Une technique de traitement de base...

Voici une méthode de développement basique mais efficace pour traiter (on parle de développement digital - ddp) les images du ciel profond : galaxies, nébuleuses, amas. Cette méthode donne quasi toujours des résultats exploitables, mais n'est pas forcément la plus adaptée à tous les objets et peut être complétée par d'autres étapes pour améliorer le rendu final.

Pour ce traitement, j'utilise ici 
Iris et Photoshop CS3 (ou CS2). Plusieurs étapes ont été préalablement décrites par Nicolas Outters , en particulier à cette page.

La grande spécificité des images du ciel profond, est d'avoir le signal essentiellement regroupé dans les basses lumières. Si vous ouvrez une image brute dans un logiciel générique, celle-ci apparaitra très sombre, à l'exeption des étoiles les plus brillantes (ou objets exceptionnels, noyaux galactiques, etc...) qui peuvent d'emblée saturer la dynamique. Un moyen simple et efficace pour concilier les hautes et basses lumières en astrophoto est d'utiliser une visualisation logarithmique. Ce type de visualisation est très couramment utilisé pour visualiser des données techniques ou scientifiques variant de manière exponentielle (c'est à dire que par exemple des points peuvent prendre indépendamment des valeurs de l'ordre de 1, 10, 100, 1000, 10000...). Une telle visualisation est facile à réaliser avec Iris :

Partons d'une image des dentelles prise à travers un filtre Halpha:

01


L'image est effectivement très sombre, et il faut fortement reserrer les seuils de visualisation pour voir les voiles.
Nous allons donc appliquer la commande Logarithme. A propos de cette commande Logarithme, je site le tuto d'Iris : Le calcul du logarithme d'une image est une méthode classique pour comprimer l'échelle de dynamique. Ce traitement permet une appréciation plus globale du contenu de l'image en accroissant le niveau des basses lumières tout en ne perturbant pas les hautes lumières.
Ainsi, dans un premier temps, je règle le niveau de la médiane de l'image le plus bas possible, en gros entre 50 et 100 (commande offset et vérification avec commande stat).

La mediane est une forme de moyenne pour une série de nombres. En gros, il s'agit de la valeur séparant cette série en deux populations égales. Le gros avantage de cette mediane, est de ne pas être sensible aux nombres apparaissant en minorité, et donc de privilégier la majorité. Un pixel déviant, une trace d'avion sera donc filtré quand on fait la mediane de plusieurs images. La mediane des pixels d'une image contenant un champs d'étoiles et le fond du ciel, correspondra plutot au fond du ciel.

La valeur mediane va ainsi déterminer l'augmentation des détails les plus faibles avec la commande Logarithme, puisque cette commande augmente les faibles lumières sans perturber les hautes: si la mediane est plus haute, les faibles luminosités (et le bruit du fond du ciel) seront moins modifiés. On peut faire bouger la valeur mediane de l'image avec la commande offset pour voir l'effet sur le résultat final. Je mentionne plus haut une valeur comprise entre 50 et 100, mais il n'y a en fait pas de règle, cela vaut le coup de faire des tests. On vérifie aussi qu'il n'y a pas de valeurs inférieures à 1 (minimum dans stat - un Log de valeur negative n'a pas de sens mathématique), sinon appliquer la commande Traitement/Ecretage min. ou relever la mediane avec la commande offset.

La commande offset (suivi d'un nombre) permet de simplement décaler les valeurs des pixels d'une image de la valeur indiquée. Par exemple "offset 100" augmente tous les pixels de 100.

On applique donc la commande Visualisation/Logarithme:

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La dynamique de visualisation (à régler pour voir le résultat) est d'emblée beaucoup plus large et les faibles détails beaucoup plus visibles. Les étoiles prennent également un aspect assez doux, sans être saturées.
A ce stade, on sauve l'image en format 16 bits, par exemple png.

La suite va se faire avec Photoshop : ouvrir l'image que l'on vient de sauver sous Iris.
La première chose à faire est de régler les niveaux. En effet la visualisation Log a callé la dynamique vers les hautes lumières ; il faut donc régler le seuil bas pour mettre le fond du ciel vers une valeur de l'ordre de 25-30:

03

Sauver le résultat.
A ce stade, on rentre dans le traitement ddp proprement dit. La première étape va être de sélectionner les étoiles pour différentier le traitement de ces dernières du traitement des nébulosités. J'utilise alors en gros la 
technique proposée par Nico Outters :
- faire une copie du calque d'arrière-plan (ctrl+J), le nommer du genre star_select.
- à cette copie, appliquer le filtre Bruit/Antipoussière (rayon=7 ; seuil=1) , et mode de fusion du calque = différence. Le calque
star_select ressemble alors à quelquechose ne contenant presque que des étoiles.
- Toujours sur ce calque, aller dans l'onglet Couches, faire une copie de la couche bleue (par exemple)
- Pour cette copie de couche, reserrer les niveaux (cercle rouge dans la fenêtre Niveaux, ci-dessous) pour ne faire apparaitre que les étoiles, bien saturées. Eventuellement, effacer les traces qui ne seraient pas les étoiles avec un pinceau noir.
04

- utiliser l'outil de sélection intelligente (entouré en vert ci-dessus)
- menu Selection/Modifier/Dilater : valeur 2 pixels
-
menu Selection/Modifier/Contour progressif : valeur 1 pixel
- menu Selection/Mémoriser : sauve la sélection, par exemple sous le nom star

Nous avons donc mémorisé la sélection des étoiles. On peut alors effacer le calque 
star_select, qui ne servira plus.
Revenir au calque d'arrière plan et, toujours avec la sélection des étoiles, refaire ctrl+J pour générer un calque ne contenant que les étoiles. Le nommer du genre calque_etoiles et utiliser le mode de fusion "éclaicir" (cercle rouge ci-dessous), et masquer ce calque pour le moment (cercle vert). Faire en plus une copie du calque d'arrière plan et le nommer par exemple ddp (bleu).
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Le calque ddp va maintenant être utilisé pour améliorer la dynamique des nébuleuses, en touchant le moins possible aux étoiles. On va donc commencer par atténuer les étoiles sur ce calque, qui seront au final restaurées dans leur forme initiale grâce au calque_etoiles.

- en travaillant sur le calque ddp, récupérer la sélection des étoiles (
menu Selection/Récupérer la sélection)
- filtre divers/minimum (rayon=1 pixel)
- menu Edition/Atténuer : valeur vers 50%, pour atténuer l'effet du filtre minimum et éviter les artéfacts.
- déselectionner les étoiles (ctrl+D)

Les étoiles sont maintenant bien atténuées sur le calque ddp, sur lequel on peut alors améliorer la dynamique, selon les méthodes habituelles. Ici, pour simplifier, je me contente de jouer sur la courbe (crtl+M), en fixant le point du fond du ciel (cercle rouge ci-dessous) :
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On peut répéter cette opération une ou deux fois pour affiner, puis réajuster les niveaux avec la commande ctrl+L.

Autres options de traitement "cosmétiques" non décrites ici mais encore une fois détaillées par ailleurs :
- filtre du bruit sur les zones sombres
- accentuation des détails avec la commande fitre/Renforcement/Netteté optimisée sur les zones brillantes
- ...

On obtient alors une image assez cohérente, avec des étoiles fines et douces, qui peut être considérée comme développée sans dénaturer le signal d'origine.

result

Une version finale est visible ici, avec sa version en filtre OIII en prime...

L'inconvénient principal de cette technique de visualisation Logarithmique est parfois d'écraser la dynamique des nébulosités, surtout quand le signal de départ est faible. On peut alors fusionner le traitement décrit ici avec un traitement plus classique. On prendra soin d'atténuer les étoiles de la partie traitement " classique", pour privilégier encore une fois les étoiles obtenues avec le traitement basé sur le Log. Fusion en mode "éclaircir". Ce qui donnerait un processing de ce type:
1/ Le traitement Log proposé ci-dessus => image #1
2/ Traitement ddp classique (courbes, niveaux, ddp sous Iris ou tout autre soft...) => image #2
3/ Atténuer les étoiles dans l'image #2
4/ Régler le niveau du fond du ciel de l'image #2 un ton en dessous de l'image #1
5/ Ajouter l'image #2 en tant que calque au dessus de l'image #1, en mode éclaircir
6/ Ajuster les niveaux haut et bas de l'image (calque) #2 pour optimiser le rendu général et préserver les étoiles du calque #1.


En conclusion, ceci n'est qu'une piste parmis d'autres, et on pourra utiliser tout ou partie de ce processing, selon les besoins et le feeling !



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