Traitement des images linéaires avec PixInsight

Traitement des images linéaires avec PixInsight
Nous avons une image nommée M51finale, issue du prétraitement puis de l'addition des images. Nous
allons maintenant passer à son traitement proprement dit.
Si vous souhaitez utiliser mes process icons personnels, il vous faut les télécharger ici : Traitement
linéaire.
Alors autant lors du prétraitement et de l'addition des images, les étapes à suivre sont toujours les
mêmes, autant lors du traitement final il n'y a pas forcément de méthode générale, car d'une part la
subjectivité personnelle entre en jeu (un traitement qui sera du goût d'une personne ne plaira pas
forcément à une autre), et d'autre part ce qui marchera bien sur une image ne fonctionnera pas
forcément sur une autre. Nous allons tout de même essayer de suivre quelques grandes lignes qui
pourront servir de base à n'importe quel traitement.
L'image sur laquelle nous allons opérer est une image linéaire, c'est-à-dire que la valeur de ses pixels
est proportionnelle à la quantité de lumière reçue. L'image est alors très sombre (voire complètement
noire), et nécessitera toujours l'application d'une STF pour en visualiser le contenu. C'est seulement
une fois le traitement de l'image linéaire terminée que l'on pourra enfin visualiser directement son
contenu en la transformant en image non-linéaire, ceci sera le sujet du prochain tutoriel.
Dans PixInsight, on commence par effectuer des traitements sur l'image linéaire puis ensuite
seulement on la transforme en image non-linéaire sur laquelle s'appliquent de nouveau traitements.
D'ailleurs certains process s'appliquent de préférence aux images linéaires plutôt qu'aux images nonlinéaires et inversement.
Voici les 4 grandes étapes que nous pouvons suivre pour traiter une image linéaire :
1 – Corriger le fond de ciel.
2 – Faire une déconvolution.
3 – Réduire le bruit du fond de ciel.
4 – Calibrer les couleurs.
1-Corriger le fond de ciel
Lorsqu'on charge notre image M51finale (en allant sur File/Open...) et qu'on lui applique un AutoStretch (à l'aide du process STF ou, si vous utilisez mes process icons, en allant sur l'icône
Visualisation_des_images_lineaires), on voit tout de suite que le fond de ciel est loin d'être uniforme
(au besoin en cliquant sur Link RGB Channels
).
Les acquisitions de M51 ont été faites sous un ciel très affecté par la pollution lumineuse (à cause de la
présence de plusieurs lampadaires) ce qui explique ce fond de ciel. De plus il peut y avoir un vignetage
mal corrigé par le flat qui peut aussi produire ce phénomème. Très souvent le fond de ciel nécessitera
une correction plus ou moins importante.
On va d'abord utiliser le process DynamicBackgroundExtraction ou, si vous utilisez mes process icons,
on va sur l'icône Correction_du_ciel_par_clics_sur_le_fond. L'image se remplit alors de petites croix
qui vont servir à modéliser le fond du ciel.
Les croix doivent remplir le fond du ciel, et uniquement le fond du ciel. Sur mon image, on voit que le
bas de l'image contient des zones de ciel non cochées. On va modifier le paramètre Tolerance en
ouvrant la zone Model Parameters (1) : par défaut sa valeur est à 0,5 on va le passer à 0,8.
On va ensuite dans la zone Sample Generation puis on clique sur le bouton Generate.
On obtient un nouvelle image où le fond de ciel est mieux rempli, mais la partie droite de l'image est
toujours vide de croix.
On va monter la valeur de Tolerance à 1.2 et cliquer à nouveau sur Generate :
La partie droite se remplit un peu plus. En montant la valeur à 2, le fond du ciel semble entièrement
rempli.
Le but est que les croix se placent sur le fond du ciel et évitent les objets qui n'en font pas partie. En
agrandissant M51 avec la loupe, on constate qu'il y a quelques croix placées sur la galaxie.
On peut les supprimer en cliquant dessus avec la souris (la croix devient verte) puis en cliquant sur la
croix rouge dans la zone Selected Sample.
Il faut essayer d'examiner l'image afin d'en retirer toutes les croix qui seraient placés sur des objets
célestes. Inversement, on peut en rajouter manuellement dans les endroits où elles manqueraient.
Une fois cette tâche effectuée, je vous conseille de déposer le petit triangle du process afin de
conserver le travail que l'on vient de faire, car on aura peut-être besoin de le réutiliser.
Maintenant, dans la zone Target Image Correction, il faut choisir dans le menu déroulant Correction :
entre Subtraction et Division.
On utilise Substraction pour enlever les effets de la pollution lumineuse, et Division pour régler des
problèmes de vignetage. Le mieux est sans doute de tester les deux options pour voir celle qui produit
le meilleur résultat.
Cliquons sur la coche verte
afin de lancer le process.
On obtient deux images : M51finale_DBE et M51finale_background. L'image M51finale_background
peut être visualisée à l'aide d'un Auto-Stretch et montre la correction que le logiciel a effectuée sur
le fond de ciel.
L'image M51finale_DBE montre maintenant un fond de ciel beaucoup plus uniforme.
En cliquant sur la croix rouge
en bas du process on fait disparaître les croix et on peut mieux
comparer l'image de départ et l'image corrigée.
En utilisant le process STF, on peut cliquer plusieurs fois successivement sur Link RGB Channels puis
sur Auto-Stretch et on s'aperçoit que l'image garde globalement la même teinte, ce qui indique que la
correction a bien fonctionné.
Je considère donc que la correction est satisfaisante. Si on veut on peut la refaire une (ou plusieurs)
fois, dans ce cas-là on cliquera sur l'icône du process que l'on a déposé précédemment, ce qui a pour
effet de replacer les croix dans la même configuration que celle que l'on sauvegardée, ce qui évite
d'avoir à refaire tout le travail du début. On peut supprimer cette icône (en faisant un clic droit et en
cliquant sur Delete...) une fois qu'on n'en a plus besoin.
Pour affiner la correction, on peut utiliser le process
AutomaticBackgroundExtractor ou, si vous utilisez mes
process icons, on va aller sur l'icône
Correction_automatique_du_fond_du_ciel.
On va laisser tous les paramètres par défaut et on va
seulement, comme pour le process précédent, choisir dans la
zone Target Image Correction, dans le menu déroulant
Correction :, entre Subtraction et Division. Là aussi on
peut tester les deux options pour voir si l'une est meilleure
que l'autre.
On applique le process en déposant le triangle sur l'image ou
en cliquant sur le carré bleu.
On obtient alors là aussi deux images, M51finale_DBE_ABE
et M51finale_DBE_ABE_background, cette dernière
montrant également comme avec le process précédent la
correction effectuée par le logiciel.
La correction du fond de ciel est maintenant terminée, on peut passer à la suite.
2-Faire une déconvolution
On va maintenant voir comment faire une petite déconvolution des étoiles.
Cette opération a plusieurs utilités : d'une part redonner un peu plus de netteté et de piqué aux étoiles
et d'autre part, dans certains cas, les rendre un peu plus rondes quand leur forme est un peu allongée.
Sur mon image de M51 la déconvolution n'est pas forcément nécessaire (c'est une question de goût),
mais on va la faire quand même afin de comprendre la technique à employer, technique qui s'avérera
utile sur de nombreuses images.
La première chose à faire est de créer un masque d'étoiles qui va nous servir à appliquer notre
traitement sur les étoiles seulement, et pas sur toute l'image.
On utilise pour cela le process StarMask ou, si vous utilisez mes process icons, on va aller sur
Masque_d_etoiles.
On peut appliquer directement le process sur l'image, mais si on fait cela, voilà le résultat :
le masque ne contient que quelques étoiles, les plus brillantes (cela étant dit, il peut servir si on veut
travailler seulement ces étoiles-là). En fait, n'oubliez pas que l'image est visualisée à l'aide d'une STF,
mais qu'en réalité elle est beaucoup plus sombre. Si on veut faire un masque avec plus d'étoiles, il va
falloir utiliser une image qui les affiche réellement.
Pour cela, on va d'abord dupliquer notre image : on va aller sur l'onglet contenant le nom de notre
image puis, en laissant le bouton gauche de la souris enfoncé, on va le déplacer sur une zone libre de
l'espace de travail.
On obtient alors une nouvelle image nommée M51finale_DBE_ABE_clone.
On remet la STF à zéro sur le clone en cliquant sur l'icône Reset, l'image devient noire.
On va maintenant utiliser le process HistogramTransformation ou, si vous utilisez mes process icons,
on va sur l'icône Histogramme_a_appliquer_sur_le_clone.
Dans le menu déroulant (où par défaut est écrit No View Selected), on choisit le nom de notre image,
M51finale_DBE_ABE_clone.
Cliquons sur le cercle bleu afin d'afficher le
Real-Time Preview. On pousse maintenant le
curseur du milieu vers la gauche pour faire
apparaître les détails dans l'image. Le but est
d'avoir le plus d'étoiles possible. On peut
également déplacer le curseur de gauche vers
la droite pour assombrir le ciel, tout en évitant
de trop faire apparaître la galaxie et en
essayant de bien faire ressortir les étoiles. Le
but n'est pas d'obtenir une image esthétique !
On peut agrandir la fenêtre de l'histogramme d'entrée en cliquant sur le menu Horizontal zoom, input
histogram. Ainsi on peut continuer à déplacer nos curseurs plus précisément.
Une fois que le résultat est satisfaisant, on peut fermer la fenêtre du Real-Time Preview et on va
appliquer notre histogramme sur notre clone, en y déposant le triangle bleu du process.
On peut maintenant fermer l'histogramme puis utiliser le process StarMask (nommé Masque_d_etoiles
dans mes process icons).
On dépose le triangle bleu sur le clone afin de créer le masque.
Le masque obtenu semble correct, on va pouvoir l'utiliser. On peut supprimer notre clone (mais
attention, pas le masque). Maintenant, pour appliquer notre masque, on va prendre son onglet et aller le
déposer sur notre image M51_finale_DBE_ABE avec la souris.
L'image devient rouge : les zones rouges sont celles qui vont être protégées, tandis que les zones
blanches sont celles qui vont être traitées.
On peut cliquer sur l'image avec le bouton droit, puis aller dans Mask et cliquer sur Show Mask : le
masque n'est plus affiché (mais il est toujours actif), notez l'onglet de l'image qui est rouge.
Faisons un preview sur une petite zone de l'image pour pouvoir faire des essais de déconvolution :
On clique sur l'onglet du preview pour l'afficher, puis on utilise le process Deconvolution ou, si vous
utilisez mes process icons, on va sur l'icône Deconvolution_des_etoiles.
Pour démarrer on met les réglages
suivants dans la zone PSF :
- StdDev à 1,80
- Shape à 2,70.
Dans la zone Algorithm, à Iterations, on
règle sur 1.
On applique le process sur le preview en y déposant le petit triangle bleu.
On peut faire un clic droit sur le preview et aller cliquer tout
en haut du menu sur Undo : Deconvolution pour revenir à
l'image de départ. En cliquant à nouveau sur le preview, on
trouve cette fois tout en haut du menu Redo : Deconvolution.
En alternant les clics sur Undo/ Redo on peut observer
l'effet de notre déconvolution.
L'effet n'est pas forcément très spectaculaire mais les étoiles sont un peu plus petites et un peu plus
nettes.
Avant
Après
On peut jouer avec le paramètre StdDev (en l'augmentant on fait une déconvolution plus importante)
mais il faut alors augmenter aussi le paramètre Shape pour éviter l'apparition d'auréoles trop
marquées autour des étoiles. Il faut faire des essais (ça n'est pas toujours évident) jusqu'à trouver
des paramètres qui vous conviennent. Dans mon cas, j'ai finalement appliqué une déconvolution avec
StdDev à 2,20 et Shape à 6,00.
On va maintenant appliquer le process à l'ensemble de l'image en déposant dessus le triangle bleu.
Le résultat ne saute pas forcément aux yeux, mais là aussi on peut aller dans la barre d'outils et
jouer avec les flèches Undo/Redo (en dessous de FILE) pour
supprimer/refaire la déconvolution sur l'image. Ne pas hésiter à utiliser
les loupes pour mieux voir ce qui se passe.
ll se peut finalement que l'effet soit trop prononcé (on voit des étoiles trop nettes avec des auréoles),
ce qui n'est pas très esthétique. Ne pas hésiter alors à refaire une déconvolution avec d'autres
paramètres.
Une fois cette tâche terminée, on supprime le preview et le masque en faisant un clic droit sur l'image
puis en allant sur Mask/Remove Mask.
3-Réduire le bruit du fond du ciel
Dans une image, le bruit est surtout présent dans les zones où il y a le moins de signal, à savoir dans le
fond du ciel. On peut donc essayer de le réduire. Cependant, une réduction du bruit entraîne une perte
de signal, ce qui n'est pas gênant sur une zone de l'image ne contenant que le ciel, mais doit absolument
être évité sur les objets présents sur la photo.
Nous allons donc créer un nouveau masque qui va nous permettre de traiter seulement le fond du ciel,
sans toucher au reste de l'image. Pour cela, nous allons commencer, comme tout à l'heure, par dupliquer
notre image.
On applique une STF sur le clone ainsi créé qu'on remet à zéro en cliquant sur Reset (l'image devient
noire), puis on va à nouveau utiliser le process HistogramTransformation ou, si vous utilisez mes
process icons, on va sur Histogramme_sur_le_nouveau_clone.
On affiche le Real-Time preview (disque bleu) et cette fois, le but est de faire apparaître les étoiles
et tous les objets présents dans l'image, et de rendre le fond de ciel bien noir. On joue pour cela sur
les curseurs du milieu (qu'on ramène à gauche) et de gauche (qu'on ramène vers la droite pour noircir
le fond).
Là aussi j'ai agrandi l'échelle horizontale de l'histogramme d'entrée (ici à 54) pour pouvoir régler plus
finement les curseurs.
J'ai obtenu ce que je voulais : une image avec le fond de ciel bien noir et les étoiles et les objets
présents bien visibles. Là encore, c'est le seul but recherché, on ne cherche pas à obtenir une belle
image.
Le résultat étant satisfaisant, on ferme le preview et on dépose le triangle bleu du process sur notre
clone.
On a donc maintenant deux images, notre image de M51 et notre clone.
Le clone va maintenant nous servir de masque : on prend son onglet avec la souris et on va le déposer
sur notre image de M51.
Le masque est appliqué : les zones rouges sont protégées et les zones blanches (étoiles et galaxies)
prêtes à être soumises au traitement.
Seulement on veut faire le contraire : traiter le fond du ciel et protéger étoiles et galaxies !
Il nous faut donc inverser le masque :
pour cela on fait un clic droit sur l'image puis on va sur Mask/Invert Mask.
Cette fois, les zones rouges sont sur les objets présents et c'est bien le fond du ciel qu'on va pouvoir
traiter.
Faisons un preview qui englobe une zone contenant une partie de M51 et le fond de ciel.
On sélectionne notre preview, au passage on peut cacher le masque en cliquant sur l'image avec le
bouton droit et en sélectionnant Mask/Show Mask.
On va maintenant utiliser le process AtrousWaveletTransform ou, si vous utilisez mes process icons, on
va aller sur l'icône Reduction_du_bruit_sur_le_fond_du_ciel.
On laisse les paramètres par défaut mais on va cocher la case de la zone k-sigma Noise Thresholding.
On applique le Real-Time preview du process en cliquant sur le cercle bleu. On peut jouer avec le
bouton Show transformed image pour voir le résultat avant/après la réduction du bruit.
Il faut à la fois réduire le bruit mais également ne pas avoir la main trop lourde, afin de garder l'aspect
le plus naturel possible à l'image.
On peut ouvrir la zone k-sigma Noise Thresholding et régler la valeur du paramètre Threshold pour
augmenter ou diminuer l'importance de la réduction.
Une fois que le résultat est à votre goût, il ne reste plus qu'à fermer la fenêtre du Real-Time
preview, à supprimer le preview puis à déposer le triangle du process sur l'image globale.
On peut utiliser les flèches Undo/Redo de la barre d'outils pour vérifier l'image avant/après.
Voilà, la réduction de bruit est terminée, il ne reste plus qu'à supprimer le masque en faisant un clic
droit puis Mask/Remove Mask avant de passer à la suite.
4-Calibrer les couleurs
Pour calibrer les couleurs, il faut tout d'abord procéder à une neutralisation du fond du ciel. Pour cela,
on va utiliser le process BackgroundNeutralization ou, si vous utilisez mes process icons, aller sur
l'icône Neutralisation_du_fond_de_ciel.
Pour commencer, il faut faire un preview sur une zone « neutre » de notre image, à savoir sur une zone
relativement noire, ne contenant pas ou peu d'étoiles brillantes.
On lance le process et dans la zone Reference image : il faut entrer le nom de notre preview.
On clique sur l'icône à droite de Reference image :
Reference Image.
ce qui a pour effet d'ouvrir la fenêtre Select
On ouvre le menu déroulant et on va choisir notre preview, en cliquant sur M51finale->Preview01.
On fait OK et le nom du preview se retrouve en référence dans notre process. On n'a plus qu'à
l'appliquer sur notre image en y déposant le triangle bleu.
On va maintenant utiliser le process ColorCalibration ou, si vous utilisez mes process icône, on va aller
sur l'icône Calibration_des_couleurs. Pour l'utiliser, il faut faire un second preview qui va englober
M51.
Maintenant on va entrer le nom de notre
Preview02 dans Reference image : dans la
zone White Reference, comme on l'a fait
précédemment dans le process
BackgroundNeutralization.
Et dans Reference image : dans la zone
Background Reference on entre le nom de
notre Preview01.
Il ne reste plus qu'à appliquer le process sur l'image, et la calibration des couleurs est terminée !
Voilà, le traitement de l'image linéaire est terminé.
Nous la transformerons ensuite en image non-linéaire, ceci sera l'objet du prochain tutoriel qui parlera
du traitement des images non-linéaires.