Nébuleuse de l'aigle - rapport signal / bruit

[berenthor]

Bonjour tout le monde,

 

me voici pour mon premier post sur le forum. Je commence l'astrophotographie depuis peu avec l'équipement suivant pour le moment (une lunette est en cours d'acquisition) :

• télescope : SW 150/750
• imageur :  canon EOS 1000D dé filtrage partiel + filtre UHC eos clip
• lunette guide :  60/240 avec une ASI 120 mini
• astroberry sur rpi4 4Go pour tout contrôler en remote

 

hier, le ciel était plutôt dégagé et j'ai voulus faire des tests sur la nébuleuses de l'aigle. Mon post-traitement est réalisé dans siril (dernière version me semble-t-il). J'ai pour le moment :

• 40 images de 120s (
• ni bruts, ni flats, ni offsets

 

Le shooting à eut en plein Lyon (autant dire que la PL est présente 😁, j'attends d'être au point avant de me déplacer). J'obtiens le résultats suivant :

 

 

Je trouve le résultats quand même assez cool malgré la qualité de ciel. Cependant, c'est pas encore magique. 

On observe une sorte de 'grain'  sur l'image. Cela indique-t-il que je n'ai pas assez de signal et que mon image est essentiellement dominée par le bruit ? Une solution pourrait-elle être de faire une session complémentaire de prise de vue, afin d'augmenter ce fameux rapport signal / bruit dont j'entends (ou lis) souvent parlé ?

 

Après il y a un second point qui me perturbe, on à l'impression que ce dessins une sorte de 'filature' à 45°  avec la verticale, cependant les étoiles et les nébulosité me semblent assez propres. Une idée ?

 

 

 

 

 

 

[Titophe]

Pour un premier shoot partagé ici, c’est déjà bien. 40 poses dévoilent déjà très bien le signal de la nébuleuse. 
Le point crucial pour réduire le bruit, c’est de faire des darks. Avec un APN, il faut les faire dans des conditions de température similaire à la prise de vue, donc dans la foulée des prises. 20 à 30 darks est un bon début. 
De même, lors de la prise de vue, sur ce genre d’APN il faut faire du dithering toutes les 3 à 5 poses. 
Et enfin au traitement, il y a moyen de réduire le bruit avec les nouveaux algorithmes de SiriL. 

Modifié 22 août 2023 par Titophe

[berenthor]

Merci pour ta réponse rapide !

 

Ce soir les conditions sont les mêmes, je vais donc faire les darks. Je vais en profiter pr faire des nouvelles poses également.

 

Le dithering ?🧐 Va falloir que je me renseigne 

[Titophe]

il y a une heure, berenthor a dit :

Le dithering ?🧐 Va falloir que je me renseigne

Cela consiste à décaler l’imagerie de quelques pixels par rapport à la cible pour que les points chauds et la trame de bruits ne soient pas toujours au même endroit sur l’image. Du coup à l’empilement ces défauts n’apparaissent plus.

normalement, dans le logiciel de pilotage des prises de vue de ton astroberry, il y a ce qu’il faut pour mettre en place le dithering. 

[berenthor]

dis moi si je dis n'importe quoi, mais à partir de ton message je comprends :

 

Si pas de dithering, alors les pixels chauds sont tjr situé au même endroit sur l'image, et par conséquent, on aura jamais de signal à ces localisation précise même en empilant et corrigeant avec darks et offsets.

Si avec dithering, comme on décale légèrement l'image, sur 50% des images on aura un pixel chaud à un point donné A, sur les 50% autres images le pixel chaud sera légèrement décalé en un point B. Et par conséquent, sur 50% des images on aura du signal en A et B. ce qui est mieux que 0%. (je pars sur 50% en partant du principe qu'on fait que deux jeux d'images).

 

je comprends bien ?

[Titophe]

Oui c’est tout à fait ça l’idée et en faisant du dithering aléatoire toutes les 3 à 5 images tu limites grandement l’effet des pixels chauds et de la trame de bruit. 
Pour être efficace il faut aussi faire les darks qui permettront de faire disparaître les pixels chauds…

[berenthor]

bon hier, la sortie du télescope a été un échec, impossible de faire un suivi qui tienne la route (Mais cela est un autre sujet).

 

Néanmoins, les conditions d'observations étant les même j'en ai profité pour faire qlq darks (30) en plus des prises de vues :

• canon EOS1000D partiellement défiltré avec filtre uhc eos clip
• nombre 40
• temps de pose unitaire 120s (soit 1h40min au total)
• ISO 400 

 

Tu indiquais dans ton message, un pb de darks. J'ai donc fais un test en considérant un traitement à 0, 10, 20 et 30 darks. Ce que j'appel traitement est l'utilisation du script Siril couleur avec darks et sans flat, soit :

• empilement
• correction par un master-darks
• réduction du gradient pour enlever cet aspect vert (les même paramètres à chaque fois)

 

Et voici le résultat en image, si l'on regarde proche de l'aigle. 
 

 

 

constats :

1. J'ai l'impression que les darks permettent de faire ressortir les couleurs. Ce qui me semble étrange puisque si j'ai bien compris ils permettent d'éliminer les pixels chauds. J'avais compris qu'il s'agissait d'un ''traitement'' local, c.-à-d. sur qlq pixel, et non d'ensemble. Est-ce-que je me trompe ?
2. Entre 10-20-30 darks je n'ai pas l'impression d'observer des gains sur les grains de l'image.  Par contre entre 0 et 10 darks on observe une bonne différence. Le ''grain'' est plus faible, ce qui ''lisse'' l'image. 
3. En conclusion peut-on dire que mon image à un rapport bruit/signal trop élevé ?

 

 

 

 

 

[Titophe]

Les darks servent à 2 choses : réduire le bruit de l’electronique du capteur sur tous les pixels de l’image en soustrayant le bruit moyen élaboré à partir du master dark et à supprimer les pixels chauds.

Du coup le signal dans les images empilées ressort davantage du bruit de fond dont la partie issue du capteur et de son électronique a été réduit. 
Pour le rappprt signal sur bruit, il n’y a pas de miracle : il faut cumuler de nombreuses poses car ce ratio Signal / Bruit augmente avec la racine carré du nombre de pose.

Néanmoins, il convient de choisir un temps de pose adapté à son APN ou sa caméra et son setup optique pour que le signal « sorte suffisamment » du bruit pour être traité sans saturer les zones à forte luminosité (étoiles parce exemple, ou encore zone très lumineuse comme le cœur de la nébuleuse d’Orion par exemple). Pour cela, je t’invite à lire l’excellent article de @Colmic sur la règle des 3 sigmas.

 

 

Il faut s’accrocher un peu au début de la lecture mais c’est très instructif. 

 

Modifié 23 août 2023 par Titophe

[berenthor]

Il y a donc un bruit moyen ! Cela qui explique alors le constat 1, qui est que les couleurs gagnent en intensité avec un traitement considérant un dark. Je ne suis pas fou 🤪

 

j'en conclu que le rapport bruit / signal est trop élevé et qu'il me faudrait plus de poses unitaires. Dommage que ma sortie d'hier fût un flagrant échec 😅

 

Dans tous les cas, je te remercie pour ces explications qui me semblent claires.

[berenthor]

Je me faisais une réflexion.

 

Tu indiques que le dithering revient à créer un décalage toutes les X prises de vues, pr ne pas superposé tjr les erreurs à la même position.

 

Et les darks servent à réduire/supprimer le bruit électronique du capteur. Mais si mes images subissent un décalage aléatoire la soustraction ne peut pas être effectuée au bon endroit....

J'ai rien dis !!! Les pixels sont tjr au même endroit même avec du dithering. C'est le centrage de l'objet photographié qui change...

 

🤣

[Colmic]

Salut,

sur un capteur non refroidi comme un APN, le soucis c'est que les images et les darks ne sont souvent pas faits à la même température, donc les pixels chauds et froids n'ont pas la même valeur.

Par conséquent le retrait de dark laisse souvent des résidus qui, une fois les images empilées, conduisent à de la trame.

 

C'est pourquoi il est très important de faire du dithering avec un APN (et avec un capteur CMOS pour les raisons que j'explique dans le tuto dont le lien a été donné plus haut).

 

PS : on ne dit pas rapport bruit/signal mais signal/bruit (en anglais SNR, en français RSB)

C'est bien du signal qu'on cherche à avoir et pas du bruit

 

[berenthor]

Je note pour l'importance du dithering et du dark.

 

En tout cas great tuto @Colmic