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Principe d’acquisition

Principe d’acquisition

et de

prétraitement des images numériques

 

 

Rentrons tout de suite dans le vif du sujet car il existe de nombreux articles de qualité sur la compréhension de l’usage d’une camera CCD et du traitement des images. Il s’agit juste ici d’illustrer en images la chronologie du pré-traitement des images acquises au cours d’une soirée d’observation et notamment l’acquisition d’images de la comète Ikeya-Zhang.

 

Rappelons la formule de principe pour obtenir une bonne image CCD :

                           

Image pré-traitées = Image brute – Noir – offset

                                    PLU – Noir – Offset

 

image d'offsetL’offset  est  une  image de  la  plus  courte

pose possible dans le noir total.

Ici elle est de 1/100 sec. avec une CCD ST6.

L’image ci-contre est une médiane de

9 poses de 1/100 sec.

Important : la température lors de l’acquisi-

tion doit être identique à toutes celles effec-

tuées lors de l’observation.

 

 

 

 

 

Le Noir correspond ici à un temps de pose

égal à celui-ci effectué pour les poses de

l’objet qui sera photographié, ici 7 secondes.

Cette pose à lieu dans le noir le plus total : soit

obturateur  fermé soit  avec le cache présent

au bout du tube de l’instrument.. On remarque

que cette pose laisse apparaître, en plus du bruit

(petits points blancs) , les caractérisques iden-

tiques à l’image d’offset précédente. Si on veut

rester fidèle à la formule de base il faudra donc

soustraire l’image  d’offset de celle-ci.

 

  Lors de la préparation du prétraitement des images, il ne faut donc pas oublié d’effectuer

  l’opération suivante, car ce que l’on recherche est un image de noir pure sans la  présence de

  l’offset., ce qui donne :

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

  

  On obtient  l’image de noir suivante :

 

Cette opération doit être effectuée autant de fois

qu’il y a de pose de noir. Ici par exemple 9 images

on été acquises.

Ces 9 images ont été médiané car le bruit  peu

varier légèrment de manière aléatoire.

Nous avons donc maintenant , l’image d’offset et

l’image de noir que nous mettrons soigneusement

de côté en n’oubliant pas de les sauvegarder sur le

disque dur.

 

 

 

 

  Reste encore à effectuer les PLU (Plage en Lumière Uniforme) et les images de notre objet..

 

 Voici notre PLU. Ici, elle est  réalisée télescope ouvert

 sur un fond de ciel dénué d’étoile (mais on peut

le faire aussi sur un fond peu étoilé en prenant soin

de déplacer le tube de l’instrument à chaque prise

afin d’éliminer les étoiles par un traitement médian)

soit au crépuscule, soit sur des nuages bien uniformes.

La PLU doit  être faite avec la même température de

capteur utilisée pour les images d’objet.s. On remarque

ici sur cette image de 7 sec. la présence des caractéris-

tiques du Noir et de la PLU. Ces parasites seront enlevés

par soustraction du Noir et de l’offset..

 

  On a donc : PLU – Noir – Offset  ce qui donne :

 

 On remarque cette fois-ci de manière plus évidente

 la présence des tâches sur le parcours optique ainsi

que la non-uniformité du champ avec des zones plus

ou moins claires.

Ici, les 9 images de 7 secondes  acquises avec la ST6

ont été ramenées à une moyenne identique sous le

logiciel ‘Prism’ avec d’être médianées.

 

Voilà donc nos 3 images : PLU, Noir, Offset.

Ce sont ces images définitives qui vont servir dans notre

formule.

 

 Il nous manque encore l’image de l’objet.. Ci-dessous, une des 11 images de 7 secondes acquises au

cours de la soirée du 26 mars 2002.

 

Logiquement cette image laisse apparaître les défauts

de poussières, de bruit et d’offset..

Si on suit la formule nous devons donc soustraire le

Noir et l’offset de cette image et ensuite la diviser par

la PLU.

 

 

 

 

 

 

 

  Pas à pas cela donne :

 

Image brute - Noir

Images brute – Noir -Offset

 

Les seuils de l’image de droite ont été éxagérément modifiés pour bien montrer la présence des tâches

présentes sur le parcours optique. Celles-ci vont disparaître avec l’opération suivante qui consiste à

diviser cette image par l’image de PLU.

 

Images brute – Noir -Offset

 

PLU – Noir - Offset

 

 

 

 

 

/

 

Et voilà notre image prétraitée :

 

Toutefois ce cliqué représente une seule prise de vue.

Comme le capteur n’est pas uniformément sensible sur

toute sa surface, il serait prétentieux de dire que cette

Image représente la réalité.

Afin, donc de se rapprocher de cette réalité le principe

de l’imagerie CCD est de compositer plusieurs images

prétraitées de manière identique c’est-à-dire de les addi-

tioner entre elles.

 

 

 

 

Ci-dessous, une addition de 11 images prétraitées avec la méthode décrite ci-dessus.

Mais avant tout, il ne faut pas oublier que le suivit n’est  jamais parfait et donc pour pouvoir additionner les

Images il faut s’assurer que toutes sont alignées les unes par rapport aux autres. Cela en général s’effectue

par le biais d’un logiciel adapté. Ici, comme on sait que la comète se déplace par rapport aux étoiles on

aligne les images en fonction de la comète elle-même.

 

 Image composité : 11 fois 7 sec

 

La zone claire est commune à toutes les images, les

zones sombres ne le sont pas.

Afin d’éliminer ces zone sombres sans intérêt on

recadre l’image.

 

 

 

 

 

 

 

 

Et voilà, simple non ?

 

Voici donc notre image définitivement pré-traitée.

On devine des structures dans la queue de la comète.

Il faudra donc utiliser des opérations de traitement afin

de faire ressortir ces détails.

On remarque également l’amélioration de la qualité

de l’image, grâce au compositage, supérieure à celle

que l’on avait avec un seul cliché.

 

 

 

 

 

Avec un traitement logarithmique et un masque flou

(sigma 6 ;  coef. 2), les structures dans les jets comé-

taires sont mis en évidence.