Suppression du fond avec DBE : anneaux sombres, glow, gradients de lumière et points d'échantillonnage

DBE (DynamicBackgroundExtraction) est un outil important de la phase linéaire de PixInsight, servant à estimer et à supprimer le gradient de lumière et le gradient de couleur du fond. Mais il est bien plus qu’un simple « aplatissement du fond » : des anneaux sombres au glow, jusqu’au placement des points d’échantillonnage, tout est un travail qui demande une étude minutieuse. Cet article rassemble plusieurs usages de DBE et ses pièges les plus courants.

Ce que fait vraiment DBE

Le cœur de DBE consiste à créer un modèle de fond pour une image au gradient de lumière irrégulier, puis à le supprimer par soustraction ou par division. C’est une étape importante de la phase linéaire d’une image astronomique.

Ce qui est intéressant, c’est qu’à travers ce modèle de fond, on peut aussi remonter aux conditions du moment de la prise de vue : par exemple le vignettage autour du miroir, ou les ombres sombres provoquées par une suppression excessive du glow. La forme du modèle de fond est souvent presque identique à celle de l’image d’origine, et il vaut la peine de le télécharger pour l’observer en comparaison.

Il faut le souligner en particulier : même dans le cas de la soustraction, il ne s’agit pas simplement de soustraire le modèle de fond directement à l’image d’origine. Ce processus met en jeu, à tout le moins, des algorithmes liés à la fréquence spatiale, dont le but est d’éviter autant que possible d’affecter la partie du signal des objets célestes que l’on souhaite conserver (par exemple les étoiles qui changent de couleur). Lorsque vous comparez l’avant et l’après, pensez à appliquer les mêmes réglages STF aux deux images : ce n’est qu’ainsi que vous pourrez juger la différence de façon équitable.

Anneaux sombres : un tracas courant quand on photographie des galaxies

Bon nombre de photos de galaxies prises par des passionnés présentent le problème des anneaux sombres, et DBE est justement ce qu’il faut pour le résoudre.

D’ordinaire, quand je photographie des galaxies, j’applique DBE au moins deux fois sur le canal de luminance : d’abord pour traiter les anneaux sombres, puis pour traiter l’irrégularité du gradient de lumière. Sur les canaux de couleur, en revanche, je ne traite généralement que l’irrégularité du gradient de couleur (c’est-à-dire uniquement la deuxième étape), mais les points d’échantillonnage peuvent différer de ceux du canal de luminance.

La manière concrète de traiter un anneau sombre : après avoir dessiné un cercle ou la forme que vous voulez, cochez Fixed et réglez manuellement la luminosité pour cet anneau. Sur une image monochrome, seul le champ R/K a un effet ; on ajuste généralement avec une valeur très petite, on essaie plusieurs fois, et l’on aplatit l’anneau sombre ou l’anneau clair.

Un préalable à rappeler : l’image doit d’abord avoir été calibrée (soustraction des darks, division par les flats, dark flats) avant de passer à DBE. Si, dès le départ, les anneaux sombres ou clairs sont très marqués, vérifiez d’abord si le problème vient des images de calibration : ne laissez pas DBE faire le travail que les images de calibration auraient dû accomplir.

Éliminer les structures de petite échelle et le glow

DBE peut aussi servir à éliminer certaines structures de petite échelle dans le cadre, par exemple le glow que certaines caméras (comme la QHY 183M) ne parviennent pas à corriger entièrement par la calibration.

C’est un travail pénible : on ne peut que placer peu à peu un grand nombre de points d’échantillonnage, ce qui prend énormément de temps. Mais le résultat est plutôt bon, et le glow résiduel peut être aplati presque entièrement. En comparant le modèle de fond avec l’image d’origine où subsiste le glow, on voit clairement ce que cette étape a retiré.

Les points d’échantillonnage : la clé de la réussite ou de l’échec de DBE

Que DBE réussisse ou non dépend en grande partie du fait que les points d’échantillonnage soient bien placés ou non.

Ne vous fiez pas aveuglément aux valeurs par défaut. D’habitude tout va bien, mais dès que vous rencontrez un gradient de luminosité à fort contraste, les valeurs par défaut échouent :

1. Si vous les placez à la main, il peut arriver, comme dans certains exemples, que les parties bleues soient toutes exclues du calcul (autant dire placées pour rien) ;
2. Si vous les placez automatiquement, c’est encore pire : les points d’échantillonnage se massent presque tous autour du gris neutre, ce qui rend tout bonnement impossible une estimation correcte du fond.

Dans la situation qui vient d’être décrite, en réalité seule la taille de la boîte d’échantillonnage avait été modifiée ; tous les autres paramètres étaient restés à leurs valeurs par défaut. C’est pourquoi cette phrase tombe si juste : Default is an illusion (la valeur par défaut est une illusion).

Peut-on placer des points d’échantillonnage sur une nébuleuse obscure ? J’ai fait un test réel : dans une certaine image, la luminosité du fond de ciel était d’environ 0,007, celle de la nébuleuse obscure était elle aussi autour de 0,007, et les autres endroits dépassaient 0,008. Dans cette situation, que DBE choisisse la nébuleuse obscure comme point d’échantillonnage n’a, à mon avis, pas grand impact. Mille discours ne valent pas la photo qui parle d’elle-même.

Un cas concret : que faire quand une image n’est pas plate

Un passionné m’a écrit un jour pour demander : son image était un peu irrégulière, comment la corriger ? L’image d’origine présentait un léger vignettage, et après DBE elle est devenue plate ; et ce que montrait le modèle de gradient de lumière, ce n’était justement qu’un léger vignettage dans les coins supérieurs. En réalité, cette image était d’excellente qualité.

Cela amène un rappel : si une image devient au contraire moins plate après traitement, servez-vous habilement des masques et améliorez votre procédure de traitement, plutôt que de forcer obstinément sur DBE. Un ajout encore : les données en oversample n’ont pas besoin de drizzle ; ce dont elles ont besoin, c’est de la déconvolution (deconvolve).

En bref

En surface, DBE consiste à « retirer le fond », mais dans la pratique c’est un art qui tourne autour du jugement sur les points d’échantillonnage. Des anneaux sombres des galaxies au glow des caméras, jusqu’aux gradients à fort contraste, chaque situation a sa propre stratégie d’échantillonnage, et la valeur par défaut n’est presque jamais la meilleure solution. Placez les points d’échantillonnage au bon endroit, et c’est alors seulement que DBE pourra vous rendre un fond propre qui, de surcroît, n’abîme pas le signal des objets célestes.