Gestion des défauts : defect column, hot/cold pixel, poussière et bruit de pixels chauds
Sur le chemin de la post-production astronomique, il n’existe jamais de données parfaites, seulement des solutions trouvées pour leurs problèmes. Les images de calibration éliminent la plupart des défauts systématiques, mais il en reste toujours quelques-uns qui passent à travers les mailles du filet : defect column, pixels défectueux, ombres de poussière, pixels chauds (hot pixels) résiduels. Cet article rassemble plusieurs types de défauts fréquents à l’étape du prétraitement, ainsi que la méthode de traitement propre à chacun.
Trois types courants de défauts et leurs contre-mesures
D’abord un tableau récapitulatif : voici les trois types de défauts les plus fréquemment rencontrés au prétraitement, avec le principe de traitement de chacun :
- defect column (lignes défectueuses, fréquentes sur les CCD) : à éliminer avec une Defect Map.
- hot / cold pixel (pixels chauds/froids) : à éliminer avec les darks ; ce que les darks ne parviennent pas à enlever, traitez-le avec Cosmetic Correction.
- dust shadow (ombre de poussière) : à éliminer avec les flats ; ce que les flats ne parviennent pas à enlever, réparez-le après l’intégration en le remplaçant par un autre canal.
Ci-dessous, je développe séparément les deux types les plus délicats.
Lignes défectueuses (defect column) : compter sur la Defect Map, pas sur la réjection
Les lignes défectueuses sont plus fréquentes sur les caméras CCD et plus rares sur les CMOS. Pour une certaine CCD, rien que la création de la Defect Map m’a pris une heure, car elle comptait environ 50 lignes défectueuses (justement ces lignes noires dans l’image).
Quelqu’un demandera peut-être : pourquoi ne pas simplement les rejeter (reject) directement lors de l’intégration ? Parce qu’on ne peut pas les rejeter — les lignes défectueuses sont trop sombres ; vouloir les supprimer par la réjection oblige à sacrifier pas mal d’autres bons pixels, et le résultat est en plus mauvais. La bonne méthode consiste donc à créer une Defect Map pour la caméra, à la charger avec le processus DefectMap et à l’appliquer aux images brutes qui présentent des lignes défectueuses : on réduit ainsi fortement l’impact des lignes, et le résidu restant, on le laisse volontiers à l’algorithme de réjection lors de l’intégration. Cette méthode, je l’utilise moi-même depuis toujours. Par exemple, la CCD 16803 de « Latte » a une ligne défectueuse évidente en plein centre de l’image, plus trois discrètes, et c’est exactement ainsi qu’elle est traitée.
Pixels chauds : il faut absolument les éliminer avant l’alignement
Si les pixels chauds ne sont pas nettoyés à fond à l’étape des darks et de Cosmetic Correction, ils causent des ennuis auxquels vous ne vous attendriez jamais. Regardez cet exemple :
L’image de gauche est avant l’alignement des étoiles, celle de droite après — pourquoi l’image de droite fait-elle surgir tout un tas de motifs en forme de donut ? La réponse : ces points blancs ne sont pas des étoiles, mais des pixels chauds. Ces pixels chauds auraient dû être éliminés lors de la soustraction des darks et de la Cosmetic Correction, mais ils ne l’ont pas été ; aussi, lors de l’alignement des étoiles, l’algorithme d’interpolation les a « remodelés » en forme de donut, qui sont restés dans l’image finale, et en nombre non négligeable.
La bonne nouvelle, c’est qu’avec un nombre de frames suffisant et des paramètres d’algorithme de réjection bien réglés, tous ces donuts ont malgré tout fini par être éliminés. Mais cela illustre justement le point suivant : les pixels chauds devraient être éliminés autant que possible à l’étape des darks et de Cosmetic Correction, pour éviter que le processus d’alignement ne les transforme en quelque chose qui vient encombrer l’image ; il ne faut pas rejeter toute la responsabilité sur la réjection en aval.
À propos, si vous trouvez que la Cosmetic Correction intégrée à PixInsight n’est pas assez efficace, il y a aussi dans la communauté un passionné (Roberto Sartori) qui a écrit du code PixelMath pour traiter les hot and cold pixel. Je l’ai essayé et, à ma grande surprise, il était encore plus efficace que la Cosmetic Correction intégrée — j’envie vraiment les passionnés qui savent programmer.
Un cas extrême : les défauts combinés d’un grand télescope
Pour finir, regardons un exemple extrême du genre « tous les défauts réunis en même temps », provenant d’un grand télescope de la classe 1 mètre. Photographier avec ce genre de télescope n’a en réalité rien d’agréable — il utilise une monture altazimutale et un rotateur de champ, et lorsqu’on vise des cibles à moins de 20 degrés du zénith, pour maintenir la position de la cible le rotateur de champ tourne à très grande vitesse, ce qui fait apparaître des aigrettes de diffraction dédoublées, dont l’angle diffère à chaque image, et il arrive même qu’une seule et même photo comporte deux aigrettes d’angles différents.
Cette image comporte en outre une defect column (dont le traitement est relativement simple), ainsi que quelque chose qui suinte sur le côté et qui ressemble à de l’AMP GLOW, avec l’aspect de moisissures sur un mur. Pour ce type de défauts combinés, il n’existe pas de solution toute prête ; on ne peut que les décomposer un à un et les affronter séparément — c’est aussi la norme en post-production astronomique : les données parfaites n’existent pas, et ce que nous pouvons faire, c’est trouver pour chaque problème sa solution.