Ai-je bien appris ma leçon sur le "bon" échantillonnage ?

[leonardcauvra 3 339]

Bonjour,

Je me suis décidé à comprendre quel est le bon échantillonnage pour mon C14 pour faire du lunaire, soit avec une caméra Basler 1300 soit avec une Basler 640. Après avoir lu quelques textes, voici mes conclusions. Si vous pouvez me dire si ça colle, j'en serais ravi !

Basler 1300: il me faudrait une Barlow de 1,3 X pour arriver à une focale d'environ 5 mètres. Malheureusement je crains que ça n'existe pas !

Basler 640: plus facile, il me suffit d'une Barlow 2 X pour arriver à une focale de 7, 8 mètres.

J'ai bon ?

Claude

[christian viladrich 7 672]

Salut Claude,
Question intéressante :-)
Je viens de regarder mes notes, de mon côté je tourne à 0.133 arcsec /pixel sur la lune et le soleil. Cela fait donc 8.5 m de focale, pour l'IDS CMOSIS qui a des pixels de 5.5 microns, soit 2.6 X le pouvoir séparateur.

Si on reporte ces valeurs pour la B1300 et ses pixels de 3.75 microns, il te faudrait 5.8 m de focale (ce qui est comparable à tes 5 m) soit F/16, et une Barlow de X1.45.

De mémoire, Baader fait une petite Barlow qui fait X1.3 ou X1.4. Il faut probablement que tu regardes de ce côté-là.

[skywatcher 5 986]

tu peux faire des simulations ici en téléchargeant le fichier
http://www.avex-asso.org/dossiers/wordpress/?page_id=158

[legalet 649]

Salut Claude,

Sur la Lune, avec la 1300 derrière le C11, je suis à 0.14"/pixel (soit F=5300) en utilisant le bloc optique d'une Barlow 2x vissé directement sur la caméra. J'ai refait des essais le 27 et je pense que, à moins d'un seeing exceptionnel, on est pas loin de l'optimal (au sens ou grandir plus n'amène aucun détail supplémentaire. Ca corrobore ce que dit Christian concernant le rapport au pouvoir séparateur (2,8x dans mon cas).

J'ai la Barlow Baader 1,3x (en fait c'est une 2,25x qui est censée à descendre à 1,3x en n'utilisant que le bloc optique). A l'occasion je mesurerai son grandissement effectif.

Par contre, le lunaire avec la 640, tu vas vite te sentir à l'étroit.. Elle est vraiment faite pr le planétaire cette caméra..

Amitiés

Jocelyn

[Ce message a été modifié par legalet (Édité le 28-09-2013).]

[leonardcauvra 3 339]

Merci de vos avis.
Jocelyn, oui effectivement, j'ai prévu la 640 pour le planétaire mais le raisonnement est le même je présume. Et pourquoi pas quelques gros plans exceptionnels de la Lune à l'occasion !
Claude

[olivdeso 1 860]

Une formule simple à retenir pour le bon échantillonnage:

F/D = 2060 * p / Lambda

ou lambda est la longueur d'onde et p la taille du pixel en µ

(avec un échantillonnage légèrement supérieur à 2x le pouvoir séparateur à la longueur d'onde considérée; Utile en solaire)

Par exemple si tu veux tout le spectre visible lambda = 400nm

ça donne F/D = 2060 /400 *p

Avec la basler 640 ça donne F/D = 28,9.
Pour la basler 1300 ça donne F/D = 19,3

Maintenant le C14, n'atteint probablement pas la limite de diffraction dans le violet. La turbu va limiter aussi. Donc tu peux sous échantillonner un peu et calculer pour le vert au lieu du violet.

[christian viladrich 7 672]

Heu .. Oliv ... c'est pas si simple ;-)

La formule n'aide pas vraiment. La question de fond à laquelle la formule ne répond pas, c'est quelle est la valeur optimale de suréchantillonnage ?
Tu fais bien de parler de la longueur d'onde. Implicitement, il s'agissait du rouge puisque l'on travaille avec un gros diamètre.
Rapporté au rouge, j'utilise un suréchantillonage de X3 le pouvoir séparateur.
Il est assez amusant de constater que je retrouve cette valeur "optimale" quand je fais du soleil en K line avec la TOA150, ou quand d'autres font du solaire en Ha avec de grosses lunettes.

Elie a fait récemment une très belle image de Platon avec son C14 avec une valeur de suréchantillonage plus forte, mais c'est à réserver à des conditions de seeing exceptionnelles.

[olivdeso 1 860]

En fait je me suis fait cette formule, car empiriquement ça colle bien aussi avec le C11 du moins. F/D 28 va bien pour le ICX618 par ex. J'ai commencé avec la barlow X2, à F/D22 avec le tirage, mais on gagne encore un peu en montant à F/D28. ça dépend des jours bien sur...

Par ex sur-échantillonner X3 dans le rouge donne à peu près la même chose que X2 à 400nm.

Pour échantillonner correctement tout le spectre visible, je me dis qu'il faut au moins échantillonner la longueur d'onde la plus courte (400nm) d'un peu plus de x2 et pas se baser sur le classique lambda/120 qui est fait à 550nm alors que le capteur monte jusqu'à 400. Donc pour moi la formule ci dessus est un bon repère pour savoir échantillonnage minimum. (j'avais tendance à sous échantillonner avant, d'où retour à la théorie)
edit : précision : pour le pour le pouvoir séparateur, je me suis basé sur la formule Lambda/D. (en gros la FWHM de la PSF d'une optique parfaite = 1.03 lamda/D)

Après tu peux échantillonner plus serré, mais je ne sais pas si on gagne beaucoup...car le temps de pose augmente d'une part et en théorie on ne devrait rien gagner (avec le C11 pas constaté d'amélioration, mais bon...).
ça peut aussi dépendre des filtres ceci dit. Plus le filtre laissera passer de l'UV plus tu as intérêt à échantillonner serré.

Par contre si je comprends bien, tu dis que tu as un gain en CaK en échantillonnant x3 au lieu de x2, c'est bien ça?
C'est intéressant, car là on est en narrow band, on connait parfaitement la longueur d'onde la plus faible, donc peut peux régler précisément l’échantillonnage à un peu plus de x2. X2.05 devrait suffire.

[Ce message a été modifié par olivdeso (Édité le 28-09-2013).]

[Ce message a été modifié par olivdeso (Édité le 28-09-2013).]

[christian viladrich 7 672]

Non, 2X ne suffit pas ;-)

Que cela soit dans le R, le V, le Ca K, le K-line ou le Ha, on trouve - quand les conditions le permettent bien sûr - que monter à X2.5 à X3 apporte un gain significatif.

PS : Tu utilises un ADC sur ton C11 ?

[olivdeso 1 860]

X2.5 ou x3 c'est étonnant, mais bien sur ça dépend par rapport à quel critère aussi pour le pouvoir séparateur: Le critère de Rayleigh c'est 1,22 lamda/D. De mon coté je prends un peu plus serré comme je disais : 1 Lamda/D et je divise par 2,06.. Par rapport à Rayleigh, ma formule donnerait un suréchantillonage de x2,5 effectivement. On est peu être pas si loin au final...

Oui j'utilisais l'ADC quand j'avais encore mon C11. Gain sur le bleu surtout en intrabande. (en RVB sur Jupiter) il y a 2 ans. En rouge et vert, peu de différence. En L oui ça gagne, forcément. Maintenant pour exploiter un C11 au taquet, il faut des très bonnes conditions en pleine, c'est pas tous les 2 jours...
J'espère essayer d'ici un mois avec le N300 skywatcher. J'utilisais le ASH jusque là avec le C11. J'ai aussi l'ADC Skymeca/Pierro à essayer, on va comparer...

[HAlfie 2 078]

Aah ce topic m'intéresse beaucoup pour avoir creusé la question il y a quelques jours !

En effet, selon la longueur d'onde la résolution théorique change (elle diminue quand on se rapproche de l'infrarouge!! Aha je savais même pas jusqu'à y'a quelques jours).

Voici un petit fichier excel qui reprend le résolution théorique selon la longueur d'onde et les focales idéales avec un capteur de 3.75µm pixels pour un M715, C9.25, C11 et C14.
http://www.astrosurf.com/halfie/temp/Echantillonnage_planetaire.zip

En gros, comme l'a expliqué Christian, pour un C14 avec un capteur de 3.75µm en planétaire, la focale idéale de situe entre 4580mm (surenchétillonnage de 2) et 6869mm (suréchantilonnage de 3) atteint avec une barlow TV 1.8X sans tirage.

L'idéal étant d'être suréchantillonné entre 2.5 et 3x donc il te faudrait une barlow entre 1.6X (l'antares 2" semble être appréciée outre atlantique avec des Ethos notamment) et 1.8X de coefficient .

Amicalement

[leonardcauvra 3 339]

Merci Halfie.
D'après tes calculs, je peux donc insérer ma Barlow 1,8 X que je n'utilise pratiquement jamais car le résultat est le plus souvent décevant. J'ai un tout petit tirage également devant (tube court avec moteur MAP) donc ça me décale un peu plus en focale. Il me semblait que du coup une Barlow 1,3 irait bien, mais les calculs signalés seraient vers 1,6 X (si j'intègre le petit tirage initial). Je vais voir ...
Claude

PS. Je m'aperçois que si je multiplie ma focale de base (3854 mm) par 1,8 je suis à 7009 mm ce qui dépasse les 6869 mm évoqués ... et ma focale de base doit être un chouia plus longue (de combien ?) avec le léger tirage dont j'ai parlé. Ceci confirmerait plutôt les 1,6 x.

[Ce message a été modifié par leonardcauvra (Édité le 06-10-2013).]

[astrogef 3]

Bonsoir,
L'emploi du mot "suréchantillonnage" m'étonne un peu. Pour moi, suréchantillonner, c'est échantillonner au-delà du nécessaire. Or, vous vous accordez tous pour dire que c'est nécessaire...
D'autre part, le pouvoir séparateur d'un instrument s'entend forcément pour 2 pixels, un blanc et un noir, sinon rien n'est séparé. Donc il me semble que les x2, x2,5 et x3 cités sont à diviser par 2.
Personnellement, j'utilise une formule simple, dans le style d'olivdeso:
F/D = 3 à 5 fois la taille du pixel, ce qui donne à peu près les mêmes résultats dans le vert. A 3 fois et pour un instrument parfait (uniquement limité par la diffraction), l'image est piquée au sens usuel des photographes et à 5 fois on sort un peu plus de détails avec une image un peu plus molle. Au-delà, on suréchantillonne vraiment et on perd son temps...

[christian viladrich 7 672]

Salut Astrogef,

En fait, c'est simple :
Le théorème de Shannon dit qu'un signal doit être échantillonné à deux fois la fréquence maximale qu'il contient si l'on ne veut pas perdre d'information dans le processus de discrétisation.

Exemple avec les CD audio : dans la version initiale des CD audio, le son était échantillonné à 44.1 kHz car on considère que l'oreille n'entend rien au delà de 22 kHz.

Pour les signaux en deux dimensions (= les images) c'est la même chose. La fréquence spatiale maximale correspond au pouvoir séparateur de l'instrument. On dit donc qu'il faut échantillonner à 2 X le pouvoir séparateur (dans la longueur d'onde considéré) pour ne pas avoir de perte d'info quand on discrétise (= quand on prend une image).

En fait, comme je le disais au début, si on l'en reste à cet échantillonnage là, on perd de l'info. Et on a donc par conséquent intérêt à sur-échantillonner par rapport à ce que dit le théorème de Shannon.

Voilà :-)

[adintc 22]

Oui Christian, parfaitement raison!
Moi je l'avais appris sous le nom de théorème de Nyquist.

[olivdeso 1 860]

oui d'après Shannon/Nyquist il faut échantillonner au moins, plus de 2 fois la fréquence la plus élevée contenue dans le signal.
Donc plus de 2 fois le pouvoir séparateur, à la longueur d'onde la plus courte du filtre utilisé.
Si tu utilise un filtre vert qui passe de 500 à 600nm, il faut donc faire le calcul à 500nm et pas 550nm et ajuster un coef pour faire plus de 2x le pouvoir séparateur à 500nm. la théorie dit >2 la pratique donnera la valeur qui va bien x2.5, x3...là dessus on peut faire confiance à Christian.

[jpg&mtl 57]

Beurk....
franchement, vous calculez une limite dont vous souhaitez vous trouver loin mais pas trop?

[Ce message a été modifié par jpg&mtl (Édité le 09-10-2013).]

[olivdeso 1 860]

comprends pas la remarque...évidement qu'on calcule l’échantillonnage, il faut bien avoir une idée de l’échantillonnage minimum qu'il faut pour tirer toute le pouvoir de résolution du télescope. c'est le minimum vital.

Après en pratique tu ajuste en fonctions des résultats finaux au traitement : tu augmente l'échantillonnage tant que tu vois une amélioration. La contrepartie étant l'augmentation du temps de pose implique une dégradation due à la turbu.
En pratique il y a des variables par rapport à la théorie qu'on ne maîtrise pas complètement : la réponse des filtres, du capteur, la performance du tube, les conditions atmosphériques, les logiciels de traitement... Bref pas 2 setup pareils, d'où un réglage final empirique.