Test de la caméra XCD-V50 en Astronomie

Je me suis fait prêter en Décembre 2006 une caméra Sony XCD-V50 par la société I2S. C'est une petite caméra pas plus grosse qu'une boite d'allumettes, qui délivre des images numériques en 640x480 noir et blanc par l'interface IEEE 1394 FireWire. Le pixel fait 7.4µm de coté. Il en existe dans la même famille avec des résolution plus importantes.

Elle se monte très facilement par un adaptateur monture C vers 31.75mm, le plan focal du CCD étant situé très prés du bord du boîtier de la caméra.

L'acquisition a été réalisée par un PC portable qui possède une interface FireWire 4 points. La caméra possède un connecteur Firewire 6 points, un boîtier d'adaptation alimenté et un cable 6/4 points a été nécessaire: cela n'a pas été un inconvénient, bien au contraire, puisque cela m'a permis d'utiliser un câble firewire de 6 m et de laisser le PC portable à l'interieur bien au chaud.

Cette caméra est capable de fournir des images non compressées à 60 images par secondes ! Par contre, elle ne permet pas des temps de poses au delà de 1/15s... mais il existe un mode qui permet de réaliser des poses longues via un système externe de trigger. Je n'ai pas pu l'essayer car je n'avais pas un tel dispositif.

La caméra produit des données pixels en 8 et 16 bits (14 bits en réalité), mais le logiciel que j'ai eu a ma disposition ne semblait pas être capable de faire fonctionner la caméra en 14 bits..

Installation de la caméra sur le télescope, on ne peut plus simple ! Le moteur à droite de l'image permet le pilotage de la focalisation à distance grâce au logiciel PRISM.

La caméra supporte les mode d'acquisition DIRECTSHOW, et j'ai utilisé VirtualDub pour réaliser les acquisitions en 8 bits (modes 14 bits non supportés, dommage !)

Le premier test que j'ai pu effectuer consista à viser une cible a 18km et d'enregistrer un AVI. Ce dernier étant parfaitement traitable avec PRISM, j'ai additionné 1000 images sans faire aucune translation. Ce test est sévère, car il permet de mettre en évidence les moindres défauts d'uniformité ou de traitement des pixels de la matrice CCD par la caméra : ce test est donc un indicateur sur le niveau de bonne santé de la caméra. Faites le test avec une webcam et vous verrez ;-)

On remarque que les colonnes paires sont légèrement plus sensibles que les colonnes impaires, mais cela reste faible, puisqu'en dessous de 1% et cela s'est avéré nullement gênant pour la suite des tests.

Test d'uniformité sur une scène statique, addition de 1000 images sans translation.

Sur le ciel, l'impression de cette caméra est assez extraordinaire, à 60 images par seconde, la fluidité des vidéos est très bonne, et n'a rien a avoir avec une webcam.
La caméra semble aussi assez sensible : un gain variable est disponible et permet d'avoir une grande dynamique. Mais je n'ai pas pu quantifier ce niveau de sensibilité.

Par contre le niveau d'offset de la caméra. n'est pas accessible en 8 bit : l'image reste à zéro dans l'obscurité quel que soit le temps de pose et le gain. Je pense que cela est encore une limitation purement logicielle et qu'un logiciel optimisé permettrait de tirer bien plus de cette caméra !

Les fichiers AVI remplissent vite le disque, c'est au format RGB brut sans aucune compression que les AVI sont stockés. 42sec d'enregistrement à 15 images par secondes produit un fichier de 200mega !

Sur le CIEL

La caméra a donc été montée sur un INTES ALTER M703 (180 mm) et une Barlow 3X (Meade, but made in China !). Je n'ai pas eu des conditions de seeing extraordinaire, et loin de moi l'idée de vous montrer ici des images de référence ! Je n'ai mis aucun filtre devant la caméra. Mais je crains que l'interposition d'un filtre IR (coupant toute lumière visible en dessous de 700nm, afin de limiter les effets de la turbulence) aie un effet direct sur le temps d'intégration : la sensibilité de la camera n'est pas tres élevé au delà de 650 nm

Voici ce que donne une image brute sur la Lune (Cratère Petavius)

Une fois les meilleures images de la vidéo selectionnées et additionnées par dédistorsion de la turbulence (traitement PRISM v6)

Sur Saturne (Image brute) :

Image traitée (300 meilleures images additionnées)

Mes premiers tests sont assez concluant : c'est bien meilleur qu'une webcam, mais ce n'est pas le meme prix, une camera comme celle ci se négocie aux alentours de 800€. C'est un produit qui a du potentiel, cependant les logiciels (meme ceux de Sony) ne sont pas vraiment apte à en tirer toute la quintescence.