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Le DARK - LE FLAT - L'OFFSET
pour les traitements d'images webcam

Les logiciels comme Registax ou Avistack génèrent le Dark et le Flat automatiquement à partir des séquences AVI que vous lui indiquerez.

Mais dans un premier temps, il faut bien comprendre de quoi est constituée une image numérique: c'est une grille de pixels auxquels sont attribués des valeurs d'intensité, correspondant au flux de lumière (photons) reçu durant la pose.

Grille de pixels d'un capteur webcam
Grille de pixels d'un capteur webcam

Lors de la prise de vue, c'est le capteur qui, pour chaque pixel photosensible, transforme chaque photon reçus par un électron (en théorie). Chaque pixel a donc une valeur électronique bien définie, mais il n'a pas forcément la même réponse au passage du photon. Certains sont dits "mort" car ils ne répondent pas, d'autres sont dits "chauds" car ils répondent trop. De plus, ils sont soumis à des sources parasites d'électrons, etc.  Plusieurs manipulations permettent de traiter ces imperfections.
à partir de 3 autres images appelées "dark" "Flat" et "offset".
Nous utiliserons donc 4 images différentes:
- l'image brute (prise de vue)
- l'offset
- le dark
- le flat

DEFINITION
On appelle "prétraitement" le "dispositif de nettoyage standard" d'une image brute, à partir de 3 autres images: Dark, Flat et Offset.
Par opposition, le "traitement" est l'application de divers filtres numériques permettant de rectifier la luminosité, les couleurs, etc. pour rendre l'image plus "jolie", ou faire apparaître les informations recherchées.


LES FORMULES
La formule simplifiée du prétraitement est celle-ci:
formule simplifiée du prétraitement d'image numérique
Vous remarquez que l'offset n'apparaît pas. Nous considèrerons qu'il peut être négligé, surtout pour des images issues de Webcam.
En fait, la formule réelle serait :

formule du prétraitement d'image numérique

LE DARK:
Le Dark est l'image des imperfections du capteurs que l'on soustrait aux images brutes d'un film AVI.
C'est une image de même temps de pose que l'image brute à traiter, prise dans les mêmes conditions de température, mais avec l'optique hermétiquement fermée pour qu'aucun photon extérieur ne vienne perturber la mesure.
Ainsi, les nombreux défauts du capteur seront supprimées (bruit électronique, pixels chauds, défauts de refroidissement du capteur, etc. ).
Le "dark" change peu au cours du temps, mais il est soumis aux conditions de température.
Il est préférable d'en faire une série en fin de soirée lorsque le capteur est en température
Un «bon» Dark est une moyenne d'une séquence AVI d'au moins 15 secondes à 15-20 images secondes, de même temps de pose que les séquences d'images brutes à traiter.

FLAT:
Le Flat est l'image des imperfections de l'optique dont tiendra compte le logiciel durant le traitement. C'est une image qui identifie les imperfections sur les optiques du système durant le prise de vue. Autrement dit, c'est la "photo" des poussières sur les optiques, de celles déposées sur le capteur, et du vignetage éventuel de l'optique. (On l'appelle aussi PLU, pour Plage de Lumière  Uniforme).
Pour pour l'obtenir on prend une séquence AVI d'une surface blanche éclairée par une lumière artificielle uniformément répartie. La surface blanche sera placée à quelques mètres de l'ouverture du télescope .
Pour les télescopes de petits diamètres, on peut tendre un papier calque, tel un filtre solaire pleine ouverture, et éclairer le dispositif durant la prise de vue.
Un «bon» Flat est une moyenne d'une séquence AVI d'au moins 15 secondes à 15-20 images secondes avec la même mise au point et même sensibilité que celle de l'image brute
Le temps de pose est estimé par tâtonnement et approximation pour bien visualiser les défauts à retirer de l'image brute.

L'OFFSET:
L'offset est ignorée dans les traitements d'images webcam.
C'est une pose de 0 seconde. Elle correspond uniquement à la mise sous tension l'appareillage utilisé pour les prises vues. Autrement dit, c'est l'image du bruit électronique induit par l'appareil. Comme il n'existe pas de webcam avec l'option de prise vue de 0 seconde, on peut approcher la valeur
- soit en prenant une image avec un temps de pose le plus réduit possible,
- soit en soustrayant 2 images à une image d'un temps de pose 2 fois plus long.
Exemple:
1 image au 1/5.000 ème - (moins) 2 images au 1/10.000 ème.
Ces images sont prises dans le noir, avec l'optique de la webcam hermétiquement fermée et avec la même sensibilité que l'image brute.
L'offset d'un un capteur change peu cours temps.