Echantillonnage

[Nicolas-E 327]

Bonjour à tous,

Je tenais à vous faire partager mes quelques essais terrain en ce qui concerne le choix de l'échantillonnage. Dans ce cas précis, les essais on été entrepris dans la lumière h-alpha.

 

Et vous verrez de vous même qu'il y a une différence entre la théorie et la pratique

 

Les images ci-dessous ont été prise avec ma lunette TS 152/900 + glasspath baader 1,25x + quark chromosphère + asi1600mm (pixel de 3,8microns)

 

La résolution théorique de ma lunette dans la raie h-alpha est de 0,252 x 656 / 152 = 1,09 secondes d'arc par pixel noté 1,09"

 

On lit un peu partout qu'il faudrait donc choisir un échantillonnage entre 2 et 3 fois plus petits...

 

Je vais alors à partir de maintenant laisser vos yeux décider pour vous

 

Les images sont issues d'une séance qui à été faite dans de bonnes conditions de seeing le 14 avril 2021 sur AR 2814. Mais il peut y avoir mieux mais surtout bien pire lol

 

 

 

 

1ère image affichée à la résolution théorique de 1,09"

C'est visuellement petit

 

 

 

 

2ème image affichée avec un échantillonnage 2 fois plus petit soit 0,544"

Image très fine

 

 

 

 

3ème image affichée avec un échantillonnage 3 fois plus petit soit 0,362"

Image toujours très fine. On gagne en détails.

 

 

 

 

4ème image affichée avec un échantillonnage 4 fois plus petit soit 0,272"

Image toujours fine, on distingue plus facilement les détails.

 

 

 

 

5ème image affichée avec un échantillonnage 5 fois plus petit soit 0,217"

Image un peu moins fine. On voit que l'on ne gagne presque rien en détails mais la zone active se laisse quand même bien regarder

L'affichage est toujours très correct je trouve alors que l'on est à un échantillonnage 5 fois plus petit que la résolution théorique !!!

On doit être un peu au delà de la limite à partir de laquelle on ne gagne plus en détails...

 

 

 

 

6ème image affichée avec un échantillonnage 6 fois plus petit soit 0,181"

Image un peu moins fine. Ça commence à pixeliser dans les zones "lisses" mais c'est honnêtement encore raisonnable visuellement

 

7ème image

Je peux pas vous la montrer car je n'ai pas encore testée un échantillonnage plus petit avec ma lunette

 

(en fonction de vos écrans et pour comparer objectivement chaque image, il vous fera peut être cliquer sur les images pour les faire apparaitre à leur taille originale de 100%. Surtout valable pour les 2 dernières)

 

Évidemment, avec la turbulence et les conditions de prise de vue, on ne peut afficher des images à la même résolution ni la même finesse à chaque fois. Cela serait trop facile.

Modifié 30 avril 2021 par Nicolas-E

[jlb73 785]

Salut, Merci à toi, très intéressant ton post.

 

Reprenons ta formule = 0,252 x 656 / 152 = 1,09 secondes d'arc par pixel noté 1,09"

 

Cela correspond à quoi les chiffres ?

 

Puis tu indiques en conclusion

 

qu'il faut choisir une résolution d’acquisition adaptée au diamètre de son instrument comme si les conditions étaient parfaite.

 

Mais dans ce cas, comment tu fais le lien avec la focale résultante ?

 

Je comprends mieux maintenant ta réduction de la dernière fois

 

Désolé, pour la rafale de questions.

[ALAING 58 859]

De la théorie toutes ces histoires d'échantillonnage

Une belle démonstration par la pratique

Bonne soirée,

AG

 

[Nicolas-E 327]

il y a 9 minutes, jlb73 a dit :

Reprenons ta formule = 0,252 x 656 / 152 = 1,09 secondes d'arc par pixel noté 1,09"

 

Cela correspond à quoi les chiffres ?

C'est une formule simplifiée où il te faut changer ces valeurs :

656 c'est la longueur d'onde exprimée en nanomètres (nm) dans laquelle tu photographie

152 c'est le diamètre de ton instrument en millimètres (mm)

0,252 tu laisses cette valeur, je vais pas rentrer dans les détails... (je vais pas faire croire que je suis expert quand même )

 

La résolution d'un instrument est donc meilleure dans le bleu puis vert et rouge. Mais la turbulence à une incidence inverse Le bleu est plus sensible.

[Nicolas-E 327]

il y a une heure, jlb73 a dit :

Mais dans ce cas, comment tu fais le lien avec la focale résultante ?

 

La toute 1ère question à laquelle il faut répondre pour obtenir le max de son instrument, c'est à quelle résolution/échantillonnage je dois imager.

 

Ensuite,  il faut s'en rapprocher en faisant varier ces paramètres :

- taille de pixel de la camera

-focale

 

Car c'est cette formule qui lit tout ça :

 

Échantillonnage en sec d'arc par pixel = 206 x taille pixel camera en μm / focale en mm

 

Donc FOCALE = 1 / (échantillonnage / (taille pixel camera x 206))

 

Exemple si tu veux imager à 0,3"/pixel avec ton imx 174 :

 

1/(0,3/(5,84x206) = 4010mm

Modifié 25 avril 2021 par Nicolas-E

[christian viladrich 7 672]

Attention, il me semble Nicolas que tu mélanges :

(1) - l’échantillonnage : qui dépend de la taille des pixels et de la focale de l'instrument.

(2) - la "résolution" de l'image affichée à l'écran (ou sur une imprimante) : je n'aime pas trop ce terme "résolution" utilisé avec ce sens, mais les photographes l'utilise. On utilise alors assez souvent les dpi (dot per inch) , ou point par pouce. Ce terme renvoie plutôt à la taille de l'image affichée. Si on veut changer cette résolution, il suffit de changer le dimensionnement de l'image dans n'importe quel logiciel de traitement.

(3) - la résolution optique (ou pouvoir séparateur) : celle que l'on connait en astro, par exemple 0.6" pour un 200 mm dans le vert.

 

La question de l'échantillonnage (1) est relié à la question de la résolution optique (3) et pas à celle de l'image affichée (2).

 

Cela étant posé, il y a plusieurs définitions du pouvoir séparateur (Rayleigh, Dawes, Sparrow, etc.). Traditionnellement, on prend celle de Dawes. Il ne faut pas faire une fixation là-dessus, c'est juste une norme. Cela ne change pas grand chose à la suite.

 

La valeur du PS dans le vert avec la définition de Dawes est 117/D, soit 117*55/(65x D) dans Ha, ou encore 0.92 arsec pour ta lunette de 150 mm. Je ne sais pas comment tu as calculé ton 1.09" ?

 

La question de l'échantillonnage est ensuite de savoir combien faut-il mettre de pixels dans cet angle couvert par le pouvoir séparateur.

 

Souvent, on évoque (à tord) le critère de Nyquist, en indiquant qu'il faut échantillonner à PS/2. 

 

Pour faire court, dans la pratique, et notamment en solaire, avec les capteurs à faible bruit actuels, on s'aperçoit que l'on a un gain en résolution (= détection des petits détails) quand on montre à un facteur d'échantillonnage de 3 à 3.5X. Au-delà, il n'y a plus de gain.

 

Tout cela est présenté avec un peu plus de détails aux chapitres  5 et 11 d'Astronomie Solaire

 

 

 

[Nicolas-E 327]

Je ne mélange rien du tout, c'est très clair dans ma tête mais je me suis juste mal exprimé dans mon message initial. J'ai donc corrigé mes 2 mots

 

Merci pour ton oeil d'expert

 

Je montrais simplement qu'il ne fallait justement pas s'arrêter à ce facteur d'échantillonnage de 2 ou 3x car on gagne encore un peu de détails jusqu'à un facteur de 4 environ dans mon expérience. Cela rejoint ton 3,5 x

 

Au delà, un simple passage dans photoshop pour agrandir artificiellement l'image suffit. Cela produit le même résultat qu'un échantillonnage physique plus important.

[Sonne 4 105]

Pour info, en LB, je suis à PS/3. Au-dessus, c'est compliqué. Il faut vraiment de bonnes conditions... Et comme le dit Christian, pas sûr d'avoir un gain.

[jlb73 785]

Merci pour vos messages.

 

Christian, je ne pige pas

 

La valeur du PS dans le vert avec la définition de Dawes est 117/D, soit 117*55/(65x D) dans Ha, ou encore 0.92 arsec pour ta lunette de 150 mm.

 

Impossible de retrouver le 0.92 pour 150 mm....je dois me planter avec les parenthèses.

 

Après on voit entre les PS/2 etc et pour finir le calcul de focale..

 

Reste à voir donc pour le calcul du PS en Ha ou j'ai du rater quelque chose.

 

On est dans la théorie mais cela ne fera pas de mal de voir si je reste un peu près cohérent avec ma façon d'imager.

[Nicolas-E 327]

Le 25/04/2021 à 17:55, christian viladrich a dit :

La valeur du PS dans le vert avec la définition de Dawes est 117/D, soit 117*55/(65x D) dans Ha, ou encore 0.92 arsec pour ta lunette de 150 mm. Je ne sais pas comment tu as calculé ton 1.09" ?

Ton exemple utilise la formule liée à la limite de Dawes 117/D (utilisée le plus couramment)

 

La formule que j'ai dans mon tableur excel est tirée de la limite de Rayleigh où la séparation est de 1.22λ/D  en radians soit 138/D en arc seconds dans une longueur d'onde moyenne de 550nm. D'où mon raccourci de 0,252 x 656 / 152 = 1,09" pour du h-alpha et une lulu de 152mm (138/550=0,252)

 

 

Il y a 2 heures, jlb73 a dit :

Impossible de retrouver le 0.92 pour 150 mm....

 

Prend plutôt la formule 0,212 x longueur d'onde(nm) / diamètre(mm)

 

0,212 x 656 / 150 = 0,92" selon la limite de Dawes

 

ou 0,252 x 656 / 150 = 1,1" selon la limite de Rayleigh

 

C'est entre les deux quoi

[christian viladrich 7 672]

Comme je le disais, on peut prendre le critère que l'on veut pour le PS, mais ... le facteur d'échantillonnage est à caler en fonction du critère que l'on utilise:

- critère de Dawes, l'expérience montre qu'un facteur de 3 à 3.5x marche bien, au-delà pas de gain,

- critère de Rayleigh, comme le PS est multiplié par le coeff 1.2, il faut multiplier le facteur 3 à 3.5x que j'indiquais par 1.2. On trouve donc un facteur d'échantillonnage de 3.6 à 4.2 x, valeur que tu indiquais Nicolas de ton côté.

 

Moralité : bien préciser quel est le critère que l'on utilise pour définir le PS

[jldauvergne 15 103]

Perso je pars aussi de la longueur d'onde la plus courte où je veux jouer. Ici on est en monochromatique mais en planetaire il faut y penser.

[jlb73 785]

Merci pour vos précisions, tout compris sur ce coup là et j'ai pu prendre ma calculette.

Si avec la Zeiss que ce soit en lumière blanche ou en H alpha, je ne suis pas encore trop mal. Par contre, pour le 200 mm, il y a du boulot.

Avec le PS de Dawes, à PS/3, je suis à 6490 mm de focale donc grosso modo avec une Barlow X3 !! PS/2 , je suis à 4400 mm donc avec une Barlow X2.... ce qui est loin d'être encore gagné...question turbulence.

 

Pour la lumière blanche, on part de l'hypothèse d'un filtre vert à 536 nm.

 

Bref, on va tester cela.

Modifié 27 avril 2021 par jlb73