Vidéo Astronomie et Visuel assisté – 2

Avant d’organiser une session de Vidéo Astronomie il convient de bien maîtriser l’ensemble des éléments mis en œuvre, entre autre le logiciel de contrôle de la caméra dans le cas où on la pilote à l’aide d’un ordinateur

La caméra peut être configurée soit manuellement, à l’aide des boutons de menu situés à l’arrière de la caméra, soit à l’aide d’un logiciel

Cet article décrit l’utilisation des boutons de menus (OSD) et l’utilisation du logiciel Miloslick MallinCam Control destiné au pilotage des caméras MallinCam
Les captures d’écran correspondent à la version 2.0 du logiciel

Utiliser le menu OSD (On Screen Display)

Pour afficher le menu en surimpression de l’image, on appuie le bouton central au moins 2 secondes

TITLE : pour spécifier un titre

SENSE UP (Sensitivity) : positionne le temps d’intégration de 2x (1/25 ième de seconde), 4x, 6x, 8x, 12x, 16x, 24x, 32x, 48x, 64x, 96x à x128 (2.56 secondes). Utilisé en observation du ciel profond.

ALC/ELC (Automatic Level Control/Electronic Level Control) : sélectionne la vitesse de l’obturateur.

Avec le mode ALC on dispose de vitesses présélectionnées utilisées pour l’observation des planètes, de la Lune et du Soleil (avec un filtre). Pour accéder à ces vitesses, presser le bouton central au moins 2 secondes.
Pour l’observation du ciel profond, ALC doit être mis à OFF.
Avec le mode ELC la vitesse peut être ajustée en continue

BLC (Black Light Compensation) : ajuste le niveau du fond ou la celle d’objets brillant. Un écran de 48 zones programmables est défini en choisissant la zone du capteur sur laquelle appliquée ce paramètre

AGC (Gain) : contrôle le gain final de la caméra.

Pour les modes LIVE et IMAGING, positionner AGC à MAN
Utiliser MAN pour l’observation des DSO. Démarrer avec le curseur en position centrale et l’ajuster pour avoir la meilleure image sur le moniteur
Pour l’observation de la Lune, des planètes et du Soleil (avec filtre), positionner AGC sur OFF, utiliser le curseur ALC/ELC pour obtenir la meilleure image
Chaque fois que AGC est ajusté, SENSE UP est réinitialisé, la caméra doit être laissée avec le réglage x128 (2.56 secondes) pendant 3 minutes tandis que la caméra complète l’intégration
Si une zone lumineuse (Amp Glow) apparaît dans le coin supérieur gauche du moniteur, AGC est trop élevé

W/B (White Balance) : ATW (Auto Trace White Balance) est recommandé pour l’observation de la plupart des DSO avec un ciel noir. Sous des cieux urbains avec pollution lumineuse Manual est recommandé, on ajuste alors RED et BLUE pour avoir la meilleure image

SYNC : ne jamais changer sa valeur

OPTION :

MASK : pour bloquer un objet brillant qui affecte le reste des objets à l’écran
POSITIVE/NEGATIVE : pour créer une image négative sur le moniteur
H REV AND V REV : pour inverser l’image horizontalement ou verticalement
FREEZE : pour figer l’image sur le moniteur
PRIORITY : doit être toujours positionné sur AGC
GAMMA : 0.45 pour les CRT et 1.0 pour les LCD
APC (ADVANCED PIXEL CONTROL) : utilisé pour améliorer les pixels horizontaux et verticaux. Quand on augmente le niveau, plus de détails apparaissent, cependant pour les objets du ciel profond on réduira ces valeurs au minimum pour réduire l’apparence chaude de l’image ainsi que les pixels chauds du capteur. Des valeurs trop élevées peuvent produire des halos et des étoiles « carrées ». Les valeurs devraient être ajustées afin de fournir l’image la plus plaisante sur le moniteur. Pour l’imagerie on les positionnera à leur valeur minimum.
Des valeurs plus élevées peuvent être utilisées pour faire ressortir des détails sur les images de la Lune et des planètes
HIGH LIGHT : en observation du Soleil avec un filtre H-Alpha, bloque la surface du Soleil pour mettre en valeur les protubérances
COLOR BAR : pour calibrer le moniteur

ZOOM : zoom digital, 16 pas de x1 à x2

MOTION DETECT : contrôle le circuit de refroidissement Peltier

Miloslick MallinCam Control

Paramétrage initial

On commence par définir la caméra utilisée, bouton [Prefs]

La fenêtre « MallinCam Control Preferences » s’affiche, onglet <General>

On précise ensuite le périphérique de capture vidéo :

Et l’entrée vidéo utilisée sur le périphérique de capture

Une image doit alors apparaître dans la zone d’affichage vidéo

Pour accorder plus d’espace à l’image vidéo on peut utiliser le MiniController

En cliquant sur le bouton [Show Details] la fenêtre permet l’ajustement d’autres paramètres

La liste déroulante permet de choisir les paramètres à modifier

Les paramètres de la caméra sont fonctions de l’objet que l’on veut visionner. « MillinCam Control » comporte un certains nombre de fichiers de paramètres correspondant à différents objets, ils sont situés dans le répertoire « C:\Users\Nom_Utilisateur\Documents\MallinCam Extras\MallinCam Settings »

Pour ouvrir un fichier de paramètres : File -> Open Settings

lunar.mc : pour la Lune
solar.mc : pour le Soleil
planetary.mc : pour les planètes
deepsky.mc : pour le ciel profond
terrestrial.mc : pour des tests la journée

Ces fichiers peuvent servir de point de départ suivant l’objet que l’on cible

Lune, Soleil et Planètes

Dans <CAMERA SETTINGS> on sélectionne « Video Mode« , la zone d’affichage vidéo est mis-à-jour à une fréquence de 25 i/s (PAL) qui facilite la mise-au-point et le positionnement dans l’image.

Le contrôle de gain (AGC) est laissé sur « Off« , permet d’affiner l’exposition uniquement avec le curseur d’exposition (Video Shutter)

Si pour certaines planètes l’exposition de 1/50 s n’est pas suffisante pour produire une image pleinement exposée, on sélectionne « SenseUp Mode » pour étendre l’exposition jusqu’à 2.56 s.

Objets du ciel profond

Si l’objet requière une exposition supérieure à 2.56 s on sélectionne « Hyper Mode » qui permet d’étendre l’exposition jusqu’à 240 s (4 min)

Une fois le temps d’exposition sélectionné, on clique le bouton [Shutter]

Ceci démarre l’intégration de l’image : les images suivantes montrent une intégration de 3 s

Une fois l’intégration complète, l’image est affichée, et une nouvelle exposition démarre

Pour arrêter l’intégration on clique de nouveau le bouton [Shutter]

Pauser la vidéo

Pendant que la caméra intègre une image de plusieurs secondes jusqu’à 4 min, la sortie vidéo se produit à 25 i/s (PAL), l’image affichée correspondant à celle de la dernière intégration.

Pendant que la caméra continue l’intégration on peut mettre en pause l’affichage de l’image on clique le bouton [Pause]

Cela peut être utile pour ajuster une image ou garder cette image fixe pendant une explication à un public

Pour redémarrer la mise-à-jour de l’affichage on clique le bouton [Resume]

Modes de capture des images

Single snapshot : quand on clique sur le bouton [Snapshot] une image est sauvegardée
Image sequence : quand on clique sur le bouton [Sequence] chaque image résultante de l’intégration est sauvegardée
Movie : quand on clique sur le bouton [Record] une vidéo est sauvegardée au format avi

Capturer une image

On est en mode « Single snapshot« , on réalise une capture de l’image affichée avec le bouton [Snapshot]

L’image sauvegardée inclut toutes les améliorations apportées, l’éventuel empilement, la soustraction d’un Dark, les filtres vidéo, graphique et texte

Pour définir l’endroit où seront sauvegardées ces images, bouton [Prefs], onglet <Photos>

On coche « Overlay » pour que texte et graphique soient sauvegardés dans l’image

Enregistrer des séquences d’images

On est en mode « Image sequence« , on réalise une séquence de capture d’images avec le bouton [Sequence]

Les images sont sauvegardées dans le répertoire défini précédemment, le nom de fichier est forcé à « Sequential with custom prefix »

Si « Frame Stacking » est activé, une image sera sauvegardée une fois que le nombre indiqué d’images à empiler sera atteint

Exemple avec un empilement de 3 images :

Image-2 = Image-1 + Intégration

Image-3 = Image-2 + Intégration

Seule Image-3 sera sauvegardée

Puis on redémarre une nouvelle intégration

Si « Rolling Average » est sélectionné la première image sauvegardée correspond à celle du premier empilement, les suivantes correspondent aux images d’intégration successives

Exemple avec un empilement de 3 images :

Image-2 = Image-1 + Intégration

Image-3 = Image-2 + Intégration

Image-4 = Image-3 + Intégration

Image-5 = Image-4 + Intégration

Image-6 = Image-5 + Intégration

Les images Image-3 à Image-6 seront sauvegardées

Enregistrer un film

On est en mode « Movie« , on réalise une vidéo avec le bouton [Record]

Pour définir l’endroit où seront sauvegardées ces vidéos, bouton [Prefs], onglet <Movies>

CAMERA SETTINGS

Exposure

Video Mode : utilisé pour l’observation terrestre, de la Lune, du Soleil et des planètes, les images sont capturées à la fréquence de 25 i/s (PAL), l’exposition est ajustée avec le curseur de vitesse entre 1/12000 s et 1/50 s
SenseUp Mode : pour des objets du ciel profond assez brillant qui peuvent être capturés avec des temps d’exposition entre 20 ms (x2) et 2.56 s (x128). Le nombre xN précise le nombre de champs qui sont intégrés avant que l’image soit disponible en sortie de la caméra. Dans le standard PAL il y a deux champs entrelacés par image, chaque champ est collecté à 50 Hz (PAL) ce qui donne 25 i/s (PAL). En sortie de la caméra les images sont toujours diffusées à la fréquence de 25 i/s (PAL), mais l’image affichée sur l’écran sera mise-à-jour moins fréquemment, elle peut alors apparaître saccadée
Hyper Mode : pour les objets du ciel profond pour des temps d’exposition entre 3 s et 240 s (4 min). Quand ce mode est activé, le buffer d’intégration est réinitialisé et il peut s’écouler jusqu’à 3 minutes pour construire une image intégrée complète

Durant ce temps un compteur décompte jusqu’à zéro, et c’est seulement à ce moment que l’on peut cliquer sur le bouton [Shutter] pour commencer la première exposition

Quand l’intégration est complète, l’image capturée est affichée, et une nouvelle exposition commence

Automatic Gain Control (AGC)

Contrôle le gain de l’amplificateur CCD de la caméra. Pour la Lune et les planètes il est recommandé de le laisser sur « Off« . En règle général il est conseillé de le maintenir à une valeur la plus basse possible puisqu’il augmente également le bruit

White Balance

Permet de s’assure qu’un objet blanc apparaisse blanc à l’image, ceci afin d’avoir les couleurs correctes

Auto Trace (ATW) : pour la plupart des objets du ciel profond
One Push (AWC) : on dirige la caméra vers un un mur blanc et on clique sur le bouton [Set]
3200°K : pour l’intérieur
5600°K : pour l’extérieur en pleine journée
Manual : pour l’observation sous des ciels avec pollution lumineuse, on recommande Red=2 et Blue=5 à ajuster

Gamma

Advanced Pixel Control (APC)

APC est utilisé pour améliorer les pixels horizontaux et verticaux. Quand on augmente le niveau, plus de détails apparaissent, cependant pour les objets du ciel profond on réduira ces valeurs au minimum pour réduire l’apparence chaude de l’image ainsi que les pixels chauds du capteur. Des valeurs trop élevées peuvent produire des halos et des étoiles « carrées ». Les valeurs devraient être ajustées afin de fournir l’image la plus plaisante sur le moniteur. Pour l’imagerie on les positionnera à leur valeur minimum

Des valeurs plus élevées peuvent être utilisées pour faire ressortir des détails sur les images de la Lune et des planètes

Highlight (Coronagraph)

Assombrit les zones brillantes de l’image, quand on regarde le Soleil à travers un filtre Hydrogene Alpha, le curseur peut être utilisé pour bloquer la surface brillante du Soleil et permette ainsi de voir les protubérances

Mask (Video Crosshairs)

Pour afficher un masque généré avec le signal vidéo : ils sont intégrés à la caméra et indépendant de ceux générés par le logiciel

Camera Output

Color Bars : affiche des barres colorés pour calibrer le moniteur
Flip : ajuste l’orientation de l’image pour être en accord avec la véritable orientation de l’objet, utilisé pour la Lune, le Soleil et les planètes
Zoom : zoom interne à la caméra

Ces effets sont internes à la caméra et affectent donc les deux sorties vidéos, même celle non reliée au PC

VIDEO DIGITIZER SETTINGS

Video Settings

Les possibilités dépendent du périphérique de capture utilisé, le bouton [Reset] positionne les valeurs par défaut, les valeurs affectent en temps réel l’image affichée sur le PC. Il est recommandé de faire les ajustements ici avant d’ajuster les autres filtres.

Ils sont désactivés quand « Frame Stacking » est activé

Frame Capture Rate

La fréquence de capture des images dépend du périphérique de capture, de la vitesse du PC et de la bande passante du port USB. On peut limiter cette fréquence si le CPU ne suit pas

FRAME STACKING SETTINGS

Frame Stacking

On peut empiler entre 2 et 20 images afin de diminuer le bruit et augmenter la dynamique, c’est l’image résultant de l’empilement qui affichée

Rolling Average : exemple d’un empilement de deux images

La première image affichée correspond à la moyenne des deux premières images capturées (dans l’exemple une image est capturée toutes les 20 s), elle s’affiche au bout de 40 s (2×20 s) la deuxième image affichée correspond à la moyenne de la première image affichée et la troisième image capturée, etc …, les images suivantes s’affichent toutes les 20 s
Aritmetic Sum : l’image affichée correspond à la somme arithmétique du nombre d’images spécifié, elle s’affiche au bout de N (nombre d’images à empiler) fois le temps d’exposition
High Dynamic Range Average : utilisable qu’en « Hyper Mode« , pour des objets ayant une dynamique élevée, il est impossible avec une seule image d’avoir des détails dans les zones très lumineuses et les zones plus faiblement lumineuses (par exemple la nébuleuse d’Orion). L’utilisation de ce mode va permettre de capturer des images avec des temps d’exposition différents (chaque image capturée aura des détails bien visibles dans une partie de l’objet), l’image affichée sera la moyenne de toutes ces images et fournira une image avec des détails sur l’ensemble de l’objet.

On précise le nombre d’images à empiler, la première image correspond à l’exposition précisée par « Exposure« , les suivantes ont leur exposition augmentée en fonction du paramètre « HDR Exposure Option« . Dessous s’affiche les différents temps d’exposition calculé par le logiciel
Correct for image shift : les images capturées sont alignées avant d’être empilées

FRAME CORRECTION SETTINGS

Dark Frame Subtraction

Permet de réalise un Dark et de le soustraire en temps réel aux images capturées suivantes. Cela va permettre de réduire l’apparence du « Amp Glow », les pixels chauds et le bruit thermique qui se produit lors des longues expositions.

Pour obtenir les meilleurs résultats possibles on suit ces étapes :

On couvre le télescope (aucune lumière ne doit parvenir à la caméra)
On sélectionne « Hyper Mode », on démarre l’intégration (une fois le délai d’attente terminé)
On attend l’affichage de la première image intégrée
On clique sur le bouton [Capture], l’image apparaît dans la zone d’affichage du Dark
Sans enlever le cache on coche la case « Enable«
Si une image non complétement noire apparaît, rapidement appuyer sur la touche [Shift] et cliquer sur le bouton [Capture] une seconde fois afin d’améliorer le Dark

[Save] sauvegarde le Dark en cours sous le nom « Dark Frame (3sec).jpg » pour une exposition de 3 s, on peut choisir un autre format de fichier

Comme le « Amp Glow », les pixels chauds et le bruit thermique varient très peu on peut créer divers Dark en fonction du temps d’exposition et charger ([Load]) celui qui correspond à l’exposition en cours

Level : ajuste le niveau de soustraction (de 50% à 200%, 100% par défaut) afin de ne pas enlever trop de détails à l’image
Scale automaticaly with exposure : ajuste automatiquement le paramètre « Level » si on modifie l’exposition en fonction de la valeur positionnée manuellement

Amp Glow Removal

C’est la zone lumineuse qui apparaît dans le coin supérieur droit, l’image ci-dessous le montre pour le capteur de la caméra utilisée pour une exposition de 180 seconde :

Ce filtre permet de soustraire la couleur de la zone définie (X, Y, Radius) et de la remplacer avec un radiant coloré qui correspond à une zone non affectée de l’image

Blur : contrôle le niveau de flou du bord de la zone
Remove : indique le niveau de soustraction, en cliquant le carré coloré on précise la couleur à enlever
Add : permet de remplir la zone avec une couleur qui correspond avec le fond du reste de l’image

Vignetting Reduction

Pour réduire les zones sombres des coins de l’image dans le cas d’une réduction excessive de la focale

Mult : affecte la manière dont le masque augmente la luminosité des coins

Hot Pixel Removal

Cet outil remplace les « hot pixels » avec une moyenne des valeurs qui l’entourent dans l’image

Les « hot pixels » apparaissent comme des points très brillant dans l’image car ils sont saturés lors d’expositions longues. A ne pas confondre avec les pixels chauds dus à la chaleur du capteur et que l’on peut supprimer avec l’image Dark

On positionne un cache sur le télescope (aucune lumière ne doit atteindre le capteur de la caméra), on sélectionne « Hyper Mode » et un temps d’exposition entre 5 et 20 secondes. Si possible on refroidit la caméra pour minimiser le nombre de pixels chauds. On démarre l’intégration une fois le délai d’attente atteint. Après que la caméra soit stabilisée on obtient ce type d’image :

Les points les plus brillant correspondent aux « hot pixels »

On clique sur [+] et on place la croix au centre du « hot pixel », puis clic-gauche

Une entrée s’ajoute dans la liste, une cible est affichée sur le « hot pixel »

Le bouton [-] supprime l’entrée sélectionnée dans la liste

Exemple d’une liste de « hot pixels »

Size : région de l’image qui sera remplacée
Bouton [Auto] : détecte automatiquement les « hot pixels », le curseur « Level » détermine le niveau de détection, les pixels plus sombres que le % indiqué ne sont pas analysés, plus la valeur est basse plus le nombre de « hot pixels » détectés sera élevés. On démarre l’intégration une fois le délai d’attente atteint puis on clique sur [Auto]

Une fois les « hot pixels » définis, on coche « Enable » pour faire agir le filtre sur l’image

Les « hot pixels » étant relativement stable on peut sauvegarder la liste pour l’utiliser par la suite si nécessaire

FILTER SETTINGS

Histogram

Permet d’améliorer l’apparence d’une nébuleuse, d’une galaxie, … en agissant sur les niveaux

Clic-droit sur le bouton [Auto] permet de sélectionner le type d’objet de l’image et d’indiquer comment se fera l’ajustement quand on cliquera sur le bouton [Auto]

Miscelaneous

Warp Sharp : peut mettre en valeur des détails supplémentaires
Mean Removal : agit plus fortement que « Warp Sharp«
Edge Detect : détecte les bords de l’image, laisse une image noire avec des bords colorés
Digital Smoothing : adoucit l’image

VIDEO OVERLAY SETTINGS

Graphic Overlay

Affiche un réticule sur l’image parmi ceux-ci

Text Overlay

Time Stamp : date et heure de l’image
Camera information : modèle de caméra et type de capteur
Exposure settings : paramètres d’exposition et caméra
- Compact : [SenseUp|Exposure|AGC Setting|White Balance|Zoom|APC Setting (H&V)|Gamma]
- Static :
- Live :
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