Jupiter au RC 500 - avec/sans deconvolution PSF Wiener

[christian viladrich 7 695]

Voilà à quoi ressemble la PSF du RC 500 avec le filtre IR > 685 nm.  J'ai redimensionné l'image pour que l'on voit mieux les détails.

 

 

Il reste une légère décollimation. J'avais hésité à la retoucher, mais le seeing étant très variable, j'ai préféré ne pas y toucher.

 

[Simon Fabre 4 178]

Le 04/11/2022 à 11:10, christian viladrich a dit :

Voilà à quoi ressemble la PSF du RC 500 avec le filtre IR > 685 nm.  J'ai redimensionné l'image pour que l'on voit mieux les détails.

Effectivement c'est propre! Merci Christian. 

 

Le 04/11/2022 à 11:10, christian viladrich a dit :

Il reste une légère décollimation. J'avais hésité à la retoucher, mais le seeing étant très variable, j'ai préféré ne pas y toucher.

Légère oui, tu as bien fait de ne pas t'acharner

Modifié 10 novembre 2022 par Simon Fabre

[wilexpel 9 989]

Très bonne idée, voilà un post très intéressant, le résultat a base de PSF est vraiment superbe, les détails beaucoup plus précis, comme tu l'indiques le bruit a disparu et certains petits détails se retrouvent isolés. Le tout c'est d'avoir une PSF adaptée et ce n'est pas rien d'en obtenir une bonne. Je n'ai jamais réussi a obtenir ma propre PSF qui fonctionne, peut être est-ce une histoire de taille ou autre chose. J'ai presque honte d'utiliser régulièrement celle de Jean-Luc

La deuxième série c'est dans le rouge mais tu n'indiques pas comment est filtrée la première, il faut comprendre que c'est une luminance  ?

Bref pour résumer, celles de droites sont pour moi sont les plus agréables à l'oeil et les détails ressortent beaucoup mieux ! Je suis curieux de voir ce que tu peux faire en lunaire avec une PSF adaptée, je crains que le résultat soit moins spectaculaire étant donné que la lune est un objet avec des détails beaucoup plus contrastés et qui ont une meilleure acutance mais peut être que je m'avance un peu !

 

[wilexpel 9 989]

Il y a 1 heure, christian viladrich a dit :

Il reste une légère décollimation. J'avais hésité à la retoucher, mais le seeing étant très variable, j'ai préféré ne pas y toucher.

Moi aussi cela m'arrive régulièrement, il vaut mieux parfois en fonction des conditions d' être proche d'une très bonne PSF que de vouloir peaufiner au risque de régler moins bien !

[jldauvergne 15 128]

Le 03/11/2022 à 12:17, christian viladrich a dit :

C'est juste pour illustrer l'effet sur un 500 mm.

Probablement que l'effet est d'autant plus fort que tu es très obstrué. 
Sur le bruit le bras de levier est énorme en effet. 
Mais tu as du mérite, faire une psf avec un 500 c'est une autre paire de manche. 

[alx 103]

Il y a 4 heures, christian viladrich a dit :

Ici on ne parle pas de corriger la turbulence. Il s'agit de prendre en compte la PSF de l'instrument, en particulier les rebonds dus à l'obstruction centrale, et au 2e ordre les défauts résiduels optiques (trefoil, coma résiduelles).

Avec l'expérience très limitée et toute récente que j'en ai (d'autres comme Jean-Luc D ont une expérience nettement plus longue là-dessus) , la déconvolution par la PSF est déjà un progrès très significatif.

 

J'ai certainement beaucoup moins d'expérience que vous deux, mais permettez-moi d'être un peu surpris.

Sauf dans le cas de petits instruments (D<100) ou d'une turbulence très faible, la résolution permise par la turbulence (typiquement 2" ou 3") est toujours beaucoup plus mauvaise que celle de l'instrument théorique (typiquement 0.5") .  On peut donc s'attendre à ce que la déconvolution par la PSF de l'optique n'apporte que peu de chose, en moyenne. (ce qui était l'objet de la discussion, à savoir s'il fallait effectuer une déconvolution systématique de chaque image d'une video, si j'ai bien compris).

Ceci ne sera en effet plus vrai en "lucky imaging", lorsqu'on sélectionne des images exceptionnelles (quelques % d'une video d'après Jean-Luc D) où l'état  de la turbulence descend au niveau de la diffraction par l'optique. Là je peux comprendre qu'on puisse gagner quelque chose par déconvolution par la PSF. 

D'ailleurs l'utilisation des ondelettes est assez similaire: avec la déconvolution on ne garde que les fréquences spatiales (théoriquement) utiles, avec les ondelettes, on les sélectionne "à la main" (quitte à introduire des artefacts).

Modifié 4 novembre 2022 par alx

[christian viladrich 7 695]

il y a 38 minutes, alx a dit :

Ceci ne sera en effet plus vrai en "lucky imaging", lorsqu'on sélectionne des images exceptionnelles (quelques % d'une video d'après Jean-Luc D) où l'état  de la turbulence descend au niveau de la diffraction par l'optique. Là je peux comprendre qu'on puisse gagner quelque chose par déconvolution par la PSF. 

 

CQFD, on fait ici du lucky imaging, comme en imagerie lunaire ou solaire

 

Attention, les ondelettes, cela n'a rien voir avec la déconvolution. Les ondelettes permettent de jouer sur un/des niveaux d'échelle spatiale de l'image. La déconvolution par la PSF n'a aucun rapport. Il s'agit (pour faire simple) de "retirer" à l'image les "défauts" (diffraction, trefoil, etc.) introduits par l'instrument.

 

D'autre part, heureusement que le seeing arrive quand même à être meilleur que 2 à 3 arsec, sinon on n'arriverait jamais  faire de bonnes images en haute résolution

 

Voici la distribution du seeing mesuré à St Véran sur une période de 3 ans.

 

Et puis le seeing mesuré lors d'une très bonne nuit où le RC 500 était limité par la diffraction dans le vert (en gros quand le seeing mesuré était < 0.7 arsec):

 

 

[christian viladrich 7 695]

Il y a 2 heures, jldauvergne a dit :

Probablement que l'effet est d'autant plus fort que tu es très obstrué. 
Sur le bruit le bras de levier est énorme en effet. 
Mais tu as du mérite, faire une psf avec un 500 c'est une autre paire de manche.

Salut JL,

Pour tout dire, je n'y croyais pas vraiment.

 

[alx 103]

il y a une heure, christian viladrich a dit :

Attention, les ondelettes, cela n'a rien voir avec la déconvolution

 

Si, cela a à voir, au moins pour ce qu'on cherche à faire: améliorer la finesse de l'image.

La déconvolution va amplifier le signal d'image aux fréquences spatiales dégradées par les propriétés optiques de l'instrument, ces fréquences étant déterminées a priori par la forme de la PSF utilisée (qui peut aussi être décrite en termes d'astigmatisme, coma, trefoil, etc...).

L'utilisation des ondelettes dans les programmes de traitement astro  consiste essentiellement à moduler (amplifier/diminuer) le signal d'image à des fréquences spatiales (coefficients d'ondelette) choisies à l'estime (et souvent à bon escient au vu des très beaux résultats présentés !).

Même si les outils mathématiques semblent différents, le processus est en réalité à peu près le même mais conduit de manières différentes.

Désolé pour ces arguties, mais ça peut aider à mieux comprendre.

 

(La valeur modale de 1" pour la turbulence à St-Véran me changerait en effet beaucoup de celle de ma Bretagne où j'ai typiquement 2.5" ...)

[Lucien 11 305]

Bonsoir,

 

Oui l’intérêt de la déconvolution n'est plus à démontrer pour nos images.

Même si sa réalisation pratique demande pas mal de mise au point et de rigueur.

Comme Christian l'indique la déconvolution et les ondelettes ne se comparent pas.

On n'agit pas sur les mêmes phénomènes à la base.

L’intérêt et le gain de la déconvolution sont d'autant plus évidents que l'image à traiter est 'relativement' bonne.

Sinon la déconvolution se comporte un peu comme une accentuation 'ordinaire' ce qui peut faire

conclure que ça ne fait pas mieux qu'une accentuation ou des ondelettes.

Autrement dit c'est contre productif de faire de la déconvolution sur des images de qualité moyennes ou médiocres.

Les ondelettes suffisent. Ou la corbeille dans certains cas ?

 

Bon maintenant certains "détournent" la déconvolution en appliquant parfois plusieurs passes successives

afin de faire de que font les ondelettes à peu de choses près.

Mais en plus compliqué à régler de façon générale.

 

Sinon pour ce qui est de faire de la déconvolution des images individuelles planétaires,

je le déconseille car outre le temps très important que ça prend, le bruit au final augmente sensiblement.

 

Il y aurait bien des choses à préciser, je tenterai en 2023 de mettre tout ça un peu plus au clair et sans doute avec

certaines évolutions dans AstroSurface.

 

Lucien

[Billyjoe 2 947]

Il y a 20 heures, Lucien a dit :

Je me demande si on ne va pas trop loin.

En tous cas rassure toi malgré toutes les possibilités  qu'offre Astrosurface, ça ne fait pas usine gaz, vraiment TOP Lucien

[Lucien 11 305]

il y a une heure, Billyjoe a dit :

En tous cas rassure toi malgré toutes les possibilités  qu'offre Astrosurface, ça ne fait pas usine gaz, vraiment TOP Lucien

Merci à toi, c'est encourageant .

Merci à Christian aussi pour ses essais ici qui remettent ce sujet sur la table.

Comme je le disais plus haut, il y aura de futures possibilités.

 

Lucien

 

 

 

[darkside 659]

Hello  Christian

 

Elles son fabuleuses ces images , la finesse des petits détails est impressionnante !!  de plus  la qualité moyenne de votre  seeing avec la  majorité des mesures autour de la seconde d'arc  laisse rêveur  même pour un calernien comme moi  en fait  on peut avoir de trés bon seeing à Calern  mais sans doute pas avec une telle régularité , sinon  pour cette histoire de PSF  chez moi  non plus ça ne marche pas vraiment  le résultat avec les ondelettes est plus convaincant 

au fait  vous utilisez quel type d'instrumentation pour  mesurer  votre seeing ?

 

amitiés

Dominique

 

PS : on se verras peut  être au  RCE

 

 

[spaceju 1 173]

Il y a 20 heures, wilexpel a dit :

Je n'ai jamais réussi a obtenir ma propre PSF qui fonctionne, peut être est-ce une histoire de taille ou autre chose. J'ai presque honte d'utiliser régulièrement celle de Jean-Luc

Etrange, tu obtiens de meilleurs résultats avec la PSF d'un autre instrument ? ça semble contre-intuitif mais si ça marche !

Je n'ai pas encore eu moi aussi de résultat concluant, mais le gain est peut-être moins flagrant sur un "petit" diamètre (200) ou je m'y prends mal (bien possible ).

 

Il y a 20 heures, wilexpel a dit :

Je suis curieux de voir ce que tu peux faire en lunaire avec une PSF adaptée

 

La fin des rebonds dans les cratères ?

[christian viladrich 7 695]

Le 04/11/2022 à 17:51, alx a dit :

La déconvolution va amplifier le signal d'image aux fréquences spatiales dégradées par les propriétés optiques de l'instrument, ces fréquences étant déterminées a priori par la forme de la PSF utilisée (qui peut aussi être décrite en termes d'astigmatisme, coma, trefoil, etc...).

L'utilisation des ondelettes dans les programmes de traitement astro  consiste essentiellement à moduler (amplifier/diminuer) le signal d'image à des fréquences spatiales (coefficients d'ondelette) choisies à l'estime (et souvent à bon escient au vu des très beaux résultats présentés !).

Même si les outils mathématiques semblent différents, le processus est en réalité à peu près le même mais conduit de manières différentes.

Désolé pour ces arguties, mais ça peut aider à mieux comprendre

 

Pour tenter de faire comprendre "avec la main" la différence entre ondelettes et déconvolution par la PSF :

- les ondelettes, c'est une transformation isotrope, ce grand mot signifie simplement que la transformation est la même dans toutes les directions, autrement dit il n'y a pas de direction privilégiée,

- si la PSF n'est pas symétrique, alors la déconvolution par la PSF n'est pas isotrope. Autrement dit, quand la PSF présente de l'astigmatisme ou du trefoil (donc des directions privilégiées) alors la correction par déconvolution se fait bien en prenant en compte la variation d'amplitude des défauts de la PSF selon la direction.

 

La confusion vient peut-être du fait qu'il y a déconvolution et déconvolution Ici, on parle spécifiquement de la déconvolution par la PSF (et non par un fonction gaussienne ou autre méthode).

 

Pour rappel, et si l'on met de côté la turbulence, l'image que l'on obtient au foyer d'un télescope, est la convolution de la PSF de l'instrument avec l'image que l'on obtiendrait avec un télescope sans aberration :

 

La déconvolution par la PSF, c'est l'opération inverse. On part de l'image acquise et de la PSF, et on essaie de "reconstruire" l'image initiale (parfaite) :

 

Bien évidemment, il n'y a pas de miracle. L'information perdue l'est définitivement. Autrement dit, on ne va pas par ce processus obtenir la résolution d'un télescope de 10 m avec un Celestron de 20 cm  Mais ça va limiter (sans les faire disparaitre totalement) les effets des aberrations (y compris les rebonds dus à l'obstruction centrale).

 

En résumé, cela n'a pas grand rapport avec les ondelletes, ou avec le filtrage fréquentiel de l'image, même si derrière il y a un calcul par FFT.

 

[christian viladrich 7 695]

Le 05/11/2022 à 01:00, darkside a dit :

Hello  Christian

 

Elles son fabuleuses ces images , la finesse des petits détails est impressionnante !!  de plus  la qualité moyenne de votre  seeing avec la  majorité des mesures autour de la seconde d'arc  laisse rêveur  même pour un calernien comme moi  en fait  on peut avoir de trés bon seeing à Calern  mais sans doute pas avec une telle régularité , sinon  pour cette histoire de PSF  chez moi  non plus ça ne marche pas vraiment  le résultat avec les ondelettes est plus convaincant 

au fait  vous utilisez quel type d'instrumentation pour  mesurer  votre seeing ?

 

amitiés

Dominique

 

PS : on se verras peut  être au  RCE

 

Salut Dominique !

Pour le seeing, il y a quand même des nuits avec et des nuits sans. Je dirais que le score est peut-être d'une bonne nuit (pour le seeing) sur 5 ou 6. Ce qui n'est pas si mal finalement. Mais c'est vraiment à la louche et sans valeur statistique.

Par rapport aux indications du moniteur du seeing, j'ai trouvé que les images étaient bonnes pour la haute résolution au RC 500 quand le moniteur indiquait un seeing < 0.6 arsec.

Il s'agit d'un seeing monitor d'Alcyone qui mesure l'agitation de l'étoile polaire.

J'espère que l'on aura l'occasion de se voir aux RCE

 

[alx 103]

il y a une heure, christian viladrich a dit :

En résumé, cela n'a pas grand rapport avec les ondelletes, ou avec le filtrage fréquentiel de l'image, même si derrière il y a un calcul par FFT.

 

Si, justement, cela a directement à voir avec un filtrage fréquentiel de l'image. Comme tu le montres dans ta deuxième figure, une déconvolution, c'est essentiellement l'application d'un filtrage inverse (c-à-d une division dans l'espace de Fourier).

 

Comme le but recherché dans nos traitements est de rendre l'image plus nette et plus contrastée, c'est-à-dire amplifier les hautes fréquences (spatiales) et adoucir les basses fréquences, la déconvolution par la PSF va y contribuer. Mais très imparfaitement, parce que le flou de l'image n'est pas seulement dû à un défaut de résolution ou aux aberrations de second ordre décrits par une PSF (en termes de spécialiste, une PSF est une fonction approximable par une courte série de polynômes de Zernike, donc assez particulière et trop simple pour bien décrire ce flou). 

 

Le flou de l'image, même dans le cas d'une turbulence aussi bonne qu'une seconde d'arc, va aussi résulter de phénomènes plus compliqués que la réponse optique, y compris mécaniques et thermiques dans l'instrument, et incluant des structures d'interférence.

Je pense que le flou de l'image, et l'expérience le montre,  est améliorable le plus efficacement (et de manière la plus générique) par la modification (itérative et empirique) des coefficients du spectre d'ondelettes de l'image (c-à-d le contraste relatif des détails suivant leur taille). Mais avec le défaut que ces modifications sont arbitraires et décidées sur une estimation subjective de la qualité de l'image résultante (je m'interroge quelquefois sur la réalité de détails visibles sur certaines images planétaires présentées ici , au demeurant fort belles ).

 

Autrement dit, je ne suis pas sûr qu'il soit utile d'associer les deux approches dans les traitements de nos images, sauf dans des cas bien spécifiques (comme la correction de coma, pour laquelle une analyse en échelles va être peu efficace, voire pas du tout, et la déconvolution par une PSF décrivant une coma va être, au contraire, le filtrage le plus adapté).