Pré traitements des images Deep sky avec le logiciel MaxIm

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Marc JOUSSET http : www.astrosurf.com/jousset

Utilisation de MaxIm DL dans les prétraitements

©Marc JOUSSET -2011 2 /65

Sommaire : 1. Paramétrage de la Calibration.................................................................................. 3

2. Charger les images à traiter ................................................................................... 10

3. Prétraiter les images............................................................................................... 14

4. Correction des pixels deviants................................................................................ 17

5. Alignement des images .......................................................................................... 19

6. Empilage des images ............................................................................................. 22

7. Traitement des images R, G et B ........................................................................... 26

8. Calage des images RGB avec la luminance .......................................................... 33

9. Corrections des images L et RGB .......................................................................... 40

10. Enregistrement des images RGB et L pour Photoshop.......................................... 55

11. Traitement ddp sous MaxIm DL ............................................................................. 60 Nota : ce fascicule est valable pour les versions 4.x d e MaxImDL. Les versions 5.x offrent sensiblement les mêmes fonctionnalités et la démarc he reste la même… IMPORTANT : Avant toute opération sur les images, on prendra soin de faire une copie de sauvegarde des fichiers originaux.



1. PARAMETRAGE DE LA CALIBRATION Onglet : Process/Set Calibration Cet onglet permet de préparer les groupes bias, dark et flat pour le prétraitement des images brutes. Dans un premier temps, il faut nettoyer la fenêtre en cliquant sur Clear All Groups et décocher les opérateurs Calibrate Bias, Calibrate Dark, etc… Cela permet d’éviter des confusions ou mélanges avec d’anciens prétraitements.

Quand cette fenêtre est vide, on peut sélectionner les groupes qui nous intéresseront pour notre prétraitement



On commence par sélectionner un groupe, par exemple BIAS puis on valide son choix avec Add Group. La ligne BIAS apparait dans la fenêtre :

MaxIm DL sait donc qu’il aura un BIAS à potentiellement calculer. On va Ensuite chercher avec la commande Add les fichiers correspondant au groupe BIAS. Pour activer la commande Add, il faut que la ligne BIAS soit activée par un simple clic dessus. Elle est alors surlignée en bleu.



Sélectionner les fichiers Bias et valider par ouvrir.

Le groupe Bias est désormais prêt pour le prétraitement.



On fait la même chose pour créer un groupe DARK et FLAT.

On contrôle que les groupes correspondent bien à l’image que l’on va prétraiter : durée de pose ou Duration (ici 600s pour les darks), binning (içi 1x1), température ou Setpoint (ici -20°C). Count donne le nombre d’images pour chaque ligne (ici, 10 bias, 9 darks et 8 offsets). Le fait de cocher Show File Name Only permet de ne visualiser que le nom du fichier et non l’ensemble de l’arborescence du répertoire.

On remarque que chaque group est coché



Cela signifie que l’on demande à MaxIm DL de calculer (mais pas d’appliquer) un BIAS, un DARK et un OFFSET. Il est possible de décocher en cliquant sur le signet, MaxIm DL ne calculera pas le groupe correspondant.

Dans l’exemple, le groupe BIAS, non coché, ne sera pas calculé. Pour les groupes cochés (qui vont donc être calculés), il faut définir quel type de calcul va être appliqué sur le lot de fichiers correspondant. Cela est choisi dans la fenêtre Combine Type.

Il est proposé les calculs suivants : Average, Median, Sigma Clip et SD Mask. Les calculs Sigma Clip et SD Mask doivent être paramétrés en cliquant sur Settings. Average (moyenne) et Median (médiane) ne propose bien sûr aucun réglage. Réglage du Sigma Clip :

Sigma Factor : nombre d’écarts type (σ) pris pour la rejection de pixels « déviants ». Exemple : 3 signifie que les pixels au-delà de 3σ ne seront par pris pour le calcul de la moyenne. Autrement dit, 3σ , c’est 99,8% des pixels autour de la moyenne initiale qui sont conservés. Une nouvelle moyenne de la pile est calculée sans les 0,2% de pixels déviants. La valeur de la nouvelle moyenne sera affectée au pixel de sortie. Normalization : il faut comparer des niveaux équivalents pour ne pas fausser les calculs précédents (σ). Il est donc offert la possibilité de normaliser les images, c’est à dire de ramener les niveaux de fond de chaque image à une valeur similaire.



L’onglet Normalization offre None (pas de normalisation), Linear ou Delta-level. Avec Linear, MaxIm DL ajuste l’offset et l’amplification. Pour Delta-level, seul l’offset (background) entre chaque image est corrigé. Normalization area : c’est le% de l’image pris en compte pour le calcul de la normalisation. Une valeur de 50 à 75% est correcte pour éviter de prendre en considération les problème récurrents en bord d’image. Ignore pixels over : seuil haut. Les pixels au-delà d’une valeur rentrée ne sont pas pris en compte dans les calculs. Exemple 65000 : un pixel déviant à 65001 n’est pas pris en compte. Il vaut mieux laisser décochée cette fonction. Ignore black pixels : les pixels morts et de valeur nulle ne sont pas pris en compte. Laissé cochée cette fonction. Réglage du SD Mask :

Le SD Mask offre une possibilité d’optimiser le RSB par une rejection des pixels déviants innovante et itérative (number of passes). Tout comme la méthode Sigma Clip, le soft calcul en premier lieu une moyenne et un écart-type mais aussi une médiane de la pile de pixel. Pour un pixel d’entrée compris dans le sigma factor (0,5 est une bonne base de départ), la moyenne est affectée au pixel de sortie. Au-delà du sigma factor, c’est la valeur médiane et non la moyenne de la pile qui est affectée au pixel de sortie. Le procédé est itératif et le nombre de passes est rentré dans Number of passes. Une valeur de 1 ou 2 est généralement suffisante. Les autres paramètres sont identiques au Sigma Clip. Si l’on coche Apply to All, le calcul est appliqué à tous les groupes (BIAS, DARK et OFFSET).



Si non coché, on peut calculer un BIAS en sélectionnant MEDIAN, calculer le DARK avec un SD-Mask, etc… Pour les opérations de dark, Maxim Dl offre options de correction du dark. Il est ainsi possible de corriger ou non en fonction des différences de températures ou de temps d’exposition entre images et dark. Par exemple, si une image L est faite à une température de -20°C et que l’on dispose de dark faits à -30°C, MaxIm DL appliquera un coefficient multiplicateur selon le ratio des températures.

On peut choisir les options suivantes :

• None : aucune correction. • Auto-scale : correction auto selon le temps d’exposition • Auto-optimize : correction auto selon le temps d’exposition et/ou température • Manual : le facteur de correction est rentré manuellement…

Ca y est tout les groupes sont préparés ! On a sélectionné les groupes à calculer (bias, etc…), lister les fichiers correspondants pour le calcul de chaque groupe, chois et paramétré les calculs à faire (SD-Mask, etc…). Il nous reste à indiquer à MaxIm DL que l’on va appliquer ou non aux images brutes un Bias, un Dark, soustraire un Bias au Flat, etc. Pour faire son choix, il faut cocher ou non les signets devant chaque fonction proposée.

Pour faire son choix, il suffit de cocher la fonction désirée. Par exemple :

Dans l’exemple ci-dessus, MaxIm DL appliquera un Bias, un Dark et Flat aux images. De plus, le Bias sera soustrait des Flats. Cette première étape de préparation est terminée.



2. CHARGER LES IMAGES A TRAITER Onglet : File/Open Cette fenêtre permet de sélectionner les images qui vont être traitées selon le set de calibration préparé dans le chapitre précédent.

Une fois le choix validé par « Ouvrir », l’ensemble des images sélectionnées sont ouvertes et chargées en mémoire vive. Attention à la RAM de l’ordinateur… Il peut être bon de contrôler la Ram déjà utilisée ou plutôt celle restante… Pour cela, ouvrir le gestionnaire des tâches du PC (CTRL-ALT-Sup) et regarder dans l’onglet Performances la mémoire dispo… Si la mémoire est full, MaxIm DL v4.x va planter. La v5 permet de travailler sur DD. Il est souhaitable de contrôler toutes les images une à une pour vérifier qu’il n’y a pas de problème du style trainée d’avion importante, défaut de guidage, mise au point, etc… Pour cela, on ne va pas cliquer image par image mais utiliser la fonction Animate (View/Animate).



Faire Add All puis OK. La fenêtre Animate apparaît:

Choisir le temps d’affichage d’image : 2s est bien car cela laisse le temps d’analyser l’image et de noter le nom du fichier si problème… Décocher Loop pour ne pas avoir la séquence en boucle fermée. Jouer de l’ascenseur pour afficher les différentes parties des images. Par exemple, lancer une première boucle sur le haut des images puis, après avoir descendu l’ascenseur, relancer une boucle pour contrôler le bas des images. Sortir de l’animation par Arrêt puis fermer la fenêtre avec Close. Sur une image du lot, on va utiliser le Screen Strech pour resserrer les niveaux afin de mieux visualiser (enfin !) les détails potentiels de l’image mais aussi ces défauts… On peut utiliser les flèches vertes (haut niveaux) et rouges (bas niveaux) mais aussi des seuils préprogrammés : Low, Medium, High, etc… High est bien adapté aux bas niveaux.



Chaque préréglage High etc est configurable en ajustant les % de seuillage bas et haut. Pour accéder au menu, cliquer sur la touche d’option (double flèche).

Valider un nouveau réglage par Set. On peut aussi visualiser une coupe sur l’image avec la fenêtre Line Profile. Cela va être utile pour vérifier le vignetage et l’efficacité de la correction par flat dans les étapes suivantes.



On peut choisir divers types de profils :

• Line : coupe simple entre deux points tracés à la souris, • Horizontal / Vertical line : coupe sur toute la hauteur ou la largeur de l’image. • Horizontal / Vertical box : moyenne des lignes horizontales ou verticales de la zone. • Area : vue 3D de la zone tracée.

Les échelles verticales peuvent être modifiées dans l’onglet Settings de la fenêtre.

A noter que pour les coupes « Box », la courbe affichée peut être la moyenne, le min/max ou l’écart type dans la zone. Exemple avec Ecart type :

Les chiffres donnent la position du tracé dans l’image et la valeur/position dans le tracé.



3. PRETRAITER LES IMAGES Il est maintenant possible de lancer le prétraitement sur toutes les images retenues. Mais pas tout à fait sur toutes. On va d’abord vérifier son efficacité sur une image. Pour cela, choisir une image affichée, régler les niveaux et afficher avec Line Profile une courbe verticale ou horizontale montrant le défaut de vignetage.

Puis dans le menu Process, sélectionner Calibrate

On remarque :

• la correction de vignetage est correcte : le champ est plan (coupe linéaire) • les pixels chauds ont disparu.



Il est possible de visualiser l’effet de la correction en jouant sur les flèches du menu ou en faisant CTRL-Y puis CTRL-Z.

Remettre l’image dans son état initial sans prétraitement. Le pré traitement semble donc donner de bons résultats sur l’aspect cosmétique des images. Il est donc possible ou tentant d’appliquer à l’ensemble des images. Avant cela, on va juger de l’efficacité de notre choix de prétraitement sur le bruit de fond. Avec la fenêtre Information, nous allons sélectionner une petite zone (mode Area) sans pixels déviants, sans nébulosité, sans étoiles et au plus près du centre.

On note dans la fenêtre plusieurs informations :

� Area : position XY de la zone (début et fin XY du tracé), � Diagonal size : longueur de la diagonale tracée � Number of pixels : nombre de pixels dans la zone � Mono : indication que l’image est monochromatique � Maximum : valeur ADU la plus forte dans la zone � Minimum : valeur ADU la plus faible dans la zone � Average : moyenne ADU des pixels dans la zone � Std Dev : écart type (RMS) dans la zone

Nous notons que l’écart type avant traitement donne une valeur (bruit RMS) de 38.695. Pour rappel, nous avions choisi :

Appliquons cette stratégie à cette image (menu/calibrate ou CTRL-Y)



On note que le bruit passe de 38.695 à 38.777. Les prétraitements augmentent toujours le bruit d’une image unitaire. Ici, cette augmentation est très faible 0,2 %, ce qui est excellent ! On peut dès lors traiter le lot d’images via la commande Process/Calibrate All. Après prétraitement, il peut parfois être nécessaire de corriger certains pixels déviants. La commande Menu Process/Remove Bad Pixels permet de corriger efficacement les pixels déviants de type point (Mode : point) ou colonne (Mode : Column). Cliquer sur Delete All pour reseter la carte des pixels puis cliquer sur Auto Generate pour régler les seuils haut et bas.

NOTA : Si l'on a pris soin de faire lors des acquisitions un dithering efficace, il ne sera pas nécessaire d’utiliser cette fonction. Le compositage par sigma clip/sd mask supprimera parfaitement tous les pixels déviants.



4. CORRECTION DES PIXELS DEVIANTS Malgré de bons prétraitements, il se peut qu’il reste quelques pixels déviants, soit blancs soit noirs. Il existe dans ce cas un outil dans le menu Process : Remove bad Pixels.

On peut créer une carte de pixels de manière automatique ou manuellement (point par point). Faire en premier un reset en cliquant sur Delete All. En automatique, cliquer sur Auto Generate.

Rentrer pour les pixels noirs un seuil situé à 100 ADU plus bas env. que le fond de ciel.

Laisser les pixels chauds à 65536 (max). La correction auto des pixels chauds ne fonctionne pas bien. Cliquer sur OK. La carte XY des tous les pixels plus bas (donc plus noirs) que la valeur de seuil de 1023 est générée. Elle peut être sauvegardée, si besoin, en cliquant sur Save Map.



Ces pixels vont être remplacés par la moyenne des pixels environnants. Pour que le soft sache quelle zone il doit prendre en compte autour, il faut rentrer une valeur à Noise. Ici 8 pixels… Cliquer sur Process. Si Ok sauvegarder l’image. Passer à l’image suivante et recréer une nouvelle carte propre à la nouvelle image (nouveau seuil bas). Il serait possible de réutiliser une même carte si toutes les images présentent le même niveau de fond. Il faudrait normaliser le fond des images mais Maxim DL ne possède de fonction spécifique. Dommage ! Il est aussi possible de corriger uniquement un pixel chaud lors de cette étape ou plus loin, sur l’image finale ou même n’importe qu’elle image… Il faut cliquer Delete All, zoomer fortement sur le pixel. Cocher Use Mouse et venir cliquer sur le pixel à corriger.

Cliquer sur Process et le pixel est éliminé.



5. ALIGNEMENT DES IMAGES L’étape précédente a permis de prétraiter correctement les images individuelles. Il faut maintenant aligner les images les unes aux autres avant de les empiler. Le recalage de la pile d’images se fait toujours par rapport à une image de référence de cette même pile : (la meilleure image du lot). Chaque image est déplacée en X, Y et θ (rotation) pour que ses étoiles s’alignent à la fraction de pixel près sur les mêmes étoiles de l’image choisie en référence. A noter que l’image de référence ne subit aucun recalage. Pour cela, nous allons utiliser la commande Align du menu Process.

Faire Add All pour sélectionner tout le paquet. Il est aussi possible de rentrer les images une à une via les boutons de sélection fléchés. La première image dans Selected Images sera considérée comme l’image de référence.

Faire OK pour valider le choix.



Par défaut, la première image de la pile sélectionnée est considérée comme image de référence.

Pour changer d’images de référence, il faut choisir l’image via les commandes Next ou Previous puis cliquer sur Set As Reference. Il faut ensuite choisir le mode d’alignement :

MaxIm DL propose plusieurs méthodes. Nous retiendrons quatre d’entre elles pour l’imagerie du ciel profond :

• None : aucun alignement ne sera effectué • Auto-star matching : recalage automatique en X,Y,θ avec l’ensemble des étoiles du

champ.



• Manual 1 star—shift only : recalage en X,Y par rapport à une étoile sélectionnée manuellement sur chaque image (images sans rotation de champ).

• Manual 2 stars : recalage en X,Y, θ par rapport à deux étoiles sélectionnées manuellement sur chaque image.

La méthode Auto sera la plus souvent utilisée. Les deux méthodes manuelles sont intéressantes quand le soft peine à trouver une corrélation automatique entre les images. L’opérateur doit reprendre la main en sélectionnant sur chaque image une ou deux étoiles communes à toutes les images. Le choix de ces méthodes ouvre la boîte de dialogue « Manual Controls ». Cocher Use centroïde pour que le soft calcul le centroïde de chaque étoile cliquée. Cocher Auto Next pour que MaxIm DL présente séquentiellement chaque image à l’opérateur pour cliquer sur l’étoile retenue. Mettre le son du Pc : en fin de série un son est émis pour signaler que toutes images ont été balayées par l’opérateur.

Quand Manual 2 stars est sélectionné, MaxIm DL inique sur l’on travaille d’abord sur l’étoile 1 (Star 1) puis sur la deuxième étoile (Star 2) Le choix de chaque étoile est fait avec l’outil Aperture de la boîte de dialogue Information.

Avec Manual 1 star, on choisira une étoile près de l’objet principal du champ. Avec Manual 2 stars, on choisira deux étoiles situées dans deux angles opposés afin de corriger au mieux la rotation de champ. On remarquera dans la fenêtre l’option du Bicubic Resample.



Cette option, si cochée, permet un ré échantillonnage plus complexe des images translatées lors du recalage. Si non cochée, un simple ré échantillonnage bilinéaire est effectué par le soft. Voilà, toutes les images sont recalées les unes aux autres et sont prêtes à être empilées. Il est possible de les sauvegarder dans un nouveau répertoire pour y revenir ultérieurement. Pour les sauvegarder on peut utiliser l’outil File/Batch Save and Convert.

Sélectionner les images à transférer avec Select Images, size format à 32 bit, ajouter un suffixe (dans l’exemple A pour Alignées), sélectionner le répertoire de destination, puis OK.

6. EMPILAGE DES IMAGES L’étape précédente a permis d’aligner entre elles les images individuelles. Il faut maintenant compiler entre elles les images pour obtenir notre image de référence avec un rapport Signal Sur Bruit (RsB) le plus faible possible. Rappel : plus le nombre d’images compilées est grand, plus le bruit du composite diminue et meilleur est le rapport Signal Sur Bruit. Le niveau de signal n’augmente pas (car lié au temps de pose unitaire) mais le bruit diminuant avec le nombre d’images compilée, le RsB lui augmente. Pour la compilation, on va utiliser la commande Process/Combine. Tout comme l’étape précédente, MaxIm DL demande en premier de sélectionner les images à empilées. Faire Select All puis Ok



Une fenêtre similaire à l’étape précédente s’ouvre. On remarquera en bas à droite la boite de dialogue Output qui va nous servir.

En premier lieu, on va paramétrer Align method sur None car nos images sont déjà alignées.



Ensuite, pour l’image de sortie (Output), MaxIm DL propose plusieurs possibilités de calcul de la valeur ADU du pixel de sortie à partir des valeurs ADU des pixels d’entrée (ceux des images individuelles).

• Sum : ADU pixel de sortie = somme des ADU pixels d’entrée • Average : ADU pixel de sortie = moyenne des ADU pixels d’entrée • Median : ADU pixel de sortie = médiane ADU des ADU pixels d’entrée • Sigma Clip : ADU pixel de sortie = moyenne des ADU après rejection des valeurs ADU

pixels d’entrée plus grandes que n fois l’écart type de la distribution. • SD Mask : ADU pixel de sortie = moyenne des ADU si pixel compris dans le sigma factor

ou médiane des ADU si pixel de valeur au-delà du sigma factor. Dans le cas d’un choix de compilation par médiane il faut au préalable normaliser les images individuelles.

Cocher Normalize. Pour les deux autres méthodes Sigma, on retrouve les options vues lors des prétraitements (choix des valeurs sigma ou sigma factor, méthode de normalisation, surface prise en compte pour la normalisation, black pixels, etc…)

Le paramétrage fait cliquer, sur OK.



Une nouvelle image apparaît : c’est notre image brute compilée ! Elle est mieux définie et beaucoup moins bruitée que les images individuelles.

1 image 25 images

A noter la réduction drastique du bruit, une meilleure détection, les extensions du haut plus évidentes et les bandes sombres du noyau de la galaxie bien mieux détaillée. Inspecter l’image en resserrant au maximum les niveaux. Un seuil bas à 50ADU en dessous du fond et une fenêtre de 100ADU sont un point de départ pour apprécier les plus faibles extensions et autres pétouilles. Cette inspection permet aussi de supprimer d’éventuels défauts cosmétiques (pts noirs, résidu de flats…).



Si Ok, la sauvegarder File/Save As et choisir le format Fits 32 bits

Si l’image n’est pas satisfaisante, il est possible d’essayer une autre méthode de compilation ou d’ajuster les paramètres de sigma. Il faut trouver un compromis entre réduction du bruit et signal sur les extensions les plus faibles.

7. TRAITEMENT DES IMAGES R, G ET B Le prétraitement, l’alignement et le compositage des images R, G et B sont strictement identiques à ce que nous avons vu précédemment. Les images R,G et B sont généralement acquises en binning 2 (regroupement des pixels deux à deux). Les bias, les dark et flats correspondant seront acquis eux aussi en binning 2. On préparera l’image R, puis l’image G et enfin la B de la même manière que l’image de luminance:

• Préparation du set de calibration avec les bias, dark et flats, • Vérification de chaque image • Alignement des images individuelles • Compilation des images • Sauvegarde en FITS 32bits.

On se retrouve donc à la fin avec une image R, une image G et une image B. Du fait de leur acquisition en binning 2x, ces images sont 2 fois moins grandes que celles de luminance. Elles font pour la QSI540 1024x1024 ald de 2048x2048 pixels. Pour adapter la couleur à la luminance qui sert de référence, il va falloir augmenter la taille des images R, G et B. Charger les images R, G et B puis utiliser sur chacune l’outil Process/Double Size ou l’icône correspondant dans les barres d’outils.

Sauvegarder les images avec le menu File/Batch Save and Convert en prenant soin de les garder en 32bits et en rajoutant un suffixe discriminant, par exemple –D pour doublée.



Les trois images RGB ouvertes, on peut visualiser une image composite RGB avec le menu Process/Combine Color.

Dans cette boîte de dialogue, sélectionner RGB, rentrer les fichiers correspondants à R, G et B, cocher Background Auto Equalize (ajustement de chaque image pour un niveau de fond commun) et laisser la balance des filtres à 1. Faire OK.

On voit que les images R, G et B sont décalées. Il faut donc les aligner avec Align du menu.



On retrouve alors le menu D’alignement bien connu de MaxIm DL.

Choisir Auto-star matching, Bicub Resample puis OK. Au retour sur le menu Combine color, ilest possible de pré-visualiser en cliquant sur Full Screen. Si le résultat convient, OK

On obtient une image couleur de bonne facture avec une balance des couleurs correcte et un fond sans dominante apparente.

On peut vérifier avec le menu Information le niveau de chaque plan couleur. Tracer une zone en mode Area te la placer dans une zone neutre.



On note que la couche R est en moyenne à 1137,4, la verte est à 1136,8 et la bleue à 1138,8. Soit une différence de 2 ADU sur une moyenne à 1137 (moins de 2%)… On remarquera aussi que leur niveau de bruit est comparable. On peut aussi faire un contrôle avec l’outil Line.

On note que les trois plans sont au même niveau et qu’il subsiste un résidu de vignetage car la coupe est légèrement bombée. Cela sera corrigé sous Photoshop avec GradientXTerminator.



Si précédemment nous n’avions pas coché le signet Bgd Auto Equalize ou si malgré cela, les couches RGB ne parviennent pas au même niveau de fond, on peut obtenir une image avec une forte dominante. Par exemple (Bgd Auto Equalize non coché) :

L’outil information nous donne les informations suivantes :

Le fond de la couche R est à 1151, le G est à 1481 et le B à 781. Pour corriger, on va utiliser l’outil Color Balance du menu Color. Dans notre cas, on va s’intéresser à la boîte de dialogue Background Level.



Cliquer sur Auto et l’image de sortie est ajustée selon les niveaux de fond de chaque plan RGB.

On retrouve des écarts entre couches comparables à notre inspection avec l’outil Information. Appuyer sur Full Screen pour vérifier la qualité visuelle de la correction.

Le fond est bien corrigé. Un petit contrôle supplémentaire montre la bonne correction.



La couche R est à 1138, la couche verte est à 1138 et la bleue à 1139. Pas mal ! Si l’image présente malgré tout une légère dominante, il est toujours possible de rentrer manuellement les valeurs de correction directement dans la boite de dialogue. Faire OK puis sauvegarder l’image (FITS 32bits toujours). Nota : si l’image ou un des plans RGB présente un gradient, la balance de colleur sera difficile à corriger. Il faut au préalable corriger le problème sur la ou les images incriminées avant d’assembler des trois couleurs. L’outil nécessaire est Flatten Background.



Le principe est simple. Il suffit de placer manuellement des points dans l’image et le soft corrige l’image en fonction de la forme et/ou du tilt de la forme théorique passant par ces points. Pour une correction de gradient, généralement linéaire, on cochera Simple pour une simple correction par un plan des moindres carrés. Pour positionner des points, choisir le mode Aperture dans la fenêtre Information et cliquer dans un premier coin de l’image. Un premier rond est positionné.

Il est possible de corriger son diamètre qui doit être le plus grand possible de manière à bien intégrer la zone. Pour augmenter sa taille, faire un clic droit et mettre Set Aperture Radius au maxi. Mettre un point dans chaque angle en prenant soin de ne pas intégrer un pixel chaud, une étoile et tout autre défaut qui pourrait fausser la moyenne d la zone. En cas de problème, il est possible de déplacer le point à problème en pointant son bord et cliquer-glisser. Valider par OK si le contrôle par Full Screen semble correct. Enregistrer l’image corrigée…

8. CALAGE DES IMAGES RGB AVEC LA LUMINANCE Dans les cas de la construction future d’une image LRGB sous Photoshop, il nous faudra importer une image L et une image RGB parfaitement entre elles et sans résidus de compositage. Ouvrons l’image RGB précédente, nous remarquons sur les bords de l’image des bandes colorées ou sur la couche L, une zone plus sombre. Ces bandes correspondent aux résidus de recalage lors du compositage. Il faut les éliminer car ces zones faussent les histogrammes, perturbent les détourages et les calculs.

RGB L

MaxIm DL possède un outil de recadrage dans le menu Edit/Crop



Mais il nous faut avant cela, aligner parfaitement les couches R, G et B sur la couche de luminance qui est notre référence. Deux possibilités :

� Ouvrir l’image RGB et la caler sur la L, � Ouvrir les séparément les trois couches R, G et B brutes et les caler sur la L.

La première solution est plus rapide mais plus bruitée (+10%). La deuxième est un peu plus longue mais moins bruitée. Avec l’outil Align, sélectionner les images R, G, B et L

On remarque que la couche L est en premier position dans Selected Images alors qu’elle est en troisième position dans Available Images. Nous n’avons pas fait Add All mais sélectionné les images une à une pour prendre en premier L et la placer en tête de liste avec le bouton fléché >>. C’est elle qui sera en référence dans Align.

Il était aussi possible de faire Add All et de sélectionner L avec Set As Reference. Faire OK.



Les images R, B et G sont calées sur la L mais elles possèdent des zones noires (non communes) qu’il va falloir détourer. Pour mieux visualiser les zones à éliminer par rapport à la L, nous allons créer une image LRGB avec l’outil Color/Combine Color .

Sélectionner LRGB, rentrer les bons fichiers el Luminance, R, G et B et décocher BgdAuto Equalize. Faire OK.

Resserrer les seuils de visualisation et mettre le mini à 0. On visualise bien les différances entre images.



Sélectionner l’outil Edit / Crop

On retrouve cet outil dans les barres d’outil (ciseaux) :



Le détourage se fait en définissant une zone soit à la main en cliquer-glisser, soit manuellement en rentrant les données largeur, hauteur et offsets. Utilisons le cliquer glisser. Quelques infos nécessaires sur cet outil :

• Durant cette phase, il est possible d’utiliser les outils zoom et les ascenseurs de la fenêtre pour mieux visualiser les zones.

• Il est aussi possible d’agrandir la zone en cours en pointant l’angle à agrandir : une croix fléchée apparaît. Cliquer, maintenir appuyer et agrandir le cadre.

• Pour déplacer toute le cadre, il faut pointer sans cliquer un bord de la sélection en cours : une main apparaît. Cliquer, maintenir appuyer et déplacer la sélection.

Détourer au maximum des zones communes.

On remarquera que l’outil mets à jours les données de largeur, hauteur et Offset/bords sélectionnées lors du détourage. Elles sont mémorisées après validation par OK.

Valider par OK. Pour vérifier qu’il ne reste pas de résidus sur les bords haut et bas, nous allons utiliser l’outil Line.



Sélectionner Horizontal Line et pointer dans l’image. Le graphe montrent les couches et içi aucun problème sur les deux bordures : chaque couche présente un même niveau sur toute la largeur de l’image. Faire la même chose avec Vertical Line. Ce montage LRGB nous aura uniquement servi à rentrer en mémoire les données du plus petit cadre commun aux quatre images.

Fermer tous les outils ouverts et fermer l’image LRGB précédente qui ne nous sert plus à rien. Ne doivent rester ouvertes que les images L, R, G et B. Nous allons maintenant recadrer chacune de ces images avec les données de l’outil Crop.



Pointer sur l’image L et rappeler l’outil Crop

Valider par OK. La couche L est détourée. Faire la même chose avec R, G puis B. Sauvegarder (BatchSave and Convert ou Save As) immédiatement ces images en FITS 32bits en les affublant d’un préfixe adapté pour éviter toute confusion ‘ex rec pour recadrées).



9. CORRECTIONS DES IMAGES L ET RGB Nous allons maintenant recréer une image RGB pour pouvoir l’exporter en Tiff 16bits vers un logiciel de retouche style Photoshop. Mais nous allons encore vérifier certaines choses…. Nous allons en premier vérifier et corriger les gradients éventuels sur les quatre images. Ouvrir l’outil Line Profile et sélectionner Line Horizontal puis Line Vertical. Pointer sur zone de l’image. Le graphe montre la coupe correspondante. Déplacer la ligne sur une zone sans étoiles pour une meilleure lisibilité du graphe. Par exemple sur l’image B, il ressort les niveaux suivants :

Les coupes présente un tilt signe que l’image est affecté d’un gradient.



Pour corriger, nous allons utiliser l’outil Flatten Background en mode Simple (bilinear). Et placer quatre points dans les quatre angles pour corriger le tilt.

Faire OK. Résultat sur les coupes précédentes après correction :



Le gradient est donc bien corrigé. Faire la même opération avec les quatre images. Sauvegarder les quatre images sous un autre nom. (S ave). Ces quatre images sont nos masters ! On peut vérifier l’efficacité de la correction des gradients en créant momentanément un LRGB avec Color/Combine , l’option Bgd Auto Equalize activée et des niveaux bien resserrés.



Si OK, nous allons créer l’image RGB finale. Il suffit de créer avec Color Conbine un RGB avec bien sûr l’outil Color/Combine en mode RGB cette fois.

Il ressort l’image RGB suivante :



On note que le fond est homogène sans dominante marquée Avec l’outil Line Profile , on peut tracer une petite ligne pour vérifier les niveaux de fond de chaque plan RGB sont bien au même niveau (ici, moyenne à 1135 ADU).

Contrôle sur une petite zone de fond avec l’outil Information

On note que la couche verte est à +2/3 ADU par rapport à R et B.



On peut corriger, si l’on veut, avec l’outil Color Balance du menu Color. Dans la boîte de dialogue Background Level, cliquer sur reset puis auto.

Rajouter les deux à trois ADU (green) aux valeurs MaxIm DL, soit 1113,7+2=1115,7

Faire Ok.

La boîte Information nous valide une excellente correction du fond avec moins d’un ADU d’écart entre les trois couches.



Il est aussi possible d’utiliser un autre Outil pour ce type de correction, c’est l’outil White Balance. Certes il est plus utile pour une balance des blancs mais il donne aussi de très bons résultats pour homogénéiser un niveau de…fond.

Il faut sélectionner une petite zone de fond homogène, paramétrer l’Output en No Rescale et valider par OK.

Le résultat est excellent… !!! L’avantage du premier outil Color Balalance / Backgroud level est son aspect manuel et donc la possibilité de choisir la teinte de fond ou la correction de cas difficiles. Il est souvent appliqué une légère teinte bleue sur les fonds astro.



On vérifie aussi que la balance chromatique au niveau des étoiles et galaxies semble correcte.

Les bandes sombres ont la bonne teinte Les extensions et le cœur présente une dominante verte sensible.

Cette petite galaxie présente une teinte bleutée que l’on devine sur notre image.



Un petit contrôle s’impose quand même avec l’outil Information. Traçons une petite zone sur les extensions de la galaxie en prenant soin de ne pas intégrer d’étoiles ou de bandes sombres.

On remarque un niveau de vert dominant et surtout un gros déficit de bleu avec -30ADU (-2,5%) env. sur les deux autres couches. Correction avec White Balance

Il faut alors ponter sur une zone réputée blanche ou au cœur d’une étoile de type solaire (G2V) non saturée. Pas toujours facile dans le champ photographié… Une autre méthode est le Scaling % de Color Balance.



Cet outil permet d’amplifier les niveaux. Les valeurs sont rentrées manuellement.

Essayons la valeur de 140% dans le bleu (mais on aurait aussi pu diminuer conjointement les valeurs de R et G pour un même résultat).

Le bleu est plus présent, son niveau moyen dans la zone de la galaxie passe de 1256 à 1314 ADU, ce qui est légèrement supérieur aux niveaux de R et G.



Essayons une valeur de 130% :

La dominante bleutée est légèrement atténuée. Pour trouver la bonne balance de couleur, on peut passer par une calibration des coefficients des filtres sur une étoile de type solaire G2V. On peut aussi s’inspirer d’images amateur ou pro dans lesquelles on peut puiser des valeurs de références ou plutôt des ratios de couleurs dans ces zones. Nous partirons avec cette balance à 130% dans le bleu. On notera que cette amplification n’est pas anodine au niveau du bruit dans la couche B qui passe de 20 RMS à 26 RMS…(x1,3 aussi) On peut en final ajuster une dernière fois le niveau de fond car le fait d’amplifier le bleu pour les hautes lumières a aussi amplifier le niveau de bleu du fond.

L’outil Information nous montre sur le fond un écart de 13 ADU entre les couches. On va corriger cela avec l’outil Color Balance . ATTENTION : La première chose à faire avant quoique ce soit est de faire un Reset Scaling pour remettre les valeurs à 100%. On ne va amplifier de 130% les valeurs de bleu une deuxième fois !



Dans la partie Background Level, on peut alors faire un Reset puis Auto. Full screen nous montre une bonne amélioration des valeurs.

Plus que 5 ADU d’écart entre les couches. Valider avec OK. Et pour optimiser encore et une dernière fois, un petit coup de White Balance sur une zone de fond ne fait pas de mal…



Moins de 1 ADU d’écart sur le fond, c’est OK. A noter le chemin parcouru…



Même de faibles galaxies monter une balance de couleur sympathique..

Pour rappel nous avons amplifié la couche bleue de 130% : ce coefficient révèle en partie le coefficient de transmission du filtre bleu utilisé. Si cette valeur de 130% se confirme sur différentes images, il est intéressant de la rentrer en hard dans la boîte de dialogue Balance de Combine Color pour obtenir une balance plus correcte d’entrée de jeu. Nous avions laissé les coefficients des « filtres » RGB à 1 :1 :1.

Lors d’un prochain traitement, il suffira de rentrer 1,3 dans le bleu

La balance RGB appliquée sera de 1 :1 :1,3. La touche Defaults remet la balance à 1 :1 :1. On prend toujours en référence la couche G qui reste à 1 et ce sont les deux autres filtres qui sont ajustés par rapport au filtre V. Une calibration sur une étoile G2V permet d’approcher les bons coefficients. Cette calibration doit être faite sur une étoile située à la même hauteur sur l’horizon que l’objet dans le but d’intégrer les coefficients d’absorption atmosphérique.



Sous le logiciel de retouche, style Photoshop, on amplifie toujours fortement la saturation des couleurs RGB lors du montage LRGB. Pour se donner une idée, on peut sous MaxIm DL amplifier fortement la saturation. Ouvrir l’outil Color / Adjust Saturation et régler à 200%.

Ca promet, non ? Ne pas sauvegarder cette image saturée. C’était jus te pour voir…. Il est temps et urgent de sauvegarder l’image RGB e n FITS 32bits . Fermer toutes les images ouvertes. Cette fois c’est terminé pour les corrections chromatiques !!!!



10. ENREGISTREMENT DES IMAGES RGB ET L POUR PHOTOSH OP On s’approche de la fin et il est temps de sauvegarder ces images L et RGB en format compatible avec un logiciel de retouche. La sauvegarde doit conserver au maximum la dynamique des images montées sous MaxIm DL en 32 bits. De plus, l’image de sortie ne doit présenter aucune compression. Le format adéquat est le TIFF en 16 bits, soit 65500 niveaux.. Ouvrons dans un premier temps l’image RGB Fits 32bits.. Un petit coup d’information sur l’image complète nous montre qu’il n’existe aucune valeur nulle (minium à 1141,7). On note aussi que les maxi en R et G sont inférieur à 65500 (Ok pour du 16bits) et que le bleu lui est à maxi 84170 (Ok pour du 32bits).

Si l’on essaye d’enregistrer cette image telle que en 16 bits, on va rencontrer un problème à cause de la couche de bleu qui dépasse les 16bits autorisés du Tiff 16bits. Faire File / Save As. A l’ouverture de la boîte de dialogue, choisir le type de fichier en TIFF, le size format en 16bits et Uncompressed.



On remarquera de suite que MaxIm DL nous alarme sur le fait que l’image présente une plus grande dynamique que le 16bits. Il est aussi mentionné qu’il faut réduire cette dynamique en utilisant l’outil Stretch dont le bouton se trouve en bas à gauche de la fenêtre. Allons y, il n’y a pas le choix !

On règle en premier l’Output Range à 16bits (normalement par défaut).



Ensuite il faut choisir le Permanent Stretch Type. Cocher le type Linear Only . Log applique un log un peu hard et Gamma n’apporte rien par rapport à la suite à donner sous PS. Dernière étape, le choix de l’Input Range avant conversion. On peut partir du Pixel maxi, su Stretch de visualisation appliqué à l’écran ou rentrer des valeurs min/max en manuel. D’ailleurs quels sont les pixels qui nous mettent le bazar ? On peut les visualiser avec le Screen Stretch en réglant son point bas à 65500 et le point haut au maximum. L’image très sombre, nous montrent alors que les points supérieurs à 65500 et susceptibles d’être affecté ra un Stretch.

On note dans l’image deux problèmes :

• un pixel déviant en haut à gauche • un cœur d’étoile en bas à droite.

Les objets sont intacts avec cette dynamique. Ouf !



Le Max Pixel peut provoquer une image de sortie 16 bits avec un faible contraste du simplement à qq pixels qui dépassent les 65500. Ici le dépassement est quand même conséquent 85000/65000 pour juste deux pixels. On ne prendra pas le risque. On peut donc comprimer la dynamique à 65530 sans problème. L’étoile la plus brillante du champ aura une partie de son cœur saturée et nous avons repéré la présence d’un pixel déviant. On peut utiliser au choix le Screen Stretch ou le Manual Setting.

Faire OK.



Sauvegarder l’image en validant « Enregistrer ». On fait la même manip avec l’image L. Celle ci ne montre par ailleurs pas de problème de dépassement de dynamique (max 64003).

Ca y est, c’est fini ! Nous avons une image RGB et L optimisées et en format TIFF 16 bits prêtes à être torturées dans notre logiciel de retouche favori !



11. TRAITEMENT DDP SOUS MAXIM DL MaxIm DL offre la possibilité de traiter les images en appliquant des filtres passe-bas, passe-haut, gaussien, moyenne, médiane, morphologiques, masque flou, rotationnel, ddp etc… La plupart de ces filtres sont disponibles dans les logiciels de retouche comme Photoshop. Nous évoquerons içi le plus intéressant d’entre : le Digital Development Processing ou DDP. Ce process particulier permet de rehausser fortement les basses lumières tout en conservant des hautes lumières à la limite de la saturation. Il est donc particulièrement intéressant pour des objets à fort gradient comme une galaxie (bras/cœur) ou les amas globulaires. Ouvrons notre image L et la dupliquer. Nous travaillerons uniquement sur le duplicata. Ouvrir la boîte de dialogue menu Filter / Digital Development

La première opération consiste à paramétrer le filtre utilisé dans DDP pour rehausser les détails. Comme le DDP augmente aussi considérablement le bruit de fond, le filtre utilisé doit être le plus doux possible voire sans effet. C’est cette dernière que nous utiliserons.

Choisir Kernel Filter puis cliquer sur Set User Filter.



Cliquer sur le filtre 1 qui présente une matrice 3x3 avec uniquement 1 au centre. Si celui-ci n’existe pas, il faut le créer en choisissant sa matrice (3x3), cliquer sur un filtre dispo, exemple 2, et rentrer dans la matrices les 0 et 1 comme la figure ci-dessus. Cela fait, on fait Close . On va paramétrer les seuils du filtre dans la boîte de dialogue DDP Parameters.

On peut en premier lieu cocher les valeurs Auto du Background et du Mid-level.

Le Soft nous retourne dans chaque fenêtre la valeur choisie. Ouvrir la fenêtre Screen Stretch pour visualiser l’histogramme des niveaux avant/après. Cliquer sur Full Screen pour visualiser le résultat auto.

Avant Après DDP auto



On remarque l’effet sur l’image : pour un même cœur non saturé, les extensions sont mieux visibles.

Avant Après DDP auto

Cela n’est pas encore satisfaisant car on remarque que l’histogramme est fortement coupé dans les bas niveaux. Il manque de l’information.

Décocher Full Screen, décocher Auto dans background, cocher Mouse et rentrer une valeur 20 points plus basse que celle trouvé en auto par le soft (1089-20=1069).

Cliquer sur Full Screen et remarquer l’histogramme :



On visualise cette fois tous les bas niveaux sans troncature. On peut aussi optimiser le Mid Level car on note que ceux-ci peuvent encore être étalés sur une bonne plage de valeurs.

Pour cela, nous allons aussi décocher Auto dans Mid Level puis cocher Mouse.

Resserrer les niveaux avec les flèches du Screen Stretch pour mieux visualiser la zone à cliquer. Avec la souris, pointer une zone de basse lumière comme un bras de cette galaxie.

On passe de 1750 à 1237. L’histogramme évolue drastiquement :



On note que l’on peut ajuster un peu le minimum en remontant la valeur du Background Cocher mouse sur Background et rajoutons 10 pts. (1069+10=1079). Il vient :

Trop fort… Essayons +6pts, soit 1075 en background, il vient :

C’est OK. Visualiser le résultat provisoirement sur l’image en cliquant sur Full Screen.



On note un cœur non saturé et une bonne visualisation des plus faibles extensions et autres pétouilles lointaines. Valider par OK et sauvegarder l’image en Tiff 16bits si intérêt dans Photoshop.

Documents

Pré traitements des images Deep sky avec le logiciel MaxIm