Correction de la turbu par PSF.

[brizhell 2433]

Salut Christian,

C'est parfaitement cohérent, l'angle d'isoplanétisme étant inversement proportionnel à la hauteur de la couche turbulente, plus la couche est basse (H petit), plus l'angle d'isoplanétisme est grand.

Si tu arrive a faire une corrélation entre les données météoblue et tes images, ce serait une brillante confirmation ;-)

Amicalement

Bernard

[Nebulium 1347]

quote:

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Ça ne m'a pas l'air révolutionnaire son truc je ne vois pas de fonctions que ne feraient pas les nombreux outils que l'on utilise habituellement.

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Non, rien de révolutionnaire, bien sûr mais ça peut compléter les trucs gratuits comme Fitswork, Registax & cie...

Par ailleurs la déconvolution myope sur le T1m commence à parler
Dire qu'elle en dit plus que ce que l'on sait déjà serait prétentieux, des échantillons d'images pour bientôt

[ebondoux 47]

Hello,

Alors pour répondre avec l'idée que j'ai sur le sujet (mais je peux me planter).

"L’angle d’isoplanétisme définit l’étendue angulaire dans le ciel à l’intérieur de laquelle l’état de la turbulence est identique à un instant donné. Cet angle est généralement de très petite taille et il est surtout important en Speckle Interférométrie (la speckle interférométrie consiste à geler suffisamment la turbulence pour qu’il soit possible d’observer à l’intérieur de la tache image étalé par la turbulence, d’une taille d’environ lambda /r0, de nombreux granules ayants chacun une dimension d’environ lambda /D, correspondant à autant d’images individuelles de l’objet visé, puis à analyser cette information par des techniques de corrélation). L’angle d’isoplanétisme vaut environ [4] :

w=0,3*r0/H (10)

avec H l’altitude moyenne de la couche turbulente. On prend habituellement H entre 5000 et 7000 mètres. On voit que l’angle d’isoplanétisme est au mieux égal à quelques secondes d’arc. Il existe une autre définition de l’angle d’isoplanétisme qui ne prend en compte que l’égalité des déplacement des objets dans un champ donné à un instant donné (déplacement corrélé de l’ensemble du champ) :

w=0,3*D/H (11)

Avec cette définition, plus utile pour notre propos, le champ d’isoplanétisme peut dépasser 10 secondes d’arc. "

il faudrait que Christian passent par ici.
j'imagine que cette seconde approximation ne serait valable que pour un diamètre d’instrument plus petit ou égale a R0 là ou il est employé.
le R0 moyen en France étant de l'ordre de 5cm...

il y a deux façons de calculer l'angle d'isoplanetisme
la première On utilise l'indice de scintillation (ça revient a la relation de Christian si j'ai bien compris)

l'autre façon, c'est d'utiliser le profile de turbulence. (voir article un peu plus loin en 4.2)

en pratique au niveau des instruments

le scidar généralisé (par exemple cute-scidare de paranal) établie un profil de turbulence

les DIMM ou GSM utilisent eux l'indice de scintillation.

on peut voir les résultats d'une campagne de test avec tous ces instruments
ici
http://www.aanda.org/index.php?option=com_article&access=standard&Itemid=129&url=/articles/aa/full_html/2010/16/aa15178-10/aa15178-10.html

En dehors du fait que les valeurs moyenne sont faibles (autour de 2 seconde d'arc, ce qui est admis pour la plupart des sites d'observations astronomique pro ayant été testé), il est important de dire je pense que ces valeurs sont des moyennes.
D'une part le temps de pose des instruments de mesure n'est pas inférieur au temps de cohérence, mais en plus il me semble que l'on à intégré sur plusieurs dizaine de seconde. (typiquement DIMM à dôme C sort une valeur de R0 toutes les deux minutes ou un truc du genre).
dont oui on peut surement monter a plus de 10 secondes d'arc, mais quand même pas trop longtemps.

Ce qui m’amène à la réflexion sur l'article qu'Alain (asp06) nous a apporté. j'ai pas bien saisi le truc, mais comme je le comprend ça ne fait que confirmer l'effet de statistique suivant, plus on pose court, (et donc plus on se rapproche du temps de cohérence) moins on aura d’images impactées par la turbulence.
c'est sur que si l'on pose 10µs avec un temps de cohérence de 2ms on y gagne sur tout les plans .
En pratique tant que l'on a pas la camera qui va bien, c'est pas gagné quand même. on est dans un régime particulier (qui pourrait se généraliser quand on aura tous des cameras a 1000 images/seconde).
Cela dit maintenant n'importe quelle camera couleur grand publique portable fait 90 images seconde en 640x480) pour moins de 400$ ....

Erick

[maire 214]

En X,Y sur le plan de l'image en gros en simplifiant, on a:
Signal observé = Signal parfait (que convolue) Réponse Impulsionnelle Optique (c'est à dire l'approche optique de la "PSF" Point Spread Function en langue d'outre manche... qui).

(que convolue) est le produit de convolution que les pros de la question connaissent bien :-)
Ce qu'on veut (la déconvolution) c'est : Signal parfait = Signal observé (que convolue) Réponse Impulsionnelle Optique Inverse.

Dans le domaine fréquentiel on a une simple mutiplication!:

SO = SP x PSF donc facile!!! .... SP = SO/PSF

après pour passer dans le visuel... là est le sport

Mais c'est sans oublier le bruit aléatoire... du CCD mais aussi de la turbu... Heureusement l'optique adaptative est passé par là. A ce propos le top est de déconvoluer une image issue de l'optique adaptative
Retour moutons--> c'est donc un problème physique mal posée... les déconvolutions sont donc de fait approchées... Je ne critique pas... (car la déconvolution très utile en spectro ) mais qui sait réellement ce qu'il fait? Allez un coup de Van Cittert, un coup de Lucy Richardson, etc. Attention à l'usage répété de la pifométrie, c'est la dépendance assurée! C'est comme ça que certain on vu des anneaux de Saturne dont l'information n'est pas présente dans l'image... à cause des oscillations qui inventent de l’information quand on pousse trop loin le schimilichimiliblik... Qui sait réellement quelle est la meilleures PSF qui correspond à l'ensemble de la chaîne d'acquisition d'image? Cette chaîne étant composée de processus de "trituration des photons" qui ne sont pas identiques...
Bon désolé je suis passé maintenant du coté obscur. Je ne fais quasiment que du visuel et je mange des myrtilles transgéniques qui augmentent mes capacités de décovolution. Je ne vous dis pas où on les trouvent c'est comme les champignons!

[Ce message a été modifié par maire (Édité le 01-09-2011).]

[Nebulium 1347]

Bonsoir

Merci à tous pour ces explications théoriques, on va quand même garder le moral

Mais pour en revenir à l'origine de ce fil , en attendant les avis des lulus apos de 150, melons de 250 et autres cassetrucs de 14", un essai en quasi tout par défaut sur le T1m, avec au Pic et à la technique, JLD :
.

Les RGB en sortie directe (on doit pouvoir faire mieux) de Registax 6, méthode bleusaille presse-boutons

.

Les mêmes après déconvolutions individuelles "myopes" avec les réglages d'origine du Dr Paul mais juste une PSFPrior maison polie à la main

.

Les mêmes alignés par translations uniquemnt et synthétisés, brute à gauche, accentuations légère au milieu, très modérée à droite.

Le tout aux format et orientation d'origine (129° antihoraire /horizontale).
Pas grand chose (pour moi...) à gagner en finesse en poussant l'accentuation, sauf du bruit. Et si on tape dessus pour l'aplatir, les asticots (et le reste) se plastifient (Neat alors !)

PS : JL, je crois bien que ta "morphed 3" a rétréci au morphing. Je vais voir si Ninox est moins agressif

[jldauvergne 12608]

Et tu conclus quoi ? Tu vois plus de détails ?

[Nebulium 1347]

Pour l'instant, je conclus qu'en ce qui concerne la "correction " de la turbulence, tout reste à étudier avec des instruments de diamètres plus petits.
En tant que moyen d'accentuation, la méthode mérite d'être approfondie (il existe de multiples variantes d'algorithmes qu'il faudrait pouvoir évaluer pour l'usage astronomique planétaire) , et elle me semble moins soumise à l'arbitraire du traiteur que les ondelettes par exemple.
Si l 'on considère que l'extrait "morphed3" et l'extrait déconvolué le plus accentué ci-dessus (en 2ème position ci-dessous, réduit à 88% pour obtenir la même échelle) sont issus des mêmes .avis (R G B, pas d'IR), je trouve personnellement un aspect plus "naturel" à ce dernier.

PS : J'ai encore tiré un peu vers les HF, fignolé les ondelettes en dose homéopathique et passé du papier verre 000 sur la fft pour polir le bruit, en position 3 et 4, je crois percevoir maintenant des détails fins (par exemple l'asticot annelé sous la GTR) suffisamment variés pour ne pas être des artefacts

.

[Ce message a été modifié par Nebulium (Édité le 31-08-2011).]

[Fred_76 574]

Ignare que je suis, je ne comprend rien à ce topic...

Serait il possible d'ecrire un lexique des termes utilisés, siouplé ?

Fred

[jldauvergne 12608]

quote:

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je trouve personnellement un aspect plus "naturel" à ce dernier.

---

Certes si tu veux, mais après ? Sur mon traitement j'ai enlevé du bruit donc ça fait moins bio, mais moins bruité aussi, du coup l'image est "facile" à lire.

quote:

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elle me semble moins soumise à l'arbitraire du traiteur que les ondelettes par exemple.

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Je ne vois pas en quoi. Les ondelettes si c'est poussé trop fort ça fait ressortir du bruit, là toi aussi tu pousses trop fort et ça fait aussi ressortir du bruit. Match nul pour moi

quote:

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je crois percevoir maintenant des détails fins (par exemple l'asticot annelé sous la GTR) suffisamment variés pour ne pas être des artefacts

---

En faisant monter le bruit, on ne sait plus bien ce qui est artéfact et ce qui ne l'est pas, ça ne facilite pas la lecture de l'image. Pour moi ce n'est pas concluant. Mais ça ne m'étonne pas c'est un peu ce que je dis depuis le départ, il ne faut pas espérer de miracle. Avec une PSF réelle on peut peut être faire quelque chose, et encore ce n'est pas certain, mais là pas de miracle sur un cas comme celui là.

[jldauvergne 12608]

regarde dans google Fred, on en trouve des définitions
PSF : http://fr.wikipedia.org/wiki/Point_Spread_Function

L'idée ici est simple, c'est que quand tu fais une image tu as des défauts liés à l'optique. Si tu connais ces défauts tu peux recalculer l'image qui tu aurais eu sans ce défaut. Là sur Jupiter Neb essaye de faire sans avoir cette information sur le défaut, donc ça ne sort rien de plus que ce que font les fonctions classiques.

L'autre problème dans tout ça c'est la turbulence qui fait que tes défaut fluctuent tout le temps, et ça complique tout. Bref il y a de l'idée, mais ce n'est pas gagné

[Fred_76 574]

Ok, merci JL !

Il y a un tuto dans Iris qui traite une image de Mars, mais il faut qu'il y ait une étoile dans le champ. Au moins on a la PSF à partir de cette étoile (qui doit être ronde et a subi les mêmes dégradations optiques que l'image de la planète).

Sans cette étoile de référence, je ne vois pas comment deviner comment la turbu a pu affecter l'image... et ce quel que soit l'algorithme et la puissance de l'ordi. Pour une planète sans atmosphère, à la rigueur en la comparant à une image HD, je veux bien (Lune, Mars, Mercure), mais pour les autres, tout change en permanence (atmosphère). Alors comment trouver la référence...

Fred

[jldauvergne 12608]

Tu n'as pas du tout lire, mais oui c'est en parti le pb un peu insoluble qui fait que ça va être compliqué pour Neb d'aller bien loin. Lis le message de maire aussi, il vulgarise bien de quoi qu'on cause en fait

[Nebulium 1347]

Oui, JL, on ne doit pas être bien loin de l'asymptote !
.

A gauche la jupmorphed3 (88% de la prise de vues), au centre celle qui était en 4ème position ci-dessus (page précédente), à droite ma dernière (hum ?) mouture négociée pied à pied avec le bruit.

Il me semble percevoir des bulles dans le blanc d’œuf, au dessus de la GTR. Lequel blanc d'oeuf est malheureusement un poil crâmé, il me faudra prendre un peu plus de marge pour les histos d'origine, 10% ce n'est pas assez, et il y a un soft quelque part en route qui a dû stretcher limite sans me prévenir

Pour information, la planète avait le 29/09/2010 un diamètre apparent de 48", et sur les échantillons, le pixel représente donc 0,0615".
Le pouvoir séparateur théorique du T1M est de l'ordre de 0,12 ", soit 2 pixels.
Le liseré autour du blanc d'oeuf fait en moyenne 4 pixels de large, on discerne bien ses variations d'épaisseur. Les anneaux de l'asticot sous la GTR ont un diamètre de 5-6 pixels...

La méthodologie :

- Détermination du rayon approximatif de la PSF gaussienne (ça se fait tout seul avec ImageAnalyzer)
- Génération d'une PSF conique de même rayon (facile avec FitsWork, qui permet aussi de visualiser la courbe fft2D pour contrôler de manière mesurable et mémorisable ce que l'on fait ensuite)
- Ajustage manuel de la forme de la PSF avec la fonction "courbe".
Cette opération n'est pas très critique, mais autant donner à moudre à la suite un grain correct, ça convergera plus vite et mieux, sans doute.
- Déconvolution itérative et réajustage de cette PSF jusqu'à obtenir une image vraisemblable avec une 2Dfft régulière.
- Utilisation de cette image et de la PSF associée comme solution de départ à appliquer à l'image compositée d'origine pour une déconvolution "myope".
- le "luxe", utilisé pour l'image ci-dessus : refaire un deuxième tour en prenant comme propositions de solutions les résultats finaux du 1er tour.

Dans tous les cas, trouvant les images molles, j'ai terminé avec une dose modérée d'ondelettes, avec une appréciation très personnelle, c'est ce que j'exprimais plus haut.

La lisibilité des détails, le "naturel", restent aussi des notions personnelles et là, on peut pinailler à perpète

Dans cette voie (déconvolution "myope" avec estimations itératives de la PSF), on pourrait encore tester divers réglages, puis divers algos (ici, c'est du Lucy-Richardson) et ensuite évaluer d'autres voies.

Le Dr Paul est un cador de la chose, sa suite logicielle de traitement 1D (signal), 2D (images, notre cas), 3D (volumes) est une superbe caisse à outils dont je souhaite maintenant explorer d'autres fonctionnalités très utiles par ailleurs pour les traitements astro.

La doc est remarquable et très claire, même si souvent je n'ai pas le niveau pour comprendre, je peux ajuster logiquement bon nombre de choses.

Ce sujet de la restauration des images me semble occuper beaucoup de chercheurs (en particulier dans les domaines militaire, médical, astronomique) et on aimerait bien savoir comment sont exploités les captures des satellites espions en particulier, qui est de l'astro planétaire haute résolution dans l'autre sens

[Ce message a été modifié par Nebulium (Édité le 03-09-2011).]

[Fred_76 574]

Sans vouloir être vexant, avec un œil "ignare", je trouve l'image de gauche plus détaillée que celle de droite. Cette dernière semble très bruitée et les détails qui donnent l'impression de ressortir ne sont que des artefacts du traitement...

Quant aux satellites espions, je pense qu' ils ne souffrent pas de la turbulence de la meme façon que nous. Pour nous, la turbu est très proche du sol, donc du moyen d'acquisition. Alors que les satellites espions ont une couche turbulente très éloignée d'eux. En plus ils sont dans un quasi-vide et non dans l'air.

Fred

[Pascal C03 3826]

Bien intéressant bien qu'un peu trop abscons pour moi...

"A droite, Registax 6 en tout par défaut, déconvolutions (32 itérations) séparées R, G, B (aucune autre accentuation), histo, avec un peu de gamma"

Déconvolution 32 itération avec Régistax 6... On fait ça comment???

[Nebulium 1347]

=> Fred

Quand on traite une image, on essaie de parvenir à un résultat satisfaisant à un certain nombre de critères dont la pondération reste personnelle, mais en principe, en respectant une certaine éthique, ceci compte-tenu de son expérience.
Le lecteur peut avoir dans son contexte personnel des critères et une pondération différents, c'est tout à fait normal.

Tous les avis sont intéressants, et ceci d'autant plus qu'ils sont motivés
Dans ce cas particulier, j'ai cherché à voir si l'une des implémentations de cette méthode permettait de faire apparaître de nouveaux détails à la limite du pouvoir séparateur. Ceci implique l'acceptation d'un certain niveau de bruit. Mais il est très facile sur cette image de le gommer par exemple avec le Neat de démo, dont l'efficacité est redoutable, au détriment des détails recherchés, mais alors cette démarche lourde n'aurait plus d'intérêt (pour moi, du moins)

=> Pascal

Effectivement, J'ai été un peu laconique :

Registax 6 fournit une image "empilée" intelligemment. Il peut optionnellement l'accentuer, je n'ai pas utilisé cette option pour essayer autre chose pour ce besoin :
La déconvolution en 32 itérations est faite par un autre logiciel appartenant à une suite très riche dont je suis en train d'évaluer les possibilités en matière de traitement astro

[Pascal C03 3826]

Merci, ça va m'éviter de chercher sur R6 quelque chose qui n'y est pas!!
Quelle est donc cette suite magique??

[Nebulium 1347]

BiaQim.
C'est en anglais, mais la doc (voir les deux manuels) et les tutos sont excellents !

[Thierry Legault 4618]

<< Quant aux satellites espions, je pense qu' ils ne souffrent pas de la turbulence de la meme façon que nous. Pour nous, la turbu est très proche du sol, donc du moyen d'acquisition. Alors que les satellites espions ont une couche turbulente très éloignée d'eux.>>

je ne crois pas. A ma connaissance, la dégradation du front d'onde occasionnée par une couche turbulente ne dépend pas de sa position dans le trajet lumineux.

[jldauvergne 12608]

quote:

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- Génération d'une PSF conique de même rayon (facile avec FitsWork, qui permet aussi de visualiser la courbe fft2D pour contrôler de manière mesurable et mémorisable ce que l'on fait ensuite)

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Humm, tu fais ça comment sans connaitre l'obstruction ?

quote:

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- le "luxe", utilisé pour l'image ci-dessus : refaire un deuxième tour en prenant comme propositions de solutions les résultats finaux du 1er tour.

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Je n'ai pas regardé le soft encore mais je ne vois pas comment tu peux faire deux tours avec ce genre de méthode. Une fois que tu as transformé la psf en un point de 1 pixel (c'est le but normalement), je ne vois pas ce que tu peux ajouter de plus.

quote:

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La lisibilité des détails, le "naturel", restent aussi des notions personnelles et là, on peut pinailler à perpète

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oui et non quand on ne sait pas si un détail qui sort est du bruit ou de l'info c'est qu'on a été trop loin, ça c'est un critère objectif.

[Pascal C03 3826]

lu sur l'article de C Buil :
"Avec le télescope de 212 mm, on enregistre typiquement 4 bonnes images pour 100 images acquises."

J'ai essayé vite fait à partir d'un AVI sur Jupiter de stacker (R6) 5, 10, 20, et 50% des images (à partir d'une liste identique d'images alignées) puis d'appliquer le même traitement ondelette sur chacune des images...
Effectivement, l'image la plus fine même si elle est légèrement plus bruitée est celle réalisée avec 5% des images. D'autre part on doit normalement pouvoir pousser le traitement ondelette avec plus d'images. Ça se complique!

D'autre part si quelqu'un a des paramètres à communiquer sur le traitement ondelette avec R6, je suis preneur!

[Nebulium 1347]

J'ai trouvé sur le HubbleSite1 et HubbleSite2 des images HST de la GTR en 2008, il me semble qu'il en a eu en 2010, je n'ai pas encore remis la main dessus.
Donc ci-dessous, en 1 La morphed3 (comparer la balance de rendu avec la 2,,bravo JL ), en 2 et 4 les HST remises à l'échelle (30% et 55% des images en définition max), où la GTR est rendue assez différemment, comme le contraste général, d'ailleurs, en 3 mon traitement "2 tours" revu avec moins de bruit mais en essayant de conserver les bulles dans le blanc d’œuf, visibles dans les HST. Il y a encore du boulot, je vais revenir dans Registax ...
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quote:

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- Génération d'une PSF conique de même rayon (facile avec FitsWork, qui permet aussi de visualiser la courbe fft2D pour contrôler de manière mesurable et mémorisable ce que l'on fait ensuite)

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Humm, tu fais ça comment sans connaitre l'obstruction ?

=> La mesure du rayon de la PSF gaussienne découle du spectre ou de la fonction d'autocorrélation de l'image de départ. ImageAnalyzer fait ça tout seul (filtre déconvolution > Gauss Blur en quad mirror, > Guess...).
Avec BiaQIm, ce devrait être possible, mais c'est plus compliqué.
Ensuite, avec FitsWork (filtre déconvolution), il est immédiat de se fabriquer la PSF conique.

quote:

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- le "luxe", utilisé pour l'image ci-dessus : refaire un deuxième tour en prenant comme propositions de solutions les résultats finaux du 1er tour.

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Je n'ai pas regardé le soft encore mais je ne vois pas comment tu peux faire deux tours avec ce genre de méthode. Une fois que tu as transformé la psf en un point de 1 pixel (c'est le but normalement), je ne vois pas ce que tu peux ajouter de plus.

=> Le principe des déconvolutions "myopes" est de partir de propositions de solutions pour l'image et la PSF le moins débiles possibles. Le but n'est pas tant d'obtenir un point de 1 pixel mais plutôt une image répondant à l'optimisation du résultat de mesure selon un critère donné (ici le maximum d'entropie)

Dans un 1er temps, on teste la PSF de départ en déconvolution non aveugle (tuto DCT de BiaQim), on bidouille un peu sa forme (courbes) jusqu'à obtenir une image déconvoluée qui va à peu près.
Les résultats PSF et image servent ensuite de proposition pour la déconvolution myope (tuto Demoblind).
Le 2ème tour reprend les résultats du 1er.

Quand on a un peu assimilé le bazar, on ouvre les manuels et on joue avec les paramètres, tout est est super très bien expliqué, merci Dr Paul ! (on n'est pas couché )

quote:

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La lisibilité des détails, le "naturel", restent aussi des notions personnelles et là, on peut pinailler à perpète

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oui et non quand on ne sait pas si un détail qui sort est du bruit ou de l'info c'est qu'on a été trop loin, ça c'est un critère objectif.

=> Oui, c'est pour ça que je suis allé voir ce que disait le HST pour les bulles dans le blanc d’œuf et les pétouilles dans la GTR

[Ce message a été modifié par Nebulium (Édité le 03-09-2011).]

[jldauvergne 12608]

Le dernier résultat est plus convaincant. On ne voit rien de plus mais il y a un affinage des détails sans trop faire monter le bruit, donc là ça peut commencer à devenir intéressant peut être.

[Nebulium 1347]

Sûr que tout ceci n'est qu'un début.
Comme pour tout, pratiquer permet d'améliorer les résultats.

Je te livre les analyses de spectre de 3 images de travail, de g à d, 1 2 3 :
.

Le graph 3 représente les spectres 2Dfft des images 1 et 2. Les courbes ne se croisent pas, la 1 (morphed3) est celle du dessous, on voit que l'image 2 est plus riche en HF, bruit + détails, avec une légère bosse à la fréquence 0.25 (période 4 pixels)
En rabotant la bosse (courbe rouge à droite) on obtient l'image 3, moins de bruit, moins de détails.

L'impression visuelle dépend de beaucoup de choses, tiens, jette un œil à cette "CSF chart", c'est surtout à mi-hauteur que ça se passe, à différentes distances

Puisque je suis dans les réponses 2Dfft, une constatation intéressante :

Explication :
En haut de gauche à droite, images 1, 2, 3.

- La 1 est le résultat de l'empilement de l'avi R par Registax 6 en paramètres natifs.
Sa réponse fft est la courbe la plus basse de Graph 1 et graph 3

- La 3 est un résultat intermédiaire de mes débuts d'essais de déconvolution "myope" (j'ai bien mieux, maintenant ).
Sa réponse fft est la courbe haute du graph 3.

- J'ai appliqué "à la main" une correction de réponse fft à l'image 1 en traçant (en rouge) dans le graph 1 la réponse de l'image 3 du graph 3, ce qui me donne l'image 2, accentuée, comme l'auraient fait des ondelettes.
Les images 2 et 3 ont donc la même réponse fft, mais dans l'image 3, les pixels sont mieux à leur place

PS : Mes essais ont bien avancé, je vais montrer un résultat bientôt.

[Ce message a été modifié par Nebulium (Édité le 07-09-2011).]

[Nebulium 1347]

Voilà :
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