Déconvolution : masques, PSF et réparation des étoiles (un regard historique)

Cet article est compilé à partir de notes sur la déconvolution manuelle prises entre 2020 et 2022, avant l’arrivée de BlurXTerminator. Dans le PixInsight d’aujourd’hui, cette étape a été en grande partie remplacée par des outils d’IA comme BXT — plus rapides et de meilleure qualité, sans avoir à fabriquer à la main une pile de masques. Pourtant, comprendre les principes de la déconvolution manuelle et les problèmes qu’elle affronte reste très précieux : cela vous montre ce que BXT résout en coulisses pour vous, et cela vous aide à localiser l’origine du problème lorsque vous rencontrez un souci.

Ce que fait la déconvolution, et pourquoi on la réalise dans la phase linéaire

Commençons par une mesure. PixInsight comporte un script appelé FWHMEccentricity, qui permet de mesurer et de tracer le graphique de distribution de la FWHM (largeur à mi-hauteur) et de l’Eccentricity (excentricité). J’ai comparé les étoiles avant et après la déconvolution : après la déconvolution, la FWHM des étoiles Moffat4 est dans tous les cas descendue en dessous de 2, et l’Eccentricity s’est également améliorée.

Une brève explication de la signification de ces deux chiffres :

• Si la FWHM diminue, les étoiles paraissent plus petites ;
• Si l’Eccentricity diminue, les étoiles paraissent plus rondes.

C’est précisément la raison pour laquelle il est recommandé de réaliser la déconvolution en état linéaire — ce traitement rend les étoiles substantiellement plus petites et plus rondes.

J’ajoute quelques prérequis pour la mise en œuvre : pour les images couleur, extrayez d’abord le canal de luminance avant de procéder ; l’image doit se trouver en état linéaire. Si vous utilisez une caméra monochrome, dans la phase linéaire je déconvolue toujours le canal de luminance, et la différence avant/après est très nette (particulièrement claire lorsqu’on agrandit à 300 %). Les images d’une caméra couleur se traitent de la même façon — là aussi, il suffit d’extraire le canal de luminance.

La méthode d’autrefois : PSF, Local Support et Object Mask, aucun ne peut manquer

Autrefois, je trouvais toujours la déconvolution dans PixInsight pénible et très compliquée — il faut faire une PSF, un Local Support et aussi un Object Mask. Ce n’est que plus tard que je me suis rendu compte que ces éléments sont en réalité assez élémentaires ; en les faisant quelques fois et en prenant le coup de main, cela va en fait plutôt vite.

Le véritable goulot d’étranglement ne réside pas dans ces étapes elles-mêmes, mais dans les masques. Pour traiter une seule image, on fabrique en moyenne au moins cinq à six masques. À l’époque, le plus grand goulot d’étranglement se produisait en réalité dans le cerveau humain et non dans l’ordinateur — l’ordinateur va vite ; c’est l’humain qui doit juger un par un et peindre un par un.

Les deux tracas les plus courants de la déconvolution manuelle

À l’époque manuelle, les problèmes les plus casse-tête de la déconvolution se concentraient pour la plupart dans les régions de nébuleuses brillantes :

1. Les étoiles faibles au sein de nébuleuses brillantes finissent toujours avec un anneau noir autour de l’étoile ;
2. Les étoiles brillantes au sein de nébuleuses brillantes subissent des dommages en leur centre.

Ces deux problèmes sont fondamentalement causés par un masque de déconvolution mal réalisé. À l’époque, j’ai essayé d’ajuster Local Support, mais cela ne faisait guère de différence ; après avoir ajusté le masque, cela ne s’améliorait que légèrement et ne semblait jamais pouvoir s’éliminer complètement. Des exemples typiques de ce genre de nébuleuses brillantes sont M42 et NGC 3372.

Le prix d’un masque mal réalisé : le hard edge

L’importance du masque se voit le plus clairement dans la comparaison ci-dessous. L’image de gauche est un travail que j’ai traité il y a deux ans, celle de droite un travail plus récent, toutes deux prises avec un système CDK de 17 pouces ou plus.

L’image de gauche montre justement le problème courant lorsque le masque des grosses étoiles de la déconvolution est mal réalisé : la luminance des grosses étoiles se contracte excessivement, créant un bord marqué (hard edge). À noter au passage, Topaz Denoise AI provoque le même problème lorsqu’il est utilisé sans aucun masque — c’est pourquoi je déconseille de l’utiliser directement sans masque.

Parfois, plutôt que d’écrire un tas d’explications, mieux vaut consacrer ce temps à bien soigner les étoiles. Cette phrase s’applique particulièrement bien à l’époque de la déconvolution manuelle — sa réussite ou son échec se joue presque entièrement sur le travail ingrat du masquage.

En conclusion

Aujourd’hui, BXT a simplifié tout cela : plus besoin de faire la PSF à la main, plus besoin de peindre cinq ou six masques, et il évite en grande partie les séquelles d’un masque mal réalisé, comme les anneaux noirs et les hard edges. Mais l’objectif que la déconvolution cherche à atteindre n’a jamais changé — rendre les étoiles plus petites et plus rondes, et récupérer les détails que l’atmosphère et le système optique ont estompés. Une fois que vous aurez compris ce à quoi l’époque manuelle avait affaire, vous aurez une idée plus claire du travail que BXT vous épargne exactement.