Traitement des images planétaires (partie 1)

Ecrit le 25/08/2024.

Préliminaires

Dans cette première partie, nous allons voir comment traiter un fichier vidéo de la planète Saturne. Il s’agit d’une vidéo d’une durée de 120 secondes, dont j’ai fait l’acquisition avec mon Mak 150 Skywatcher et une caméra Player One Mars C-II (équipée d’un capteur couleur), avec un ADC ZWO, une barlow APM et un filtre IR/UV Cut. L’acquisition a été faite avec le logiciel Firecapture et permet d’obtenir un fichier vidéo au format SER (tout ceci mériterait d’ailleurs peut-être d’autres tutos…).

Pour traiter ce fichier, nous allons utiliser les logiciels Autostakkert! et Astrosurface, tous deux gratuits, à télécharger ici :
– télécharger
Autostakkert!
– télécharger Astrosurface.

Enfin, tout ce que je vais vous raconter ici est issu à la fois de la lecture de l’ouvrage Astronomie Planétaire mais aussi (et surtout !) des conseils de l’excellent tuto vidéo de Simon Labergère sur le traitement planétaire, vidéo que vous pouvez consulter ici :   https://www.youtube.com/watch?v=wYOij7gzyeg .

Voilà, c’est parti !

Utilisation de Autostakkert!

On lance donc Autostakkert!, et on se retrouve avec deux fenêtres ouvertes, une fenêtre de contrôle du logiciel à gauche et une fenêtre nommée Frame View à droite qui va permettre de visualiser les images composant notre vidéo. A la première utilisation du logiciel, suivant les conseils de la vidéo, j’ai coché les options suivantes dans le menu Advanced :

Voilà, la première chose à faire est de charger le fichier vidéo à traiter en cliquant sur le bouton Open :

Le fichier est chargé, la première image de la vidéo apparaît dans la fenêtre de droite. Vous pouvez utiliser le curseur Zoom pour en modifier la taille.

Le logiciel fonctionne en 3 étapes. Pour le traitement planétaire, on va cocher les boutons Planet (COG) et Dynamic Background sous le bouton Open.

Ensuite, sous Quality Estimator, il faut choisir une valeur entre 2 et 8 qui dépend donc de la qualité de vos images. Le 2 représente des images d’excellente qualité, tandis que le 8 est à utiliser pour des images très médiocres… Généralement je laisse cette valeur à 5 ou 6.

En dessous on coche Local (AP), option qui semble bien fonctionner dans tous les cas.

La première étape est terminée, on clique maintenant sur le bouton Analyse.

Le logiciel va maintenant déterminer la qualité de chacune des images brutes, et les ranger par ordre de qualité. Mon film contient 9700 images individuelles, cependant Autostakkert! ne met qu’une quarantaine de secondes pour effectuer ce tri !  On observe maintenant le Quality Graph, qui indique donc sous forme d’un graphique la qualité de l’ensemble des images. On peut repérer la barre horizontale marquée 50%, et considérer qu’en dessous de cette barre la qualité des images est peu satisfaisante. On peut voir sur l’exemple que la grande majorité de mes images est en dessous de cette valeur de 50% !

 On va déplacer le curseur Frames dans la fenêtre de droite, et on peut voir une barre verte verticale se déplacer simultanément sur le graphique, qui nous indique à quelle image on se trouve parmi nos images triées. L’idée est de s’arrêter à la limite de 50% de qualité.

Dans la fenêtre de droite en haut, la lettre Q indique la qualité de l’image en pourcentage. En m’arrêtant à 50%, le logiciel indique que je suis à l’image 2069 (sur 9700), soit 21% du total. Du coup on peut décider que l’on va additionner les 2000 premières images pour composer notre image finale, c’est généralement ce que je fais, afin de ne garder que les images de meilleure qualité.

Ceci étant fait, je vais dans la partie Stack Options et je rentre la valeur 2000 dans la première case sous Number of frames to stack. Il y a en fait 4 cases, qui permettent éventuellement de rentrer différentes valeurs, ce qui fait que l’on pourrait demander au logiciel de faire 4 additions avec différents nombres d’images, et ainsi comparer les résultats obtenus et choisir le meilleur. C’est une option intéressante ! Si on préfère, on peut en-dessous indiquer un nombre d’image en pourcentage (j’aurais pu entrer 21% dans la première case).  L’option du format par défaut est TIF, on peut préférer les formats PNG ou FIT.

Important maintenant, il faut que le logiciel place des points de repère pour aligner correctement les images avant de les additionner. Ces points de repère sont des petis carrés appelés AP, le logiciel va les placer automatiquement. Ceci se passe dans la fenêtre de droite, on commence par remettre le curseur Frames tout à gauche, pour se retrouver sur la première image qui est censée être la meilleure image de la vidéo.

On va dans la partie AP Size et il faut choisir la taille de ces fameux points de repère. Il y a 4 boutons que l’on peut cocher pour des tailles d’AP de 24, 48, 104 ou 200 pixels, ou on peut choisir des tailles personnalisées avec les petites flèches. Plus les détails sont contrastés et nombreux, plus les APs doivent être petits. Plus les images sont bruitées ou peu contrastées, plus les APs doivent être grands afin de permettre au logiciel de trouver des points de repère. Après, Autostakkert! permet de faire de multiples essais, donc il faut tester ce que ça donne. Personnellement je coche 24 ou 48.

Ensuite on clique sur le bouton Place AP Grid et les points de repère se dessinent sur l’image.  A noter que toutes les options sont cochées en dessous du bouton.

Voilà, il n’y à plus qu’à cliquer sur le bouton Stack dans la fenêtre de gauche, et le logiciel passe à la dernière étape : il aligne automatiquement les 2000 images, les empile et sauvegarde le résultat. 

C’est terminé, c’est automatique et c’est relativement rapide ! L’ensemble de ces opérations a duré quelques minutes seulement. On peut quitter Autostakkert! si le résultat semble satisfaisant.

D’ailleurs à quoi ressemble le résultat ? Normalement le logiciel a créé un répertoire nommé AS_F2000 (2000 étant le nombre d’images stackées) dans lequel se trouve l’image finale. Voici à quoi ressemble notre empilement :

D’accord, ça ressemble un peu à Saturne mais ce n’est pas encore ça. Mais c’est maintenant Astrosurface qui prend le relais.

Utilisation d'Astrosurface

Nous voici maintenant dans Astrosurface, ça va aller assez vite encore (enfin peut-être pas au début, mais après si on utilise toujours les mêmes réglages, si !). On ouvre l’image qu’on vient de créer avec Autostakkert!, une petite fenêtre s’affiche puis on clique sur le bouton Edit pour afficher notre Saturne.

La première chose est de corriger la balance des couleurs, pour cela on clique sur le bouton W-Balance dans le menu du haut, la correction se fait automatiquement et en général est très satisfaisante sans rien toucher aux réglages (mais rien ne vous empêche de tester les curseurs, hein !). On peut cocher/décocher le bouton Preview pour voir le résultat avant/après. On clique sur OK.

Ensuite j’utilise le bouton Align RGB qui permet de recaler les couches couleurs. Normalement à l’acquisition j’ai utilisé un ADC dont le rôle est justement de recaler les couleurs, après n’étant pas toujours très sûr de l’avoir bien réglé je préfère par précaution utiliser cette fonction. Si vous ne possédez pas d’ADC pour vos acquisitions, je pense que cette étape est de toute façon obligatoire.

C’est tout simple, on encadre la planète à la souris

… et on clique sur Align puis OK.

Et c’est maintenant l’étape finale où l’on va faire apparaître les détails en utilisant le bouton Wavelets.
Et voilà, les détails apparaissent, l’image est quasiment traitée… Non, pas chez vous ?

Bon, allez, il se peut que la première fois que vous utilisez la fonction Wavelets, le résultat ne ressemble pas à ça. Il faut trouver les bons réglages qui marchent pour votre image, heureusement le logiciel garde en mémoire les derniers réglages effectués, et surtout on peut les sauvegarder et du coup on peut se faire une petite bibliothèque avec différents réglages qu’il suffira de recharger pour les futurs traitements.

Allez, quelques explications sur les Wavelets (ondelettes), on va repartir de zéro en cliquant sur le bouton Reset :

La première chose est de repérer la partie Wavelet HF. Il y a deux paramètres à régler, Size et Strength (taille et force des ondelettes). Le mieux est de donner de petites valeurs aux deux paramètres, puis de commencer à augmenter la valeur de Size. Il faut aussi régler le curseur du Noise Prefilter pour éviter la montée du bruit, en le plaçant sur 1 par exemple.

L’idée est d’augmenter la valeur de Size jusqu’à un niveau acceptable pour éviter de surtraiter, il faut faire des essais. Ensuite on augmente la valeur de Strength, là aussi pour faire apparaître des détails tout en gardant une certaine douceur dans l’image. Chaque changement apparaît en temps réel à l’écran, ce qui est pratique pour faire les ajustements nécessaires.

Ensuite même chose avec la partie Wavelet LF : on commence à zéro, on augmente la valeur de Size puis la valeur de Strength

Ne pas hésiter à faire un Reset et à repartir de zéro si le résultat obtenu est peu regardable ! Avec l’habitude on arrive à de bons résultats. Quand des réglages sont satisfaisants, on peut utilise le bouton Save P pour les sauvegarder. Ils ne fonctionneront pas forcément de façon optimale sur une autre image, mais cela peut constituer une bonne base de départ pour appliquer les ondelettes.

Pour finir, on peut fignoler avec différentes fonctions :
– essayer le bouton Levels qui permet de régler la luminosité et le contraste de l’image
– essayer le bouton Saturation qui permet de faire ressortir les couleurs (sans en abuser)
– le bouton Gain RGB permet de modifier un peu l’équilibre des couleurs (j’aime bien baisser un peu le vert à 90%…)
– parfois j’utilise le bouton Sharpen pour essayer de faire ressortir quelques petits détails supplémentaires.

Enfin, le bouton Rotate permet de changer l’orientation de la planète à votre goût. Voici le résultat du traitement après les ondelettes, en utilisant les fonctions ci-dessus et en faisant une rotation de la planète.

Et voilà, le traitement de votre vidéo est terminée ! Ce n’était pas très compliqué finalement, non ?

Ce n'était qu'un début !

Avec nos deux logiciels précédents, vous avez donc déjà de quoi créer des images planétaires correctes.

Cependant, les données que l’on obtient sont limitées par les temps d’acquisition des fichiers vidéos, en particulier sur une planète comme Jupiter dont la rotation est extrêmement rapide et qui montre pas mal de détails, ce qui implique de limiter les temps d’acquisition entre 90 secondes et 120 secondes, sous peine de voir les détails bouger et d’obtenir au final des images plus floues. Et plus on augmente la focale (et la résolution du télescope) et plus ce temps doit être limité. L’idéal serait de pouvoir accumuler des temps de pose beaucoup plus longs et donc de pouvoir additionner beaucoup plus d’images …

Et bien, c’est justement ce que permet de faire le fabuleux logiciel Winjupos (qui est aussi gratuit) !
Winjupos permet de faire de la « dérotation » d’images, c’est-à-dire par exemple d’additionner des acquisitions qui couvrent des durées de plusieurs dizaines de minutes. Le résultat final montre alors plus de détails et moins de bruit que sur une image obtenue avec une seule vidéo. 

Ainsi l’image ci-dessous (que vous pouvez retrouver sur cette page) a été obtenue par dérotation de 10 images (donc en utilisant 10 vidéos individuelles de 90 secondes chacune).

 Ainsi le temps d’acquisition couvre une période d’environ 15 minutes, ce qui est impossible à obtenir autrement. La dérotation me semble obligatoire pour obtenir un bon résultat final et je ne me vois pas faire du traitement planétaire sans passer par ce logiciel.

Winjupos permet également de créer facilement une rotation de Jupiter, comme on le voit également sur la page en question. Bref, la seconde partie du traitement planétaire sera entièrement consacré à ce logiciel, dont le fonctionnement particulier mérite quelques explications.

A bientôt !

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