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Capture des images de calibration

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En imagerie astronomique on a besoin de réaliser des images spécifiques nécessaires pour corriger les images Light (les brutes) de certains éléments parasites propres à l’imagerie astronomique

  • Images Bias : elles permettent de supprimer le signal de lecture du capteur lors du transfert de l’image
  • Images Dark : elles permettent de supprimer le signal thermique du à l’échauffement du capteur
  • Images Flat : elles permettent de supprimer les poussières présentes sur le capteur, de corriger le vignettage ainsi que la non uniformité de la sensibilité des photosites du capteur
  • Images DarkFlat : pas toujours utilisé, mais si le temps d’exposition d’une image Flat est suffisamment long pour générer du bruit thermique il est alors nécessaire de réaliser des images Dark correspondant aux images Flat

Rappel sur l’utilisation des images de calibration

A partir de chaque groupe d’images de calibration on crée un Master correspondant : Master Bias, Master Dark, Master Flat et éventuellement un Master DarkFlat.

Le Master Bias est obtenu par la formule :

Calibration_1

Le Master Dark est obtenu par la formule :

Calibration_2

L’éventuel Master DarkFlat est obtenu par la formule :

Calibration_3

Le Master Flat est obtenu par la formule :

Calibration_4

Les images de calibration permettent de supprimer au mieux divers signaux parasites de chaque image Light (brute), et permettent d’obtenir l’image Light finale avant traitement suivant la formule

Calibration_5

C’est la formule la plus complète

Dans certains cas on peut avoir des formules plus simples : par exemple si on utilise une caméra régulée en température, utilisée à une température très basse qui fait que le signal de lecture (Bias) devient négligeable, il peut alors être plus adéquate de ne pas utiliser d’images Bias, car il ne faut pas oublier que tout traitement d’images introduit un bruit de traitement, aussi moins on traite d’images plus ce bruit sera minimisé, le tout est d’évaluer quand ce bruit devient prépondérant face au Bias

On peut aussi créer un Master Dark sans enlever le Bias, la dernière formule devenant alors

Calibration_6

Le Master Dark contient alors également le signal de lecture (Bias)

A chacun à faire ses essais et choisir les traitements qui conviennent le mieux en fonction du matériel possédé

Ces formules sont la manière de visualiser les opérations réalisées par le logiciel de traitement de nos images, voir l’article Image numérique astronomique pour plus de détails sur les divers signaux et bruits qui composent une image numérique astronomique

Capture des images Bias

Il s’agit de capturer une image représentative du courant de lecture présent dans chaque image Light, Dark, DarkFlat et Flat.

Paramètres de capture :

  • Objectif  : avec une caméra possédant un obturateur il suffit de le laisser fermé, sinon l’objectif doit être couvert, aucun signal d’objet à photographier ne doit parvenir au capteur
  • Temps d’exposition : le plus court possible, pour ne produire aucun signal thermique
  • ISO (APN) : comme pour les Lights
  • Binning (CCD) : le même que pour les images Light
  • Température : pas d’influence, mais on peut garder la même température que les Light
  • Quand : n’importe quand, puisqu’il s’agit de déterminer le bruit de lecture, on peut donc les réaliser de jour
  • Combien : au moins le double que d’images Light (voir le paragraphe « Nombre d’images à capturer »), mais comme la capture est très rapide pourquoi ne pas envisager d’en faire 100 ou même 200 afin d’obtenir le meilleur Master Bias possible

On peut envisager de créer une bibliothèque de Master Bias à différent binning et si on est un peu tatillon à différentes températures

Capture des images Dark

Il s’agit de capturer une image représentative du signal thermique présent dans chaque image Light, elle contient aussi le Bias

Paramètres de capture :

  • Objectif : avec une caméra possédant un obturateur il suffit de le laisser fermé, sinon l’objectif doit être couvert, aucun signal d’objet à photographier ne doit parvenir au capteur
  • Temps d’exposition : le même que celui des images Light
  • ISO (APN) : la même que les images Light
  • Binning (CCD) : le même que pour les images Light
  • Température : la même que les images Light, c’est une des difficultés dans le cas de l’utilisation d’un APN, le problème étant plus facile à résoudre avec une caméra régulée en température, on peut alors se créer une bibliothèque de Dark à différentes températures et différents temps d’exposition
  • Quand : avec une caméra régulée en température n’importe quand, avec un APN après chaque image Light
  • Combien : au moins le double que d’images Light (voir le paragraphe « Nombre d’images à capturer »)

Il peut être intéressant de se constituer une bibliothèque de Master Dark avec les paramètres suivant :

  • Même temps d’exposition
  • Même température
  • Même binning

Les pixels chauds pouvant varier dans le temps, il est bon de refaire sa bibliothèque tous les six mois

Capture des images Flat

Il s’agit de capturer une image représentative de défauts et éléments parasites présents dans chaque image Light : poussières, vignettage, non uniformité de la sensibilité des photosites

Appelée aussi PLU (Plage de Lumière Uniforme) une image Flat est réalisée en photographiant une zone uniformément éclairée dans les mêmes conditions que celles des captures des images Light : l’équipement ne doit pas avoir été démonté, ni déplacé, avec la même mise au point

Paramètres de capture :

  • Objectif : recouvert d’une boîte à Flat ou d’un écran à flat, on peut intercaler des feuilles de papier Canson blanches si la luminosité est trop forte
  • Temps d’exposition : le plus court possible (mais pas trop pour éviter l’apparition de lignes horizontales, 1/30 semble un minimum), de façon à ce que l’histogramme soit situé entre la moitié et les 3/4 de la zone, il ne faut ni saturer ni sous-exposer l’image (il faut vérifier aussi sur les trois couleurs RVB). La saturation du Flat doit être entre 35% et 50% (en 8 bits : entre 90 et 128, en 12 bits : entre 1433 et 2048, en 16 bits : entre 22938 et 32768), en 16 bits le pixel moyen autour de 20000, on peut la vérifier avec le logiciel astronomique ou avec Photoshop par exemple : on vérifie dans les zones les plus claires
  • Calibration_7
  • ISO (APN) : à priori la même que les images Light, mais ce n’est pas une obligation, on peut la diminuer pour éviter une exposition trop courte
  • Binning (CCD) : le même que les images Light
  • Température : à priori pas d’influence si l’exposition est courte (inférieure à 5 sec), sinon à la même température que les Light, il faudra alors réaliser des images DarkFlat
  • Quand : à la fin de la session de capture des images Light
  • Combien : au moins le double que d’images Light (voir le paragraphe « Nombre d’images à capturer »)

Ne pas oublier que l’image Flat capturée correspond à une combinaison de filtres utilisés, si on réalise par exemple une session de capture LRGB il faudra réaliser une image Flat pour chaque filtre

Capture des images DarkFlat

Il s’agit de capturer une image représentative du signal thermique présent dans chaque image Flat, elle contient aussi le Bias, nécessaire uniquement dans le cas où l’exposition des images Flat est supérieure à 5 sec

Paramètres de capture :

  • Objectif : avec une caméra possédant un obturateur il suffit de le laisser fermé, sinon l’objectif doit être couvert, aucun signal d’objet à photographier ne doit parvenir au capteur
  • Temps d’exposition : le même que celui des images Flat
  • ISO (APN) : la même que les images Flat
  • Binning (CCD) : le même que pour les images Flat
  • Température : la même que les images Flat, c’est une des difficultés dans le cas de l’utilisation d’un APN, le problème étant plus facile à résoudre avec une caméra régulée en température, on peut alors se créer une bibliothèque de DarkFlat à différentes températures et différents temps d’exposition
  • Quand : avec une caméra régulée en température n’importe quand, avec un APN après chaque image Flat
  • Combien : au moins le double que d’images Flat (voir le paragraphe « Nombre d’images à capturer »)

Il peut être intéressant de se constituer une bibliothèque de Master DarkFlat avec les paramètres suivant :

  • Même temps d’exposition
  • Même température
  • Même binning

Les pixels chauds pouvant varier dans le temps, il est bon de refaire sa bibliothèque tous les six mois

Nombre d’images à capturer

Le nombre d’images à capturer est un sujet qui n’a pas de réponse définitive, presque chaque astrophotographe à sa solution

Ce nombre à priori va dépendre de nombreux facteurs :

  • Le niveau de bruit du fond du ciel
  • La sensibilité de la caméra
  • Le bruit de lecture de la caméra
  • De la température du capteur

Au final des tests peuvent s’avérer utiles

Il existent des outils qui aident et peuvent servir de base de départ :

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