Le Prétraitement / Pre-processing avancé sous Pixinsight

Le préprocessing consiste à calibrer, aligner et empiler les images brutes obtenues avec votre APN ou votre CCD.

• Calibrer (Calibrate) : Permet de corriger toutes sortes d’aberrations (bruit de lecture et de chaleur, taches sur le capteur, vignettage etc) en soustrayant des fichiers appelés dark, offset (ou biais) et des flats.
• Aligner (Registering) : Une fois la calibration effectuée, la seconde étape est d’aligner chaque image entre elles.
• Empiler (stacking): Une fois les images alignées, l’empilement peut être réalisé.

Dans ce tutoriel nous allons pouvoir :

• Calibrer, aligner et empiler nos images grâce aux différents processus de Pixinsight sans passer par le script automatisé Batch Préprocessing. Cette technique permet de régler au mieux les différents paramètres, et est plus optimale. Elle permet aussi de faire un prétraitement sur des images brutes qui proviennent de nuits différentes (avec donc des darks, biais et flats différents)

• Selectionner à l’aide d’un script les meilleures images

PREREQUIS
Il est nécessaire d’avoir suivi le tutoriel Créer des masters Dark, Biais et Flat avec Pixinsight et d’avoir réalisé les masters DARK, BIAIS et FLAT.

1ère étape : Calibrer les images brutes (LIGHT)

Une fois les masters DARK, BIAIS et FLAT réalisés, il faut désormais soustraire ces masters à chaque image brute afin de corriger les pixels chauds et froids, ainsi que les taches sur le capteur et le vignettage.
Pour cela, ouvrez Process > ImageCalibration > ImageCalibration

• Dans Add Files, ajoutez vos fichiers brutes
• Dans Output directory, indiquez une adresse de stockage des futurs images calibrées en cliquant sur l’icône « dossier »
• Dans la partie Master Biais, ouvrez votre master BIAIS réalisé à l’étape précédente. Décochez l’option Calibrate, qui est seulement utile si vous n’avez pas calibrer votre Biais à l’étape précédente
• Faîtes de même avec le Master Dark et le master Flat, tout en décochant l’option Calibrate. Dans CFA pattern detection, assurez vous d’avoir l’option Detect CFA si vous utilisez un reflex ou une caméra couleur. Cette option va permettre à Pixinsight de décoder correctement la matrice de bayer.
• Lancez la calibration en cliquant sur le rond en bas à gauche. Des images avec le suffixe _c seront créées dans le dossier de destination.

2ème étape : Sélectionner les meilleures images calibrées

Une fois calibrées, vos images n’auront pour autant pas la même qualité entre elles (changement de qualité de ciel, humidité, nuages etc). Il faut donc sélectionner et ponderer les meilleures images.
Pour cela, ouvrez Script > Preprocessing > SubframeSelector

• Dans Add files, ajoutez vos fichiers fraichement calibrés.
• Dans Subframe Scale, rentrez votre échantillonnage, pour rappel : Echantillonnage = 206 x Pixel de la CCD (μm) / Focale du téléscope (mm)
Pour exemple avec une Atik 383 et un newton 200/800 :
– Echantillonnage = 206 x 5,4 / 800 = 1,39 pixels d’arc !
• Dans Camera Gain, rentrez le gain de votre caméra. Pour le connaître, vous pouvez utiliser le script Basic CCD Parameters de Pixinsight (tutoriel à venir). Vous pouvez aussi rentrer une valeur proche de celle mesurée pour la caméra que vous utilisez. Cette valeur est souvent donnée par la marque ou dans les forums spécialisés.
• Dans Scale Unit, prenez l’option Arcseconds
• Dans la section Star Detection and Fitting, mettez la valeur de « 4 » à Star Detection Layers et « 2 » à Noise Reduction Layers.
• Cliquez maintenant sur le bouton Measure. Le processus est assez long.

• Une fois fini, un tableau apparait avec les statistiques de chaque image. Vous pouvez désormais appliquer des restrictions afin de garder les meilleures images. Pour cela, dans la section Expressions puis Approval, vous pouvez rentrer des conditions. Dans mon cas, je veux garder les images avec les meilleures FWHM ( FWHM < 3.4 ) et dont l'excentricité des étoiles (c'est à dire la rondeur) est inférieure ou égale à 0.8. Normalement il est considéré que les images avec des étoiles rondes ont une excentricité inférieure à 0.5, ce qui indique dans mon cas que mes images ont souffert d'un allongement.

J’indique donc dans Approval :

FWHM < 3.4 && Eccentricity <= 0.8

• Comme vous pouvez le voir sur le graphique, les images rejetées portent une croix tandis que les images choisies ont un point.

• Optionnel : Une autre manière de sélectionner ses images est d’affecter à chaque image un « poids » customisé. Ce poids aura pour paramètres la FWHM et l’excentricité comme avant, avec en plus le SNRweight (rapport signal/bruit). Dans mon cas c’est utile, je commençais mes poses très tot le soir, les lumières de la ville, ainsi qu’une nuit pas totalement noir en début de soirée limitait ce rapport.
Après de nombreuses lectures, il semble y avoir une formule afin de rendre la selection simple (copiez la dans Weighting) :

(10*(1-(FWHM-5.209)/(6.360-5.209)) + 10*(1-(Eccentricity-0.6066)/(0.7352-0.6066)) + 30*(SNRWeight-2.178)/(2.343-2.178))+50​

Vous souhaitez privilégier le rapport signal sur bruit par rapport à la FWHM ? Changez « 30 » avec une valeur plus élevée.
Vous souhaitez privilégier la FWHM ? Changez le premier « 10 » avec une valeur plus élevée.
Vous souhaitez privilégier l’excentricité ? Changez le deuxième « 10 » avec une valeur plus élevée.

• Une fois votre formule choisie, dans Approval indiquez  » Weight > XXX ». XXX étant le « Weight » calculé qui vous convient. Plus le score est haut, plus les images sont bonnes.
• Vous pouvez voir sur la figure que les premières poses sont rejetés (ciel pas assez noir = rapport signal/bruit faible), que les poses en milieu de série sont sélectionnées et que les poses en fin de session sont rejetées (FWHM moins bonnes).
• Dans la section « Output », indiquer un « FITS keyword », par exemple « POIDS »
• Il ne vous reste plus qu’à cliquer sur Output Subframes et indiquez un dossier de destination où seront enregistrés les images choisies.

3ème étape : Aligner les images calibrées et sélectionnées

L’étape suivante est l’alignement, pour cela ouvrez Process > ImageAlignment > StarAlignment

• Dans Reference image, choisissez une des images que vous venez d’exporter avec SubframeSelector
• Dans Target Images, ajoutez l’ensemble de vos fichiers avec Add Files
• Dans Output Images, puis Output directory, choisissez votre répertoire de destination.
• Normalement les réglages par défaut fonctionnent dans la plupart des cas. Pour lancer l’alignement, cliquez sur le rond en bas à gauche.

4ème étape : Empiler les images alignées

Dernière étape, cette fois-ci il suffit d’empiler les images afin de produire l’image prétraitée.

• Ouvrez Process > ImageIntegration > ImageIntegration

• Dans Add files, ajoutez vos fichiers alignés.
• Dans la section Image Integration, choisissez la combinaison Average.
• Dans Normalization, prenez Additive
• Dans Weights, choisissez FITS Keyword et indiquez le mot clé « POIDS » défini auparavant.
• Dans Pixel Rejection (1), prenez l’algorithme Averaged Sigma Clipping et désactivez Clip Low Range
• Dans Pixel Rejection (2), laissez les paramètres par défauts (Sigma Low à 4 et Sigma High à 2). Si à la suite de l’empilement vous avez encore des rayons cosmiques, veuillez baisser les Sigma Low (typiquement 2.5) et Sigma Hight (1.5) et ainsi de suite. Attention cependant à ne pas avoir la main lourde, plus vous baissez les valeurs de sigma et plus vous supprimez, certes les défauts, mais aussi du signal.
• Cliquez sur le rond en bas à gauche. Le processus est long. Une fois fini, 3 images seront ouvertes (Low Rejection, High Rejection et Integration). Vous pouvez sauvegarder ce dernier en .xisf en allant dans Files > Save As

Vous venez de terminer le processus de prétraitement ! Vous pouvez visualiser votre image rapidement en allant dans Process > All Proccesses > ScreenTransferFunction
Cliquez d’abord sur le cadenas pour délier les canaux couleurs (cercle rouge) et ensuite sur le symbole radioactif (cercle vert).