconstituer l'image du couple.

Dans le détail :

http://astrosurf.com/rondi/Speckle.htm

http://astrosurf.com/rondi/binary_cross-correl.htm

 

On 16/02/2019 at 9:40 AM, CPI-Z said:

Après si les tavelures se superposent, il faudrait une troisième étoile proche dans le champ (champ d'isoplanétisme comme le précise asp06), ou alors retrouver la PSF par une analyse, par exemple à partir de la TF ou de la FFT si c’est possible.


Bienvenu dans l'espace de Fourier !! :)

 

 

 

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