Traitement des images de comètes : guide général de l'alignement, de la suppression des étoiles et de la composition
La difficulté centrale du traitement des images de comètes tient en une seule phrase : une comète se déplace par rapport aux étoiles d’arrière-plan, si bien que la comète et les étoiles ne peuvent pas être traitées en même temps avec le même jeu de paramètres d’alignement. C’est pourquoi, lorsqu’on traite une comète au déplacement rapide, la comète et le fond d’étoiles sont toujours traités séparément, puis composés à la fin. Cet article rassemble, en guise de guide général, ce que j’ai accumulé au fil des ans en matière de traitement des comètes, des outils d’alignement à la suppression des étoiles, jusqu’à la couleur et la composition ; quant à une étude de cas concrète, vous pouvez consulter la série sur la comète Tsuchinshan de « Traiter les comètes avec PixInsight ».
Pourquoi aligner la comète : une comparaison
Regardons d’abord une comparaison, pour expliquer quel problème l’alignement de la comète résout au juste.
À gauche de l’image ci-dessus, c’est le résultat de l’intégration d’images alignées sur le noyau cométaire et dont les étoiles ont été supprimées ; à droite, c’est le résultat d’une intégration effectuée directement avec le seul alignement des étoiles. Sur l’image de droite, qui n’a jamais été alignée sur le noyau, quelques défauts apparaissent autour du noyau après l’intégration — et je tiens à souligner que ce ne sont pas des « détails autour du noyau », mais des dégâts laissés après que l’algorithme de réjection a éliminé les valeurs aberrantes. L’image du noyau elle-même se trouve endommagée par ces défauts. Autrement dit, si vous voulez préserver la forme complète du noyau et de la queue, cette étape de l’alignement de la comète est incontournable.
L’outil Comet Alignment (CA)
Dans PixInsight, l’outil qui gère l’alignement de la comète est Comet Alignment (CA). Son usage le plus élémentaire l’associe à Star Alignment (SA) : on aligne les étoiles avec SA et la comète avec CA, pour finalement produire deux images — une pour les étoiles et une pour la comète — que l’on traite ensuite séparément. Dans SA, on sélectionne la position de la comète par un clic gauche de la souris.
Une méthode qui a d’abord échoué, puis réussi
Il y a des années, un confrère astrophotographe avait proposé une idée avancée : aligner la comète avec CA, intégrer une « image de comète pure », puis exécuter CA une nouvelle fois pour soustraire la comète des images alignées sur les étoiles, et obtenir ainsi un fond d’étoiles pur et propre. Les étapes détaillées sont les suivantes :
- Calibrez les images de la comète.
- Utilisez Star Alignment pour aligner les étoiles et produire les images alignées sur les étoiles.
- Utilisez CA pour sélectionner le noyau cométaire dans les images alignées sur les étoiles et produire les images alignées sur le noyau.
- Utilisez Image Integration pour intégrer les images alignées sur la comète et produire une « image de comète pure » presque débarrassée des étoiles.
- Enregistrez l’image de comète pure, sélectionnez-la comme subtract operand image dans CA, puis exportez de nouveau, afin de produire des images « alignées sur les étoiles et sans comète ».
- Utilisez Image Integration pour intégrer les images alignées sur les étoiles et sans comète, afin d’obtenir une « image d’étoiles pure ».
Honnêtement, la première fois que j’ai testé cette méthode sur mes propres données, elle n’a pas fonctionné — l’étape 5 n’arrivait pas à produire une « image alignée sur les étoiles et sans comète » propre : sur une partie des images alignées sur les étoiles, la comète subsistait encore, ou bien elle était soustraite à l’excès au point que la position de la comète devenait toute noire, et après l’intégration la comète restait malgré tout incomplète. Cela dit, le confrère qui avait proposé cette méthode y était parvenu sur ses propres données, aussi l’avais-je tout de même consignée à l’époque pour servir de référence à tous. Par la suite, j’ai amélioré ma façon de procéder et je l’ai refaite avec un jeu de données de la comète Leonard à l’arrière-plan simple (TOA 150 + QHY 268c, 16 poses de 90 secondes), ce qui a confirmé que cette méthode traditionnelle de comet alignment peut effectivement réussir. Et comme l’arrière-plan ne contient ni galaxies, ni amas d’étoiles, ni nébuleuses particuliers, il se prête assez bien à l’entraînement des débutants.
Le nouveau CA : pas besoin d’aligner d’abord les étoiles
La nouvelle version de Comet Alignment apporte un changement important : il n’est plus nécessaire d’aligner d’abord les étoiles.
Il vous suffit de sélectionner « grossièrement » la position du noyau sur la première et la dernière image et de cocher Compute PSF fits, et le programme calcule de lui-même le noyau des autres images et les aligne. Ainsi, même si la trajectoire de déplacement de la comète n’est pas une ligne droite, elle peut tout de même être alignée. L’avantage évident de ce procédé, c’est que l’on évite deux passes d’interpolation — l’ancienne méthode, qui consiste à aligner d’abord les étoiles puis la comète, revient à interpoler deux fois, et chaque interpolation coûte un peu de qualité d’image. (Vous pouvez remarquer que le suffixe du nom de fichier des images dans la vidéo est _c_cc_ca, sans _r, ce qui signifie qu’elles n’ont subi que Calibration, Cosmetic Correction et Comet Alignment, sans Registration.) Ce nouveau procédé donne en outre naissance à quelques applications, comme intégrer plusieurs jours consécutifs de données de comète, ou réaliser une vidéo en accéléré du déplacement continu de la comète.
Suppression des étoiles : le noyau est facilement endommagé
Le traitement des comètes ne va pas sans la suppression des étoiles, mais le noyau et la chevelure sont facilement pris pour des étoiles par les outils de suppression des étoiles, et détruits. Je distingue ici plusieurs cas.
Le problème de la suppression des étoiles sur une image couleur à l’état linéaire
Si vous n’avez pas acheté StarXTerminator (SXT) et que vous voulez supprimer les étoiles par lots avec Starnet++, les images couleur se heurtent à un ennui : à l’état linéaire, après qu’une image couleur est passée par Starnet++, le noyau et la chevelure se retrouvent endommagés.
La solution consiste à séparer les trois canaux RGB, à supprimer les étoiles de chacun séparément, puis à les recombiner, exactement comme lorsqu’on traite les canaux RGB pris avec une caméra monochrome. Après ce traitement, le noyau et la chevelure paraissent nettement plus normaux. Pour séparer les canaux par lots, vous pouvez utiliser le Batch Channel Extraction Script qui se trouve parmi les scripts.
Protéger le noyau avec un masque
Lors de la suppression des étoiles par lots, SXT ou Starnet supprime parfois purement et simplement le noyau comme s’il s’agissait d’une étoile, ou sépare des parties de la comète à différentes échelles, ce qui fait pâlir le noyau. La solution est d’appliquer un masque sur le noyau :
- Utilisez un programme comme GAME pour créer un masque du noyau.
- Dans le Process Batch de SXT, choisissez de charger le masque.
La zone masquée (la partie noire du masque) ne subit pas la suppression des étoiles, ce qui protège le noyau. Si vous utilisez Starnet, vous pouvez aussi charger le masque dans le Process Container lors de la suppression des étoiles par lots.
Dans la pratique, il y a une petite astuce : avant de supprimer les étoiles, pensez à confirmer d’abord la position du noyau sur la première et la dernière image, puis, avec GAME ou l’outil Clone Stamp Tool, créez un masque le long de la ligne reliant les positions du noyau de la première et de la dernière image, et ce n’est qu’ensuite que vous supprimez les étoiles ; c’est ainsi que vous évitez efficacement d’endommager le noyau.
Couleur et calibration de l’arrière-plan
À l’extrémité de la queue d’une comète apparaissent parfois d’étranges couleurs — rouge, violet, vert, un peu de tout — : pour l’essentiel, il s’agit le plus souvent de la couleur du fond de ciel où se trouve la comète, qui ressort après qu’on a renforcé la comète seule (par exemple la troisième queue, rouge, apparue sur NEOWISE il y a quelques années). La garder ou l’enlever est affaire de goût personnel ; si vous voulez l’enlever, ma façon de faire consiste simplement à retirer la couleur en question.
En théorie, une fois la calibration terminée, le fond de ciel devrait être proche d’un brun noirâtre, mais, en l’absence d’étoiles, la calibration de la comète échoue ou devient imprécise assez facilement, surtout pour les images prises avec une caméra couleur. D’après mon expérience, les deux plus gros problèmes du traitement d’une comète sont la calibration de la couleur et l’élimination des résidus d’étoiles ; réglez ces deux-là et vous avez en réalité déjà réussi à quatre-vingt-dix pour cent.
Pour finir : les fondamentaux comptent toujours
Le traitement des comètes demande souvent plusieurs jours de tâtonnements, et il est fort possible qu’une journée entière se passe dans l’impasse — parfois, le cerveau a besoin de se poser avant de pouvoir trouver une solution.
Les outils d’IA (ceux de suppression des étoiles, de réduction du bruit et compagnie) font certes gagner pas mal de temps, mais ce temps est en réalité simplement reporté sur le coût de calcul de l’ordinateur (avec un CPU lent ou sans GPU, le calcul prend une éternité). En dehors de cela, les outils fondamentaux de PixInsight sont tout aussi indispensables : outre les habituels DBE, STF, Histogram Transformation et Curve Transformation, Wavelet, HDRMT et les outils de saturation des couleurs — utilisés de pair avec des masques — sont autant de clés pour extraire toute la qualité d’une image. Les outils continueront de progresser, mais ce sont ces fondamentaux, bien travaillés, qui vous donnent le véritable aplomb pour traiter les comètes de façon régulière et réussie.