tech Tuto : la déconvolution sous Pixinsight

[Tromat]

Hello,

 

petit tuto rapide sur la déconvolution dans les règles de l'art avec une technique basée entièrement sur l'approche de Juan Conerejo, le grand boss de l'équipe de Pixinsight.

 

On va créer 3 fichiers supports qui permettront à la fin de réaliser proprement la déconvolution. Je pars du principe que vous savez déjà utiliser un minimum le logiciel donc je ne rentrerai pas dans les petits détails. On utilise pour ce traitement un fichier linéaire qui n'a donc subit aucune étape de type courbes.

 

Le fichier utilisé en exemple provient de litobrit.

1/ Modélisation de la PSF :

 

Le but du jeu est déterminer la forme des étoiles et leur étalement pour indiquer au process de déconvolution les paramètres à appliquer sur l'image.

On commence par ouvrir l'image et appliquer un STF par défaut pour y voir plus clair :

 

On lance le process DynamicPSF et on sélectionne une bonne quantité d'étoiles sur toute l'image et à condition qu'elles ne soient ni trop ténues, ni saturées. On utilise l'icône en forme de flèche pour trier les étoiles retenues par Mean Absolute Difference (MAD) et on sélectionne environ les trois quarts des meilleures étoiles (shift+clic). Il ne reste ensuite plus qu'a cliquer sur l'icône en forme d'appareil photo pour générer l'image PSF :

 

2/ Création d'un masque linéaire :

 

Un des plus précieux outils du traitement en astrophoto est le masque. Dans Pixinsight il existe un grand nombre de méthodes pour les créer mais là on va utiliser une approche intéressante qui consiste à garder le masque linéaire, c'est à dire sans altération de la réponse du capteur en proportion du signal. En gros le masque est plus précis et plus proche de la valeur du signal qu'en procédant de manière classique avec une montée d'histogramme et des courbes.

 

On duplique l'image (ou on extrait la luminance si on travaille en couleur), on lance le process PixelMath, on tape "$T * 30" et on applique à l'image. L'idée est de multiplier la valeur de luminosité de l'image de la même manière pour tous les pixels jusqu'à éclaircir suffisamment l'image. La valeur de 30 est celle qui fonctionne pour cet exemple précis, mais dans votre cas il faudra peut être monter à 80, 100 voir 200, il faut faire des essais. Les pixels les plus clairs sont complètement cramés et c'est normal, le but du jeu est de faire apparaitre les plus sombres :

 

Ensuite avec le process HistogramTransform on vient couper les noirs et resserrer les blancs. Il faut faire disparaitre les zones avec le rapport signal sur bruit le plus faible et passer en blanc les zones qui encaisseront le mieux la déconvolution. IMPORTANT : il ne faut utiliser que les curseurs des extrémités et en aucun cas celui du milieu qui courbe la droite, sans quoi on perd le caractère linéaire du masque.

 

Une petite convolution pour atténuer légèrement le bruit :

 

Le masque une fois fini :

 

3/ Création d'un support de protection des étoiles :

 

Quand on joue avec la déconvolution on est souvent vite confronté à un problème de ringing, l'apparition d'une zone sombre autour des étoiles et des détails les plus marqués. Certains parlent aussi d'yeux de merlans. Pour s'en prémunir on va créé une sorte de masque d'étoile qui sera utilisé par le process. On pourrait tout à fait utiliser le process StarMask spécifiquement créé pour cette tâche mais il est très lourd à utiliser et très très lent actuellement. Une mise à jour est prévue pour plus tard.

En attendant voici une approche différente, simple et efficace.

 

On duplique une nouvelle fois l'image, on applique un STF et on fait glisser l'icône triangulaire en bas à gauche sur une fenêtre HistogramTransform pour coller les valeurs "fictives" du STF sur une courbe d'histogramme, on retire le STF (touche F12) de l'image et on applique la montée d'histogramme :

 

Notre image n'est maintenant plus linéaire et on applique un HDRMultiscaleTransform assez violent pour aplatir l'image en tuant tous les contrastes :

 

On lance le MultiScaleTransform (anciennement ATrouWaveletTransform) et on décoche le premier niveau d'ondelettes ainsi que le résiduel en double cliquant dessus et on applique :

 

Avec HistogramTransform on resserre très fortement les curseurs de gauche et de droite pour faire disparaitre les dernières traces de nébulosités tout en faisant blanchir à fond les étoiles (s'aider d'un preview) :

 

On floute un peu tout ça :

 

Il est ensuite préférable de resserrer à nouveau les niveau avec HistrogramTansform et de réappliquer une légère convolution pour renforcer le support. Notre masque est fini, on peut maintenant passer à l'étape finale.

 

4/ La déconvolution : (enfin !)

 

Si les trois étapes précédentes se sont bien passé on a 4 fichiers :

- l'image à traiter

- la PSF

- un masque pour protéger les basses lumières

- un fichier support de deringing

 

On lance donc le process déconvolution, on sélection le fichier PSF dans External PSF, on coche l'option deringing et dans Local support on sélectionne le fichier précédemment créé.

On laisse pour le moment le nombre d'itération à 10, et on règle la valeur Global Dark jusqu'à faire disparaitre les anneaux autour des étoiles. Attention, une valeur trop élevé annihile complètement l'effet de la déconvolution, il faut accepter un minimum de ringing pour que l'effet soit visible. Si la console indique un problème et que l'image se couvre d'artefacts c'est que cette valeur est beaucoup trop forte.

Ensuite il est possible d'augmenter le nombre d'itérations en réajustant le Global Dark en conséquence jusqu'à obtenir l'intensité désirée.

 

Si jamais on assiste à une montée du bruit il est possible d'augmenter les valeurs de Noise Thresold pour améliorer la protection du bruit, voir d'ajouter des niveaux d'ondelettes.

 

Il est évidemment conseillé de travailler avec des previews pour aller plus vite. Penser à tester plusieurs zones de l'image.

 

Pour finir on applique et on peut poursuivre le traitement.

 

 

Le résultat à 200% :

Modifié 10 juillet 2014 par Tromat

[AstroNOTE-Guillaume]

Bon je suis amateur de cette technique mais pourquoi n'utilise tu pas starmask par exemple?

Quel est aussi l'avantage de faire un mask en mode linéaire?

 

j'ai souvent des messaes d'ereur lors de mes ittération de déconvoltion et je cherche a trouver la source (que je met souvent sur le dos de mes masques justement mais sans trouver de solution.)

[AstroNOTE-Guillaume]

en tout cas coté résultat y a pas photo c vachement meilleur

[Astro89]

Le gain est énorme! Merci pour ce tuto

[Dieter333]

Merci Tromat !

[luckymix]

Salut Tromat, merci pour le tuto

 

Perso moi j'utilise un StarMask

 

1° Je créer un StarMask

2° Je créer une PSF

3° Je duplique mon image non linéaire que j'applique en mask sur l'image pour que le traitement sois moins brutal et les transitions plus douces

4° Une déconvolution

 

Chacun sa méthode après

[litobrit]

Merci Tromat.

J'ai essayé de mon coté en créant les masques de déconvolution avec Photoshop. C'est plus intuitif...

Il y a du gain en résolution et en finesse d'étoiles mais je ne suis pas sûr qu'une utilisation judicieuse de Photoshop, en particulier de la netteté optimisée et des techniques de réduction d'étoiles n'apporte pas un gain équivalent.

Je n'ai fait une sélection d'étoiles pour le PSF que sur le centre de l'image ou les étoiles sont le moins déformées par la courbure du RC et la collim approximative.

Le drizzle semble surtout apporter du bruit, j'ai donc travaillé sur l'image intégrée sans puis doublée. Obtiens-tu de meilleurs résultats pour le drizzle ?

Toujours passionnant d'essayer d'aller au bout du bout de l'image.

 

[Dominik]

Merci pour ce sujet !

 

La déconvolution reste assez mystérieuse pour moi, je vais donc me pencher sur le sujet grâce à toi...

[litobrit]

J'ai oublié de préciser à l'intention des BWB* que c'est une image issue de poses en bin 2 ce qui explique le manque de précision et de finesse

 

 

*BWB : Black and White Bears

[osteoval]

Super Merci pour le tuto Tromat !

Je vais essayer ça

[Idir]

Merci tromat, je vais essayer ça aussi en ces temps pluvieux.

 

Merci

[grizli21]

Super tuto Tromat, facile a comprendre et bien présenté

merci a toi

[Aknotwot]

Bravo et merci...je me lance !

[Tromat]

Merci pour les retours,

 

Bon je suis amateur de cette technique mais pourquoi n'utilise tu pas starmask par exemple?

Quel est aussi l'avantage de faire un mask en mode linéaire?

Hey faut tout lire

J'ai une haine profonde pour le process StarMask sous sa forme actuelle. Il faut faire beaucoup d'essais pour arriver à quelque chose et lent, très lent, trop lent, surtout que je n'ai pas une bête de course. La méthode que je décris à le mérite d'être plus visuelle et aussi efficace. Un peu lecture pour utiliser le StarMask de façon plus efficace.

Le masque linéaire permet d'être plus représentatif du RSB qu'en bidouillant les courbes. C'est assez flagrant sur les galaxies ou en quelques clics tu obtiens facilement un masque qui isole parfaitement la cible du fond de ciel.

 

j'ai souvent des messaes d'ereur lors de mes ittération de déconvoltion et je cherche a trouver la source (que je met souvent sur le dos de mes masques justement mais sans trouver de solution.)

Essaies de baisser le Global Dark.

 

Il y a du gain en résolution et en finesse d'étoiles mais je ne suis pas sûr qu'une utilisation judicieuse de Photoshop, en particulier de la netteté optimisée et des techniques de réduction d'étoiles n'apporte pas un gain équivalent.

L'un n'empêche pas l'autre, tu peux encore accentuer en fin de parcours avec des ondelettes ou autre. La déconvolution est normalement plus élégante et plus précise qu'un masque flou et permet d'accentuer sans augmenter le niveau de bruit.

Je n'ai pas encore approfondi avec le drizzle, mais l'augmentation de bruit est normale et pas si pénalisante que ça si tu as déjà un signal robuste.

[yannp29]

Salut,

 

Merci beaucoup pour le tuto. Je vais travailler ça dès que j'ai un moment (ce qui n'est pas gagné ces temps ci).

 

Amicalement,

 

Yann

[AstroNOTE-Guillaume]

Ah merci ce lien m'aide a fond justement j'ai pas arrêter de faire des test pour obtenir un mask d'étoile correct avec TOUTE les étoiles ou uniquement les grosses brillante et là c'est la réponse a ma question super MERCI!!

[Ptitlepan]

super Thomas, merci beaucoup pour ton taff, je vais mettre tout cela en pratique sur mes prochaines images

[AstroNOTE-Guillaume]

Bon effectivement j'vais raison c'est bien mon masque d'étoile qui me foutat la merde (pour ma trompe dans mon exemple) j'ai refait un bon mask et là nikel! merci pour l'astuce

[luckymix]

Bon effectivement j'vais raison c'est bien mon masque d'étoile qui me foutat la merde (pour ma trompe dans mon exemple) j'ai refait un bon mask et là nikel! merci pour l'astuce

 

Suffit d'aller voir ici toutes la bases y sont

 

http://pixinsight.fr/masques_etoiles.html

[litobrit]

Bon effectivement j'vais raison c'est bien mon masque d'étoile qui me foutat la merde (pour ma trompe dans mon exemple) j'ai refait un bon mask et là nikel! merci pour l'astuce

Pourquoi tu n'utilises pas le dering ? En ajustant avec des essais successifs les paramètres sur une preview les étoiles ne souffrent pas.

Au contraire les toutes petites étoiles voient leur brillance augmenter.

[luckymix]

Pourquoi tu n'utilises pas le dering ? En ajustant avec des essais successifs les paramètres sur une preview les étoiles ne souffrent pas.

Au contraire les toutes petites étoiles voient leur brillance augmenter.

 

+1 chez moi une valeur de 0.001 fonctionne generalement pas trop mal, faut jouer avec doigter par contre

[astromomo]

Salut tromat.

 

Je m'initie à PS en ce moment mais ces tutos sont très utiles pour beaucoup de gens.Merci!

 

Moïse

[morolapin]

Super tuto, j'ai hâte de tester ça !

[AstroNOTE-Guillaume]

Pourquoi tu n'utilises pas le dering ? En ajustant avec des essais successifs les paramètres sur une preview les étoiles ne souffrent pas.

Au contraire les toutes petites étoiles voient leur brillance augmenter.

 

Et bien je faisai exactement ce qui est présenté dans ce tuto mais j'avais des problèmes d'artéfact qui au final c'est règlé en réalisant un nouveau mask d'étoil dering et bien meilleur qualité

[nonodu28]

Super tuto Tromat.

Petite remarque personnelle, je ne vois pas trop le gain apporté, étant donné que ta photo de base est déjà pas mal du tout.

Si tu étais parti d'une photo avec des étoiles carrées, ou légèrement effilées, ce serait plus probant.

Je me tâte à essayer Pinxinsight, ton tuto est de très bonne qualité, mais le logiciel a l'air d'être une sacrée usine à gaz, encore + qu'Iris.....

Continues à nous faire des tutos de la sorte, tu fais un travail formidable.

[Tromat]

je ne vois pas trop le gain apporté, étant donné que ta photo de base est déjà pas mal du tout.

Histoire de préciser, je ne suis pas l'auteur de l'image originale, elle est de Litobrit. Ensuite le but du traitement est de mettre en valeur les données accumulées au cours de la nuit qu'elles soient de bonnes ou mauvaise qualité. Là le gain me parait visible, mais on pourrait sans doute aller plus loin (au risque de faire apparaitre des artefacts). Observe notamment la façon dont les petites étoiles reprennent vie et la manière dont les fins détails apparaissent plus ciselés.

 

 

Je me tâte à essayer Pinxinsight, ton tuto est de très bonne qualité, mais le logiciel a l'air d'être une sacrée usine à gaz, encore + qu'Iris.....

Tu peux toujours demander la version d'essai, ça ne coute rien. Après il est évident que ce n'est pas un logiciel où tout se fait en deux clics, mais l'interface est moderne, il n'y a pas besoin de jouer avec des lignes de commande et surtout c'est un monstre de puissance. Il est de plus continuellement mis à jour avec l'ajout de nouvelles fonctions et la communauté autour est très active. Il devrait sous peu y avoir une nouvelle fonction de déconvolution basée sur le "total generalized variation" et qui semble hautement prometteuse, aussi bien en ciel profond qu'en planétaire.

 

La seule vrai contrainte pour qui veut se lancer avec Pixinsight est la maitrise de l'anglais, c'est pratiquement incontournable. Le logiciel n'est pas traduit (alors que l'équipe de développeurs est espagnole) et 95% des tutos et articles sur le sujet sont en anglais.

Modifié 10 juillet 2014 par Tromat

[litobrit]

Super tuto Tromat.

Petite remarque personnelle, je ne vois pas trop le gain apporté, étant donné que ta photo de base est déjà pas mal du tout.

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[OrionRider]

Merci Tromat, même si je ne l'utilise pas (encore) moi-même.

 

je ne suis pas sûr qu'une utilisation judicieuse de Photoshop, en particulier de la netteté optimisée et des techniques de réduction d'étoiles n'apporte pas un gain équivalent.

 

Je ne vois pas ce que la déconvolution dans PI apporte par rapport aux techniques habituelles dans PS.

 

Perso j'applique une 'netteté optimisée' de base sur l'image, par exemple 500% à 0,8px.

Ensuite je duplique le calque. Sur le calque du dessous j'applique une netteté exagérée puis un flou de surface de 7 ou 8px. Enfin je règle la transparence du calque du dessus de façon à rehausser les détails sans que l'image semble 'dessinée'.

Après ça on peut aussi préserver les grosses étoiles si on n'aime pas les bords trop francs.

 

Exemple sur base d'une capture d'écran directement du forum (donc en jpeg). Je trouve qu'on peut aller plus loin dans PS sans créer de rebonds clairs:

 

EDIT: à comparer en ouvrant les deux liens dans des 'tabs' puis en passant de l'un à l'autre:

 

https://dl.dropboxusercontent.com/u/33678863/Astro/Tuto_Deconv/integration_Preview03_crop.gif

https://lh4.googleusercontent.com/-dNrTyQdGcg8/U75dawIBNHI/AAAAAAAAAHc/KbcqWkUwBoA/w573-h472-no/nettet%25C3%25A9.jpg

 

Modifié 10 juillet 2014 par OrionRider

[Tromat]

Comme je l'ai déjà dit les deux ne sont pas incompatibles et il faut adapter le traitement à chaque image. L'inconvénient du masque flou par rapport à la déconvolution c'est que tu ne fais qu'agir sur l'intensité des microcontraste, donc tu augmente le bruit. La déconvolution permet également de corriger une légère dérive en recentrant des étoiles étirées ainsi que les détails de l'image.

 

Après chacun voit midi à sa porte et adapte le traitement en fonction de son setup et son ciel. Pour ma part je n'utilise pas systématiquement la déconvolution.

[OrionRider]

En tout cas, PI semble être le prototype du truc dans lequel tu passes des heures et des heures de pur bonheur à explorer toutes les possibilités. Merci pour le partage.