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Mercredi 15 février 2012 3 15 /02 /Fév /2012 12:02

Aujourd'hui je reviens sur la colllimation de mon laser ...... de collimation. J'ai donc suivi la méthode que j'ai trouvé sur internet : placer le laser sur un support qui permette de le faire tourner autour de son axe et d'avoir une distance suffisante entre le laser et la cible pour avoir une bonne précision de réglage. On peut voir le montage sur la photo suivante :

CollimLaser

Avec une échelle pliable et trois serre-joints, le tour est joué. L'échelle permet d'avoir une distance suffisante avec le sol. J'ai choisi d'opérer en position verticale. Comme ça, on évite les flexions, et on peut tourner autour facilement. Pour fixer le laser, j'ai utilisé la bague de réduction 2po vers 1,25po du porte-oculaire du Newton, prise dans un serre-joint. Cela garantit la bonne tenue du laser.

CollimLaser2

Une fois le laser mis en place, on l'allume et on note l'emplacement du premier point. On tourne le laser de environ 120° et on note le nouveau point, puis rebelotte une troisième fois. Au final, si le laser est collimaté correctement, on n'a qu'un seul point. Par contre, si ce n'est pas le cas, on obtient un joli triangle. Plus ce triangle est grand, plus le travail à faire est important. Pour obtenir le point à viser, il faut effectuer quelques tracés. La cible finale est le centre du cercle qui passe par les trois points de départ. On obtient le centre de la façon suivante :

Triangle cerclecirconscrit

Donc, sans retirer le laser de sa position, on agit sur les trois vis de réglage du laser pour amener le point au centre du cercle. Quand cette opération est terminée, le laser peut être utilisé sans soucis pour collimater vos instruments.

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Mercredi 23 novembre 2011 3 23 /11 /Nov /2011 23:28

Lors de mes acquisitions du 18/11/2011, j'en ai profité pour saisir Jupiter avec la plupart des grossissements à ma disposition, soit au foyer, barlow 2x, barlow 3x, barlow 5x, et l'association de la barlow 2x et de la barlow 3x. A partir de ces acquisitions, je pouvais donc mesurer les grossissements résultants.

Il faut savoir qu'une barlow, la plupart du temps, ne donne pas la même focale résultante pour une webcam ou utilisée avec un oculaire. La preuve ici. Le principe est simple. On mesure d'abord le globe pris au foyer. Ce sera notre référence. Il suffit ensuite de mesurer les globes pris avec les grossissements différents pour en déduire les focales résultantes. voici les résultats :

                             Taille          Focale           Grossissement    Rapport F/D
                          en pixels    résultante             résultant             résultant
Foyer                      43         1019.89mm               x1                        5.1
Barlow 2X            101         2395.55mm              x2.35                 11.98
Barlow 3X            148         3510.31mm              x3.44                 17.55
Barlow 5X            238         5644.96mm              x5.53                 28.22
Barlow 2X+3X      351         8325.14mm             x8.16                 41.63

On remarque tout de suite que la webcam semble booster les performances des barlows...Sur plusieurs forums ou sites, on peut lire qu'on peut, avec une webcam ou la plupart des caméras astro, pousser le rapport F/D au moins à 30 voire plus. Donc je considère que le montage avec une barlow 5x reste valide, mais que l'association de la 2x et la 3x réclame des conditions exceptionnelles pour espérer obtenir quelque chose de correct.

Voyons maintenant le point de vue mathématique de la chose. Comment suis-je arrivé à ces calculs ?
Tout d'abord, la résolution du capteur qui est la relation entre la taille d'un pixel sur le capteur et la focale résultante (incluant toutes les optiques de grossissement ou de réduction) est la suivante :

r = arctan(p/F)

où p est la taille d'un pixel du capteur en millimètres et F la focale résultante de l'instrument. Le résultat est en radians. De plus, le résultat étant très petit, on peut approximer arctan(x)=x. Du coup, si on passe le tout en degrés, on a :

     180 * p
r = ---------
       Pi * F

Ou, si on passe en arcsecondes de degrés (parce que le résultat est très petit) :

                  180 * p
r = 3600 * ---------
                    Pi * F

Dans le cas de ma webcam (Philips SPC900), p=0.0056mm. Donc :

      1155.083
r = -------------    (1)
             F

D'autre part, pour un objet qui mesure n pixels sur une image, et avec un diamètre apparent DA (à noter à partir des données de Cartes du ciel à la date et heure de visualisation), on a un pixel qui couvre un angle :

a = DA / n avec DA en secondes d'arc et n le nombre de pixels

Or, a représente la résolution d'un pixel... De ce fait, en mettant les deux équations face à face, on a :

      1155.083           DA
r = ------------- = a = -----
              F                    n

A partir des valeurs de DA et n, on veut obtenir F, donc :

       1155.083 * n
F = ------------------    (2)
                 DA

Cette formule m'a permis de remplir la colonne "focale résultante". Le grossissment résultant est obtenu en divisant le résultat de la ligne en court par le résultat de la première ligne. Et le rapport F/D (Focale sur diamètre) me parait évident... Si, si, regardez bien... ;)))) C'est ce qu'on appelle le rapport d'ouverture. Plus il est faible, plus l'instrument est ouvert. Donc, pour un diamètre donné, il collecte plus de lumière, mais a une focale plus faible donc grossit moins. Plus on est ouvert (moins de 10), plus on s'oriente vers les objets faibles du ciel profond, et plus on est fermé (plus de 10), et plus on vise les planètes. F/D de 10 permet une bonne polyvalence.

Ces formules sont à adapter à votre matériel (taille de pixel pour votre caméra, focale de l'instrument...)

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Vendredi 2 septembre 2011 5 02 /09 /Sep /2011 16:21

Pourquoi les astronomes filment un sujet pour ensuite n'en obtenir qu'une image finale ?????

C'est du simplement au traitement numérique du signal...
Les films obtenus lors de capture sont des successions d'images constituées de 0 et de 1. Et là, les matheux crient "youpi, on va pouvoir s'amuser !!!". En considérant que nous sommes dans le cadre de la théorie, des tas de théorèmes et formules peuvent nous aider à récupérer les images tant convoitées...

Pour simplifier un peu, une image brute d'un film, c'est le sujet photographié, avec un nuage de pixels recouvrant notre sujet, appelé bruit. L'avantage de l'astronomie est que nous filmons un sujet qui ne bouge pas (on oublie pour l'instant la turbulence, le suivi de la monture...) Par contre, la théorie du signal nous dit que le bruit de cette image brute est statistiquement un bruit gaussien qui a l'étonnante particularité de tendre vers 0 quand on l'intègre sur une longue période. En d'autre termes, plus on additionne d'images du même sujet immobile mais avec ce fameux bruit gaussien très présent sur les images de départ, plus ce bruit s'atténue, voire tend à disparaitre... C'est pas fabuleux, ça ???

Du coup, on pourrait additionner des millions d'images pour être au top !!! Réellement, c'est pas tout à fait aussi simple que ça...

Tout d'abord, ce fameux bruit, qui est issu de nombreuses sources (aussi diverses et variées qu'il y d'intermédiaire entre le sujuet lui-même et la surface du disque dur sur laquelle est enregistrée l'image) ne suit pas tout à fait la théorie. Du coup, son éviction, si on applique la méthode, marche dans la plupart des cas, mais pas forcément totalement. Par exemple, si on force sur les traitements, on peut le voir rappliquer à grandes enjambées...

De plus d'autres éléments perturbateurs viennent mettre leur grain de sel. Il faut notamment tenir compte de la turbulence, qui fait que mon sujet, subitement, n'est plus aussi immobile qu'il n'y parait. Ca peut aller parfois jusqu'à la danse du ventre en live sur votre écran... N'essayez même pas de faire des captures, ou vous devrez passer des journées à corriger le problème...

D'autre part il s'agit aussi d'avoir un bon suivi, grace à une bonne mise en station, et du coup obtenir un bon alignement des images de départ. Sinon, on récupère de la soupe...

En fait, toujours avoir en tête : De bonnes images au départ pour avoir de bonnes images au final...

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Vendredi 2 septembre 2011 5 02 /09 /Sep /2011 11:21

Voici un petit tutorial sur MON utilisation d'IRIS, qui n'est pas forcément la meilleure, mais, pour l'instant, celle qui fonctionne le mieux chez moi pour l'acquisition et le traitement d'images solaires (mais applicable aussi  parfois sur d'autres films récalcitrants)

 

Pour un max d'infos, un seul lien : http://www.astrosurf.com/buil/iris/iris.htm

 

Pour l'acquisition, j'ai une webcam Phjilips SPC900 non modifiée. Je la paramètre en NB à 10im/s en 640*480. Cela me donne un bon compromis entre cadence de capture et qualité d'image, du point de vue du bruit, de la turbulence, de la compression de images...

 

Je capture toujours sur le disque C: de mon portable, d'une part parce que la partition D: semble endommagée partiellement, et d'autre part parce que la capture sur un support externe semble moins fluide. Cela n'engendre pas de complications particulières car, une fois la session de capture terminée, il suffit simplement de tout transférer sur un autre support.

 

Une fois cette session terminée, je commence par archiver tous les films séparément en archives RAR pour un stockage et une gestion plus aisée par la suite. Ca me permet de réduire l'emcombrement final d'un facteur 5 environ, et ce avant tout tri des films. Une fois gardé le best of des films les plus à même d'être gardés, une session peut la plupart du temps tenir sur un CD...

 

Ensuite, on peut attaquer les prétraitements. Dans IRIS, une fois la conversion du film effectué (Fichier->Conversion AVI, sélection de l'AVI, canal N&B nommé i, puis clic sur "convertir"), il s'agit d'abord d'aligner toutes les images. Certains préfèrent d'abord faire un tri, mais je considère que le tri sera plus efficace sur un détail souhaité que sur l'ensemble d'une image.

 

On charge la première image :

 

>load i1

 

On sélectionne la zone qui va servir de référence pour l'alignement (de préférence une zone bien contrastée, et présente totalement sur toutes les images sans exception). Personnellement, je choisis une zone pas trop grande, entourant un détail particulier que je considère comme principal dans le rendu final. En Halpha, je vais par exemple sélectionner une protubérance. Puis on va donner les paramètres à appliquer pour calculer l'alignement :

 

>pregister i p 256 599

 

Pregister est la commande de base pour l'alignement des images planétaires. Cette commande demande le nom des images à aligner (i), le nom des images une fois l'alignement effectué (p), la taille de la fenêtre à étudier pour estimer les dérives d'une image à l'autre (256), et pour finir le nombre d'images à aligner (599). Come je capture à 10im/s pendant 60s, je dois normalement obtenir à chaque fois 600 images. Or, il peut arriver qu'une image passe à la trappe car le système, au moment de la capture de cette image, était occupé. Pour ce qui est de la taille de la fenêtre, on peut proposer 64, 128, 256 ou 512. Plus la valeur est élevée, plus le traitement prendra de temps. a l'inverse, plus la valeur est faible, moins le traitement sera précis. Cela ne veut pas dire qu'il faut tout le temps prendre 512. Simplement, on augmente la valeur sur des films plus exigents, où ça "bouge" plus...

 

Quand le traitement est terminé, on va pouvoir trier les images de la meilleure à la plus mauvaise. En opérant de cette façon, on va réellement trier en fonction d'un détail souhaité. Il peut arriver que, lors de l'alignement, certaines images ne soient pas alignées. Cette méthode de tri va donc pouvoir écarter ces images décalées car ne correspondant pas au détail de référence. On charge donc la première image  alignée précédemment :

 

>load p1

 

Sur cette image, on encadre à la souris le détail qui nous intéresse le plus, puis on lance le traitement :

 

>bestof p 599

 

Rien à dire de particulier sur cette commande. Une fois le tri effectué, IRIS génère une liste classée des images. Il faut donc appliquer ce tri :

 

>select p s

 

Les images triées sont les images nommées s... Ensuite, j'additionne les images que je considère comme bonnes :

 

>add_norm s 150

 

Je considère que les 150 meilleures images du tri peuvent dans la grande majorité des cas être gardées. Je ne travaille pas à longue focale et à des diamètres plutôt faibles, donc la question de la résolution ne se pose pas trop. Pour ce qui est de la fonction "add_norm", elle normalise le résultat de l'addition pour que le pixel ayant la valeur la plus élevée plafonne à 32700. Chaque valeur de pixel (son intensité) est codée sur 16 bits, ce qui donne 32768 valeurs possible, 0 étant le noir total. Dans le cas de notre fonction ça nous garde un peu de marge mais pas forcément suffisamment pour la suite des traitements. Du coup j'applique une autre commade :

 

>mult 0.75

 

Ceci permet de descendre toutes les valeurs de pixel à 75% de leur valeur d'origine. La valeur max descend donc à 24525. On retrouve donc de la marge pour la suite, car tout traitement par la suite risque de réaugmenter les valeurs des pixels. Si on était déjà au maximum, ça donnerait alors des zones saturées, ce qu'on veut éviter par dessus tout...

 

Enfin, pour éviter d'avoir à refaire tout ça :

 

>save f

 

Cela sauve ce résultat au format FITT, format utilisé par IRIS pour garder l'image en 16 bits et travailler dessus.

Au passage, tout ce que nous venons de voir est un script présent dans la fenêtre script. Ce script est sauvegardable en le copiant-collant dans le notepad, par exemple (et réutilisable de la même façon... Vous le tapez une fois pour toute, et ensuite c'est juste du copier-coller). De plus on peut revenir sur la plupart des étapes. Si le résultat final ne nous plait pas, on peut par exemple reprendre l'étape de réalignement en changeant des paramètres. Cette façon de procéder demande un peu d'espace disque (environ trois à quatre fois la taille du film) mais cela garantit des retours en arrière immédiats.

 

A ce stade, nous avons une image avec un aspect lissé, dans la mesure du possible, exempte de bruit. A partir de maintenant, on va pouvoir s'intéresser aux détails et essayer de les accentuer. Les deux plus utilisés sont le masque flou et les ondelettes. Personnellement, je commence toujours par les ondelettes. Si cela ne donne rien de bon, le masque flou aura du mal à faire mieux... Dans le menu ondelettes (traitements->ondelettes), je coche la case "verif. auto", ce qui permet de voir en temps réel ce qu'on fait. Ensuite je joue avec le premier curseur. C'est celui qui agit sur les détails les plus fins, et dans la plupart des cas, si on part avec un film de bonne qualité en terme de mise au point, c'est le seul curseur qu'on devrait toucher. Attention par contre car c'est aussi celui qui vous ramène le plus rapidement des artéfacts de traitement et du bruit... Tout est affaire de compromis. Maintenant, si la turbulence est très présente, vous ne gagnerez pas grand chose. Pour avoir de bonnes images finales, il faut avoir de bonnes images au départ. IRIS ne fait pas de miracle.

 

Ensuite vous pouvez cumuler les traitements. D'abord des ondelettes, puis un masque flou, ou simplement deux masques flous... Seule votre imagination et le résultat final vont vous brider...

 

Quand l'objectif est atteint, on peut sauver le résultat. Pour moi, je sauve en BMP pour ensuite pouvoir ajuster ensuite le traitement avec d'autres logiciels :

 

>savebmp final

 

D'autres formats d'enregistrement sont disponibles. Voir la doc pour la liste.

 

Ceci est le processus de base. Mais pour le Halpha, IRIS ne veut rien savoir. Il faut que je rajoute une étape intermédiaire pour lui faciliter le calcul d'alignement.

 

Une fois le fichier converti, j'applique un masque flou sévère sur la séquence d'images. Ceci a pour but d'accentuer au maximum le contraste et les détails de l'image : Menu traitement-> masque flou d'une séquence

Images d'entrée : i

Coef sigma : 5

facteur : 40

Images de sortie : m

Nombre : 599

Et on coche (si ce n'est déjà fait) planétaire

 

Ca donne une série d'images atroces et bourrées de défauts. C'est cette série qui va servir de référence pour effectuer l'alignement. Comme au début, on calcule l'alignement :

 

>pregister m p 256 599

 

Je ne reviens pas sur l'explication de cette commande. Ensuite, au lieu d'effectuer le bestof sur cette série, ce qui ne donnerait rien d'exploitable, on utilise le fichier résultat d'IRIS lors du calcul d'alignement pour appliquer cet alignement sur les images i de départ :

 

>file_trans i p 599

 

On demande à IRIS d'aligner de la même façon les images d'origine que les images masque floutées...

 

Ensuite seulement, on reprends le script pour effectuer le bestof et l'addition. Si au départ, IRIS n'arrivait pas à calculer le bon alignement avec les images d'origine, avec celles de la série du masque flou, l'alignement se fait sans soucis. Il se peut que ce soucis d'alignement ne soit du qu'aux images que je récupère du PST. Sur d'autres systèmes optiques, les images peuvent être différentes, et donc cette méthode n'est pas utile. Encore une fois, je précise que cette méthode est faite pour des films récalcitrants, ici pour le HAlpha, mais peut être aussi utilisé ailleurs.

 

A vous de tester maintenant, voire de peaufiner la méthode...

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