Imagix est un logiciel écrit par Stéphane Dumont pour Mac OS X. Il permet un traitement d'image rigoureux et reproductible pour les images CCD et APN. Nous ne nous intéressons dans ce tutoriel qu'au traitement des images LRVB obtenues par une SBIG ST-10.
Nous prenons comme exemple les images de M57 réalisées par S.
Dumont avec sa ST-10. Nous disposons, en format eicf (format Fits
compressé sans pertes utilisé par Equinox Image)
:
- images filtre L, 180 sec, bin x2 : 26
- images filtre B, 300 sec, bin x2 : 4
- images filtre G, 300 sec, bin x2 : 4
- images filtre R, 300 sec, bin x2 : 5
- PLU filtre L, 1 sec : 7
- PLU filtre G, 2 sec : 7
- PLU filtre B, 3 sec : 7
- PLU filtre R, 7 sec : 7
Les images thermiques correspondent aux temps de pose utilisés
ci-dessus :
- Images Thermiques 1 sec : 5
- Images Thermiques 2 sec : 5
- Images Thermiques 3 sec : 5
- Images Thermiques 7 sec : 5
- Images Thermiques 180 sec : 9
- Images Thermiques 300 sec : 7
Il peut être utile commencer par visualiser plusieurs images de même
nature, pour cela :
- Sélectionner les images (Edition->Sélectionner des images... et
les cocher toutes, mémoriser)
- Choisir une image. Noter que pour l'image active, les boutons
Fermer-Réduire- Agrandir sont en couleur
- Dans Visualisation->Luminosité et contraste, choisir un seuil bas
et une dynamique de visualisation, on peut également cocher ajustement
selon l'histogramme et Adopter.
- En tenant la touche Ctrl enfoncée tout en cliquant sur Modifier, on
applique le même réglage de visualisation à toutes les images
sélectionnées
- On peut faire un affichage alterné deux à deux avec
Visualisation->Affichage alterné, on peut jouer sur la vitesse avec
Shift+flèche gauche ou droite.
- On peut aussi afficher en plein écran par Visualisation->Affichage
plein écran, avec ou sans affichage du nom de l'image (réglable dans
Préférences->Affichage) et passer d'une image à la suivante ou à la
précédente avec les touches flèches du clavier.
- On peut lire les valeurs des pixels en affichant la palette
(Image->Palette) et en sélectionnant son onglet de gauche (XY RVB) :
sont indiquées les coordonnées XY du pixel lu, une fraction donnant en
numérateur la valeur réelle sur 16 bits, en dénominateur la valeur de
visualisation sur 8 bits, et enfin les valeurs de visualisation RVB sur
8 bits (pour les images monochromes, R=V=B mais seulement si la table
des couelurs est une table de gris).
Ouvrir dans Imagix tous les images thermiques ayant un temps de pose
identique
(avec Ficher->Ouvrir... ou toute autre méthode habituelle avec OS
X).
Faire Traitement->Compositer... et cocher les images (ou cliquer sur
Toutes les images pour toutes les sélectionner).
Vérifier qu'aucune correction n'est apportée, c'est-à-dire qu'on a
rotation, translations et coefficient additif à zéro, grandissement et
coefficient multiplicatif à 1. Dans Calculer pour chacun des pixels de
l'image, sélectionner la médiane des valeurs et Interpolation
bilinéaire. Ici, le Nombre minimal de valeurs doit être égal au nombre
d'image sélectionnées.
Cliquer sur Compositer.
Lire le Compte rendu de compositage, en particulier la contribution de
chaque image (à la fin) : les pourcentages doivent être raisonnablement
proches les uns des autres et sans tendance claire (par exemple une
augmentation continue). Fermer le Compte rendu.
On peut éventuellement renommer l'image produite : Edition->Renommer
l'image
Sauver l'image dans un répertoire dédié avec un nom évocateur
(Fichier->Enregistrer sous...)
Fermer toutes les images (Fichier->Fermer toutes les images).
Répéter le processus pour chaque série de images thermiques. On
dispose donc d'une image thermique maître pour chaque temps de pose
utilisé (6 dans cet exemple, car le temps de pose est le même pour R,
V, B).
Ouvrir les PLU (plages de lumière uniforme) d'une série et l'image
thermique maître correspondant (de même temps de pose).
Ouvrir Traitement->Prétraitement. Dans l'onglet Images brutes,
cocher tous les PLU. Dans l'onglet Image thermique et PLU, cocher
Soustraction d'une image thermique, et choisir l'image thermique maître
dans le
menu déroulant. Décocher Soustraction adaptative. Ne pas toucher
aux autres onglets. Cliquer sur Prétraiter : on retire ainsi l'image
thermique
maître à tous les PLU individuels. Noter que le traitement est fait
"sur place" : aucune nouvell'image n'est ouverte, les fichiers
originaux sur le disque ne sont pas modifiés.
On peut fermer l'image thermique maître.
Avant de faire la médiane, il faut ajuster les valeurs de façon à ce
que les images aient des niveaux comparables. Pour cela :
- choisir une image (par exemple au milieu de la série)
- Aller dans Traitements->Mesures->Type de mesure et sélectionner
Mesure de valeur moyenne.
- sélectionner une zone en faisant glisser la souris tout en cliquant
(pour une zone rectangulaire), en appuyant simultanément sur shift
(pour une zone elliptique). Une série de shift-clics permet de définir
une zone polygonale (double-cliquer pour fermer). Mémoriser la zone
(Traitement->Mesure->Mémoriser une mesure, ou Pomme-M).
- faire ainsi plusieurs sélections (jusqu'à 10) réparties sur l'image,
en couvrant de façon à peu près homogène l'ensemble des plages de
valeurs (des plus sombres au plus claires).
- Ouvrir Traitements->Comparer des images. Sélectionner Comparaison
des images du point de vue de leurs valeurs. Décocher Rotation et
Grandissement. Cliquer sur Tout déduire.
- Ouvrir Traitements->Corrections mémorisées et aller dans
Graphiques->Valeurs. Le menu déroulant permet d'accéder aux
coefficients multiplicatif et additif appliqués, ainsi qu'au R2, pour
chaque image numérotées. Les valeurs doivent être proches
respectivement de 1, 0 (c'est-à-dire petit comparé à la valeur
moyenne), 1 (en tout cas, au moins 0,98 ou 0,99) et sans tendance.
Ouvrir Traitements->Compositer : noter que les coefficients
multiplicatifs et additifs trouvés à l'étape précédente ont été mis à
jour. Faire la médiane en interpolation bilinéaire. Les contributions
doivent être très proches les unes des autres ! Sauver le résultat et
fermer toutes les
images.
Répéter le processus pour chaque famille de PLU. On obtient ainsi
quatre PLU L, R, V, B
Les PLU peuvent présenter une dynamique trop élevée (ou trop faible),
ce qui
occasionne une surcorrection (ou sous-correction, surtout s'il s'agit
de PLU artificielles). Dans cette étape, nous allons ajuster
la dynamique. Insistons sur le fait que la qualité du PLU et de sa
correction est essentielle pour la détectivité des objets les plus
faibles.
On peut ajuster la PLU d'une couche donnée en moyennant toutes
les images prises dans cette couche sans les aligner. Pour ce faire :
- ouvrir toutes les images d'une couche donnée, l'image thermique
maître correspondant
- dans Traitements->Prétraitement, sélectionner toutes les images
sauf l'image thermique dans le premier onlget. Dans le deuxième onglet,
cocher
Soustraction d'une image thermique, sélectionner l'image thermique
maître, cocher
soustraction adaptative (la valeur par défaut de la marge de sécurité
peut être laissée telle quelle). Dans le compte-rendu, vérifier que la
valeur de l'ajustement est proche de 1, avec une bonne qualité
d'ajustement. Ces images prétaitées par soustraction de l'image
thermique peuvent être sauvegardées pour une réutilisation ultérieure
- Faire Traitements->Compositer en choisissant la moyenne (et non la
médiane). Fermer toutes les images sauf le résultat produit.
- ouvrir la PLU maître correspondant
- Aller dans Traitements->Division pour diviser l'image par la PLU,
cocher Créer une nouvell'image.
- Dans Visualisation->Luminosité et contraste, imposer une dynamique
assez faible et des seuils permettant de bien visualiser le fond de
ciel (s'aider de la
palette pour trouver la valeur moyenne de celui-ci).
- Les restes de poussières (généralement en forme d'anneau) et autres
défauts que le
PLU a surcorrigés (ou sous-corrigés) apparaissent. Attention à ne pas
confondre avec des
détails réels, comme l'extension de M57 !
- Sur la PLU, faire Traitement->Ajustement des
valeurs->Ajustement linéaire, et essayer des valeurs de coefficient
additif (positif) et multiplicatif (inférieur à 1), pour réduire la
dynamique sans dépasser la valeur 65535. Fondamentalement, pour
corriger une surcorrection, choisir un coefficient additif positif, en
essayant grosso modo tous les 5000 ou 10000 (autrement dit 5000, 10000,
20000 voire plus si nécessaire; n'utiliser un coefficient multiplicatif
inférieur à 1 que si le coefficient additif élevé conduit à des vaelurs
au-delà de 65535.
- Diviser l'image alignée avec ce nouveau PLU, regarder le résultat
avec les mêmes réglages de visualisation que précédemment, les restes
de poussières doivent être moins marqués (idéalement : ni trop clairs
ni trop foncés par rapport au fond alentour.
- Recommencer jusqu'à obtenir une très bonne correction et sauver la
PLU ajusté obtenu avec un nom évocateur.
Le processus doit être mené pour les quatre couches L, R, V, B
On commence par prétraiter les images. Pour cela :
- ouvrir les images d'un filtre donné, ainsi que l'image thermique
maître et la PLU ajusté correspondant
- Sélectionner les images dans Traitements->Prétraitement.
Soustraire l'image thermique avec soustraction adaptative (sauf si on a
choisi d'utiliser les images soustraites réalisées lors de l'étape
précédente), et cocher
division par une plage de lumière uniforme (s'assurer que l'image
thermique
maître et la PLU ajusté sont sélectionnés dans leurs champs respectifs
!). Dans l'onglet Géométrie, on peut appliquer des roations et ou des
symétries (cela peut être fait aussi ultérieurement sur l'image
finale). Lancer le traitement.
- Fermer l'image thermique et la PLU
L'alignement se fait comme suit :
- Dans Traitements->Mesure->Type de mesure, sélectionner mesure
ponctuelle
- Sur une image en milieu de série, sélectionner jusqu'à 10 étoiles de
référence, bien réparties en double-cliquant dessus. On évitera les
étoiles doubles ou trop
grosses, en préférant les étoiles faibles (mais pas trop). Surtout il
faut que
toutes les étoiles sélectionnées figurent sur toutes les images. La
première étoile de référence doit être choisie si possible vers le
centre de l'image, et toutes les autres doivent être si possible
réparties en périphérie afin d'obtenir une meilleure précision sur le
rotation de champ de chaque image.
- Dans Traitements->Comparer les images... sélectionner Comparaison
des images du point de vue de leurs positions, cocher rotation et
grandissement. Tout déduire. La ligne concernant les corrections en
valeurs, avec le R2, n'est pas significative (elle est d'ailleurs
grisée).
- Dans Traitements->Corrections mémorisées->Graphiques, regarder
les corrections en grandissement et rotation (aucune correction de
valeur n'ayant été effectuée, le dernier onglet ne contient aucune
donnée utile).
Ensuite, on ajuste les valeurs comme pour les PLU (prendre la même
image de référence que pour les positions c'est-à-dire la même image de
référence que pour les mesures ponctuelles). Les zones de mesure
doivent couvrir les différents
niveaux de lumière de l'image (le fond de ciel, l'objet), surtout les
valeurs sombres et intermédiaires, en évitant les éventuelles zones
surexposées. Lors de la définition de la zone de mesure, éviter
absolument de couper une étoile en deux.
A noter que l'inclusion de nombreuses ou larges zones de pixels chauds
peut fausser l'évaluation peut fausser l'évaluation, il faut donc
éviter d'en inclure
dans les zones de mesure. Il est aussi possible de les éliminer, pour
cela :
- faire une sélection autour des pixels à corriger
- Dans Traitements->Retouche->Sélectionner des pixels, cocher
"valeur supérieure à" et donner une valeur approprié. Cela met les
pixels
chauds à zéro
- Dans Traitements->Retouche->Retoucher les pixels indéfinis,
cocher "interpolée d'après celles des pixels voisins", et cliquer sur
retoucher.
On peut finalement lancer le compositage avec
Traitements->Compositer (par médiane). Noter que les corrections à
apporter ont
été mises à jour. Le nombre minimal de valeurs à prendre en compte
peut être pris à N ou N-1, si N est le nombre d'images à compositer.
Sauvegarder le résultat, et répéter le processus pour chaque filtre. On
obtient les couches L, R, V et B.
On commence par comparer les positions entre L (référence), R, V, B
comme on l'a fait à l'étape précédente pour préparer l'alignement des
images :
- Si la luminance est en binning 1 et les couches couleur en binning 2,
on commence par redimensionner les couches couleurs d'un facteur 2 avec
Traitements->Transformations géométriques->Redimensioner.
- Dans Traitements->Mesure->Type de mesure, sélectionner mesure
ponctuelle
- Sélectionner jusqu'à dix étoiles sur L. Attention, les étoiles ne
doivent pas être trop faibles dans aucune des couches.
- Dans Traitements->Comparer les images... sélectionner Comparaison
des images du point de vue de leurs positions, cocher rotation et
grandissement. Tout déduire.
- Pour chaque couche R, V, B, faire Traitements->Transformations
géométriques->Transformation géométrique combinée et utiliser les
valeurs mémorisées (qui doivent s'afficher par défaut dans les cases).
Il faut ensuite obtenir des couches de mêmes dimensions. Noter d'abord
les dimensions qui s'affichent en haut à gauche de la fenêtre. En
faisant Visualisation->Table des couleurs->Valeurs réservées,
on affiche dans une couleur spéciale (réglable dans les
préférences) les pixels à zéro : on peut ignorer ou corriger par
retouche ceux qui sont isolés. Sélectionner sur la couche L une zone
rectangulaire qui soit commune sur les quatre couches et sans pixel à 0
(on peut s'aider de la visualisation alternée). Définir L comme l'image
de référence en faisant Edition->Définir l'image comme image de
référence et recopier la sélection sur les couches R, V, B en faisant
pour chacune d'elle Edition->Définir la zone de sélection
équivalente. On recadre ensuite les quatre images avec
Traitements->Transformations géométriques->Recadrer.
On peut à ce stade assembler les couleurs : Traitements->Assemblage
des couleurs, mode LRVB, mais la balance n'étant pas encore effectuée,
il ne s'agit que d'une première approche.
Les couches L, R, V, B sont définies sur 16 bits. Cependant,
l'équilibrage des couleurs se fait sur l'échelle de visualisation,
c'est-à-dire 8 bits. En d'autres termes, la balance des couleurs est
modifiée lorsque l'on touche aux seuils et à la dynamique de
visualisation, que l'on va fixer ici.
Il faut d'abord disposer de coefficients de balance propres à chaque
combinaison filtre+ccd. Le coefficient de référence (le rouge par
exemple) vaut 1.
Pour des filtres de type "true color" (et en supposant que les temps de
pose unitaire dans chaque filtre de couleur soient égaux) les
coefficients sont proches de 1. Ils doivent être déterminés
expérimentalement, par exemple en utilisant une étoile de spectre
solaire (G2V). Le coefficient de L, non directement comparable, vaut 1
par définition.
On fixe la dynamique de L (par exemple avec son histogramme). Les
dynamiques des autres couches se déduisent par multiplication avec le
coefficient. Par la suite, imposer ces dynamiques.
Pour chaque couche, on sélectionne toute l'image, et on trouve la
valeur du fond avec la palette (cinquième onglet, min/max).
Pour chaque couche, prendre un seuil bas tel que la valeur
de visualisation du fond soit environ de 14..
Ne pas toucher aux réglages de visualisation définis à l'étape
précédente.
Cette étape n'est utile que pour produire une image esthétique, et à
proscrire pour des résultats scientifiques (photométrie par exemple).
Il s'agit principalement d'adapter la dynamique pour faire ressortir
les détails d'intérêt. Il convient de garder la main légère.
Un ajustement des valeurs par fonction logarithmique permet de faire
ressortir les objets les plus faibles, au détriment de la résolution
globale. Par exemple, sur l'image de M57, on peut ainsi mettre en
évidence les galaxies de champ, les extensions de M57, les nuages de
gaz diffus. Sur la couche L seulement, faire Traitements->Ajustement
des valeurs->Ajustement logarithmique. Le graphique montre en rouge
les anciennes valeurs (en ordonnées) en fonction des nouvelles (en
abscisse), la première bissectrice en blanc servant de référence (elle
correspond à l'absence d'ajustement). La première valeur d'ajustement
doit correspondre au fond de ciel. Les objets dont la luminosité est
comprise entre les deux valeurs d'ajustement voient leur valeur
augmenter (les objets faibles que l'on veut faire ressortir), ceux dont
la luminosité est supérieure sont comprimés. Essayer différentes
valeurs jusqu'au résultat désiré. Normalement, la valeur de fond ne
doit pas changer.
La résolution peut être améliorée sur la luminance seulement en
appliquant un algorithme de déconvolution (à base de masque flou).
Aller dans Traitements->Ajustement de valeurs->Convolution ou
déconvolution, cocher appliquer une déconvolution. L'algorithme est
d'autant plus agressif que la largeur (a priori de l'ordre de la fwhm
en pixel) et l'intensité sont grandes, il convient d'éviter les
artefacts (étoiles avec rebonds notamment). Le problème peut être
atténué en cochant "atténuation des artefacts" et "déconvolution
progressive", les valeurs à choisir correspondant respectivement aux
lumières moyennes (en-dessous desquelles le traitement augmenterait
inutilement le bruit) et haute (au-delà de laquelle le traitement peut
s'appliquer pleinement).
Enfin, il peut s'avérer utile d'atténuer les hautes valeurs pour éviter
de saturer des
parties intéressantes, notamment les noyaux de galaxies. Avec la couche
de luminance, faire Traitements->Ajustement des
valeurs->Atténuation des hautes valeurs. Les valeurs par défaut
marchent généralement (elles correspondent à la valeur du fond et à la
valeur supérieure de visualisation). Appliquer la même atténuation à R,
V, B.
On peut alors faire l'assemblage des couleurs en mode LRVB :
Traitements->Assemblage de couleurs. Si on fait une sélection sur
une zone de ciel, la palette doit renvoyer comme valeurs moyennes
R=V=B=14.
Certaines étoiles peuvent présenter un effet d'éblouissement
(blooming). Pour le corriger, on procède ainsi pour chaque étoile
affectée :
- on sélectionne une zone soigneusement centrée sur l'étoile
- on recadre dans une nouvelle image
- dans cette nouvelle image, ouvrir
Traitements->Retouche->Corriger l'effet d'éblouissement
- le paramètre le plus important est l'écart (de l'ordre de 8%). Doser
pour avoir des étoiles bien rondes, éventuellement en plusieurs passes.
- Faire Traitements->Remplacer les valeurs pour modifier l'image
initiale.
La saturation des couleurs s'effectue par Traitements->Saturation
des couleurs. Il est possible de moduler la saturation selon la
luminance, ce qui permet de la réduire pour les zones de basse lumière
(la saturation augmenterait le bruit), et l'augmenter pour les lumières
moyennes. Les courbes peuvent être ajustées par leurs valeurs (en
partie gauche du dialogue) ou via le graphique (en partie droite du
dialogue) en traînant les petits carrés vers le haut ou le bas). Des
fichiers correspondant à des courbes de saturation peuvent être
exportés et ultérieurement importés.
Enregistrer l'image. L'exportation en 3 fois 8 bits suffit généralement
pour d'éventuelles finitions sous Photoshop ou autre.