Lucky Imaging

[jgricourt]

Est ce que vous connaissez la technique de prise d'image dite "lucky imaging" ? J'ai l'impression que beaucoup d'entre vous utilisent déjà cette technique sans le savoir grâce à leurs petites webcams.

 

Wikipedia: Lucky Imaging

Amateur Lucky Imaging

[j_pbeausoleil 06]

Ah,c'est dommage,je ne capte que dalle en english.

 

Amicalement Jean-Pierre

[jgricourt]

Le principe est le suivant, plutôt que de faire 1 pose plus où moins longue de l'objet visé on enregistre une vidéo. Ensuite on ne garde que les images qui ont été prise pendant les instants fugaces où la turbulence était nulle et ceci afin d'obtenir une résolution d'image que les plus grands observatoires de la planète vous envieraient ... bon là je m'avance un peu. Je me demande d'ailleurs dans quelle mesure la vitesse d'acquisition des webcams serait adaptée à capter ces instants éphémères mais magiques pour tout photographes amateurs. Le site parle de 100 ms maxi soit une fréquence de 10 images seconde je crois que c'est alors possible avec n'importe quelle webcam.

[louloulastro]

Le principe est le suivant, plutôt que de faire 1 pose plus où moins longue de l'objet visé on enregistre une vidéo. Ensuite on ne garde que les images qui ont été prise pendant les instants fugaces où la turbulence était nulle et ceci afin d'obtenir une résolution d'image que les plus grands observatoires de la planète vous envieraient ... bon là je m'avance un peu. Je me demande d'ailleurs dans quelle mesure la vitesse d'acquisition des webcams serait adaptée à capter ces instants éphémères mais magiques pour tout photographes amateurs. Le site parle de 100 ms maxi soit une fréquence de 10 images seconde je crois que c'est alors possible avec n'importe quelle webcam.

 

ha ca par exemple j'y croit pas!!

[j_pbeausoleil 06]

Merci pour tes explications.

 

 

Amicalement Jean-Pierre

[jgricourt]

Ben oui j'avais dit que cela n'a rien de nouveau ... mais avec des cameras toujours plus rapides et toujours plus sensibles on devrait obtenir des résultats intéressants dans un proche avenir

 

Sérieusement personne n'a essayé d'appliquer une analyse de Fourier pour tenter de reconstruire une image nette à partir de plusieurs images dégradées (inspiré de l'interférométrie des speckles) ?

[Thierry Legault]

Ben oui j'avais dit que cela n'a rien de nouveau ... mais avec des cameras toujours plus rapides et toujours plus sensibles on devrait obtenir des résultats intéressants dans un proche avenir

 

Sérieusement personne n'a essayé d'appliquer une analyse de Fourier pour tenter de reconstruire une image nette à partir de plusieurs images dégradées (inspiré de l'interférométrie des speckles) ?

 

bah ça ne fait guère qu'une dizaine d'années qu'on fait ça avec des webcams et caméras vidéo diverses, et pour ma part j'ai commencé il y a 15 ans en CCD, alors pour les résultats intéressants, l'avenir c'est déjà du passé

 

Des caméras toujours plus sensibles...oui mais ça fait un petit moment que les rendements quantiques plafonnent et ne progressent plus guère (voire plus du tout dans certaines gammes de capteurs), quant à la rapidité des caméras on est actuellement limités notamment par la vitesse de stockage des images en temps réel de nos disques durs (on en est à travailler avec des disques à 7200 tr/min en raid0). La aussi pas besoin d'attendre l'avenir, on a sous la main depuis un certain temps des caméras très performantes.

 

Sérieusement, pour ce qui est des reconstructions d'images, si tu savais le nombre d'études et de thèses sur tous ces sujets : déconvolutions, restauration d'image et autres analyses fréquentielles. Sur le papier, ça marche très bien, d'ailleurs ça génère surtout d'énormes quantités de papier . En pratique, ça fait monter le bruit et les artefacts (comme beaucoup d'autres traitements). On trouve certaines fonctions dans de nombreux logiciels de traitement astro (déconvolutions par Van Cittert ou Richardson-Lucy, maximum d'entropie etc.), mais rien de transcendant par rapport à des ondelettes par exemple.

Modifié 4 août 2009 par Thierry Legault

[gglagreg]

Bonjour

 

chez les pros , ils en sont à 1500 images par secondes .....

 

http://www.insu.cnrs.fr/co/ama09/la-camera-astronomique-la-plus-rapide-et-la-plus-sensible-au-monde

 

bien loin des 30 images par secondes de ma SPC 900 à 50 €

 

si cela pouvait donner des idées à Mr philips pour une toucam V ....

 

amicalement

[jgricourt]

Merci Thierry pour toutes ces précisions, on se sens moins bête d'un coup ... mais je serai tout de même plus optimiste sur l'avenir. Quand on pense qu'il y a tellement de choses qui paraissait du domaine du rêve pour les amateurs il y a à peine quelques années et qui se sont démocratisés aujourd'hui .... je fais le parie que dans une décennie chacun aura son RC à optique adaptative compensant en temps réel les moindres soubresauts de l'atmosphère.

[st4]

chez les pros , ils en sont à 1500 images par secondes ...

si cela pouvait donner des idées à Mr philips pour une toucam V ....

 

Vi, j'ai remarqué qu'en gros, le prix de la webcam était environ de 1 € par image seconde.

Donc, pour une Toucam V a 1500 i/s ... Non merci.

[david.d]

Oui les pro font ça à des cadences infernales surtout avec l'avenement des EM-CCD ou le moindre photon qui passe par là est visible sur l'image (au rendement quantique près ...)

Cela (le lucky imaging) permet d'approcher de loin (voir de très loin) ce que l'on obtient avec un bon système d'optique adaptative. Donc pour les observatoires pro qui n'ont pas le budget (et il y en a beaucoup) d'avoir un système d'optique adaptative digne de ce nom cette soluce est la seule envisageable. Ceci dit, on ne peut pas faire des objets très faibles qui nécéssiteraient de poser un peu. Ca restreint grandement le domaine d'applications.

 

David

[patry]

Comme dit Thierry on utilise cela depuis longtemps, en tout cas en planétaire car outre le débit d'image, la sensibilité est importante (et avoir du signal au 1/100e de seconde sur une étoile c'est pas gagné). Evidement, sur une planète c'est "nettement" plus facile !

 

Quoi qu'il en soit, Iris, Registax, Avistack et tous les autres font du "Lucky Imaging" effectivement ... et depuis pas mal de temps ! Heureusement même, car la qualité des images a suivi nettement le déploiement de ces outils (dont la liste n'est pas exhaustive).

Compare une image faite il y a 15 ans (au début de cette ère comme le dit thierry) et aujourd'hui ... c'est remarquable !

 

Et 15 ans, c'est aussi le début des webcams (la "première" webcam a été réalisée en 1991 pour surveiller une machine à café ...tendance Geek déjà) et j'ai eu ma connectix quickcam noir et blanc autour de 1994 de mémoire (obtenue contre 2 barrettes de 128K de RAM ... fort cher à l'époque).

[Thierry Legault]

Merci Thierry pour toutes ces précisions, on se sens moins bête d'un coup ... mais je serai tout de même plus optimiste sur l'avenir. Quand on pense qu'il y a tellement de choses qui paraissait du domaine du rêve pour les amateurs il y a à peine quelques années et qui se sont démocratisés aujourd'hui .... je fais le parie que dans une décennie chacun aura son RC à optique adaptative compensant en temps réel les moindres soubresauts de l'atmosphère.

 

peut-être, peut-être...enfin on disait déjà ça il y a 10 ans ! L'avenir n'est jamais l'extrapolation du passé et le progrès n'est pas toujours exponentiel. 2001 (le film) donne une assez bonne vision de comment on voyait l'an 2000 à la fin des années 60 (vacances dans l'espace etc.), très loin de la réalité d'aujourd'hui. Même chose pour la fusion nucléaire qu'on annonce depuis des décennies, entre autres. Quand on voit les difficultés monstrueuses de mise au point de l'optique adaptative et de l'interférométrie chez les pros qui y mettent pourtant de gros moyens depuis des décennies (et qui se cantonnent prudemment à l'infrarouge)...d'ailleurs le niveau de difficulté technique entre les voyages dans l'espace et l'optique adaptative n'est peut-être pas si éloigné !

 

En attendant...on a de formidables outils sous la main, alors pourquoi attendre un hypothétique futur ?

[ms497]

Ceci dit, on ne peut pas faire des objets très faibles qui nécéssiteraient de poser un peu. Ca restreint grandement le domaine d'applications.

----------------------------------------------------------------------------

Certaines technologies (EMCCD, sCMOS, ...) permettent déjà d'obtenir : sensibilité, dynamique et vitesse.

On peut donc envisager dans un proche avenir une caméra couleur capable d'explorer le planétaire et le ciel profond en live à 10 ips (c'est déjà possible aujourd'hui mais c'est 100 fois plus lent).

 

Le "lucky imaging" existe déjà sous différentes formes :

- l'oeil est une "lucky camera" capable de travailler à 10 ips,

- les cameras webcam, Imagin Source ou Lumenera en planétaire,

- les cameras Watec120N+ ou Mallincam Hyper qui cumulent des poses de 1/50s pour accéder en "live" à des objets très faibles du ciel profond (mag.20).

[ms497]

Ceci dit, on ne peut pas faire des objets très faibles qui nécéssiteraient de poser un peu. Ca restreint grandement le domaine d'applications.

----------------------------------------------------------------------------

Certaines technologies (EMCCD, sCMOS, ...) permettent déjà d'obtenir : sensibilité, dynamique et vitesse.

On peut donc envisager dans un proche avenir une caméra couleur capable d'explorer le planétaire et le ciel profond en live à 10 ips (c'est déjà possible aujourd'hui mais c'est 100 fois plus lent).

 

Le "lucky imaging" existe déjà sous différentes formes :

- l'oeil est une "lucky camera" capable de travailler à 10 ips,

- les cameras webcam, Imagin Source ou Lumenera en planétaire,

- les cameras Watec120N+ ou Mallincam Hyper qui cumulent des poses de 1/50s pour accéder en "live" à des objets très faibles du ciel profond (mag.20).

[kepler200]

Le 04/08/2009 à 15:16, jgricourt a dit :

.... je fais le parie que dans une décennie chacun aura son RC à optique adaptative compensant en temps réel les moindres soubresauts de l'atmosphère.

 

10 ans sont passés et je n'ai toujours pas de RC à Optique adaptative.... Mais bon, ca fait 10 que je ne sorts plus mes tuyaux...

 

 

[jgricourt]

Non c'est vrai j'ai été trop optimiste et je doute que dans 10 ans encore ce soit le cas car d'ici là presque plus personne ne trouvera d'intêret à observer le ciel 

 

Le 04/08/2009 à 13:03, jgricourt a dit :

Ben oui j'avais dit que cela n'a rien de nouveau ... mais avec des cameras toujours plus rapides et toujours plus sensibles on devrait obtenir des résultats intéressants dans un proche avenir

 

C'est déjà le cas, on va même vers l'imagerie temps réel, d'ailleurs il y a une nouvelle rubrique consacrée à ce sujet ici.

[Colmic]

il y a 12 minutes, jgricourt a dit :

on va même vers l'imagerie temps réel

 

Avec notamment l'arrivée du A7S, ça fait déjà 5 ans qu'on fait du ciel profond en vidéo temps réel.

D'ailleurs Thierry a été un des premiers à faire une vidéo des aurores boréales en temps réel, en 2014 de mémoire.

 

Concernant le planétaire, à part l'arrivée de l'ADC ya déjà presque 10 ans, on n'a pas eu beaucoup d'évolution en dehors de quelques caméras sensibles et rapides.

 

En ciel profond en revanche, on vit depuis 3-4 ans une belle évolution du lucky-imaging, avec des capteurs bien sensibles et rapides, tels l'IMX290 ou 174 par exemple.

Et avec des capteurs à petits pixels comme l'IMX183 on peut maintenant réduire le poids et la taille du setup en CP à pose longue.

 

En CP grand champ et très grand champ, une série de capteurs Sony arrive d'ici la fin de l'année (IMX455, 411, 461), qui risque enfin de détrôner les très vieux KAF11000 et 16803 qui n'avaient pas de concurrents réels jusque là.

[xs_man]

Beau déterrage mais parfaitement  justifié !

 

Ca rejoint aussi ce post sur le fofo d'en face (perso je ne suis pas inscrit)  :

 

http://www.astrosurf.com/topic/127686-choix-capteur-pour-du-cp-courtes-poses/

 

Les EMCCD étaient un espoir mais strictement aucune évolution : toujours  très très chers, résolution

très limitée donc ventes très confidentielles !

5000 Euros  ou plus la caméra neuve avec un capteur de 640x480, qui cela intéresse-t'il ???

 

Il faut quand même noter l'arrivée du GSense 400 BSI, un CMOS de la classe des EMCCD,

4 Mpixels et en comparaison d'un capteur EMCCD de même réso, beaucoup moins cher !

Évidemment pour nous, beaucoup moins cher ne signifie pas encore abordable...

Mais au moins ça a bougé !

 

Albéric

Modifié 1 juillet 2019 par xs_man

[kepler200]

Il n'y a pas un post simple qui résume les caractéristiques d'une bonne caméra pour du CP sans se ruiner? Parce que là, je ne comprends rien à qu'est-ce que vous dites!!! J'en suis resté à ma bonne vieille Toucam modifiée LP d'il y a 15 ans.....

[jgricourt]

Malheureusement c'est devenu plus compliqué qu'à l'époque de la Toucam. Il faut choisir la bonne dimension de pixel pour obtenir le bon échantillonnage adapté à ton instrument. Il y a aussi d'autres paramètres à prendre en compte tel que la techno CCD ou CMOS, couleur ou mono, spécialisée planétaire ou DSO, le rendement quantique, le niveau du bruit de lecture, la résolution en niveau de gris (bits) etc ...

[kepler200]

Justement, quelle taille de pixel pour un newton 200/900 ou un C8 et pour quel budget?... Sur le poste des nouveautés Sony, les tableaux sont illisibles et on a l'impression d'une discussion en MP tellement c'est codé...

 

 

Modifié 9 juillet 2019 par kepler200

[Colmic]

Il y a 2 heures, kepler200 a dit :

Il n'y a pas un post simple qui résume les caractéristiques d'une bonne caméra pour du CP sans se ruiner?

 

Qu'appelles-tu sans se ruiner ? Un ordre d'idée ?

La caméra refroidie la moins chère tourne à un peu moins de 1200 euros en neuf (l'ASI183 ou Altair 183).

Mais tu peux aussi la prendre en non-refroidie, j'ai fait pas mal de tests ici et ça fonctionne très bien en longue pose en non-refroidi sans trop se ruiner (une 183 non refroidie c'est moins de 700 euros, une 290 non refroidie c'est 350 euros).

 

L'ASI290 est à mon sens la meilleure caméra actuelle pour du CP rapide ou longue pose à budget limité, grâce à sa haute sensibilité.

En couleur, l'ASI294 est pas mal pour pas trop cher non plus.

 

Maintenant il y a actuellement énormément d'occasions qui passent dans les PA pour des caméras CCD dépassées mais encore largement utilisables pour se faire la main sans se ruiner.

 

Le CMOS a maintenant dépassé le CCD, c'est irréversible et plus aucun constructeur n'investit dans le CCD, c'est fini.

C'est pas pour autant que les CCD sont morts, une bonne caméra d'occase à ICX694 (Atik One 6) ou ICX814 (Atik One 9) sont encore largement dans le coup.

 

Pour le choix de la caméra, la taille des pixels est prépondérante en fonction de la focale de ton instrument.

Par exemple l'ASI183 (pixels de 2.4µ) sera parfaite pour des lunettes courtes jusqu'à 700mm de focale.

L'ASI1600 (pixels de 3.7µ) correspondra bien à un Newton de 800 à 1200mm de focale.

Avec des pixels de plus de 4µ (par exemple l'ATIK One 6), il vaut mieux un télescope de plus de 1500mm de focale idéalement.

 

Pour la pose courte en lucky-imaging, la 290 (et ses pixels de 2.9µ) va très bien avec un 150/750 ou un 200/800.

Avec un 250/1000 ou un 300/1200, l'ASI174 est parfaite, toujours en poses courtes.

[kepler200]

Merci pour cette réponse synthétique.

De ce que tu ecris, je suis d'accord avec toi , l'ASI290 semble cocher toutes les cases.... Sauf celle du budget car je ne me voyais pas dépenser plus de 300€ pour une super webcam.... 'vais regarder les PA, et surtout me refaire la main avec mon vieux EOS300D avant de craquer mon PEL pour du matos.

Merci encore d'avoir pris le temps de me répondre.

 

[jgricourt]

C'est vrai que c'est beaucoup plus cher que les premières cams que tu as certainement connu mais il faut aussi se rendre compte des performances des caméras actuelles qui même pour dans le bas du panier sont tout simplement hallucinantes (voir l'évolution des photos sur astrobin par ex). 

[Colmic]

il y a 7 minutes, kepler200 a dit :

Sauf celle du budget car je ne me voyais pas dépenser plus de 300€ pour une super webcam

 

J'ai bien connu l'époque de la webcam, et pour cause (t'as peut-être reconnu mon avatar ?)

Mais là franchement la 290 ça n'a juste rien à voir avec une super-webcam. Déjà rien que le champ et la sensibilité c'est un autre monde, sans compter le bruit très faible. Et elle est utilisable en planétaire.

Et 315 euros c'est rien du tout pour une caméra aussi sensible en CP. Surtout quand tu vois le prix des caméras refroidies.

C'est bien pour ça que ma première question était " Qu'appelles-tu sans se ruiner ? Un ordre d'idée ?"

L'imagerie CP c'est bien, mais c'est un budget. Sans compter les filtres, la roue à filtres, etc.. (ou alors tu prends directement la version couleur).

 

Maintenant effectivement, tu as l'option de l'APN, on en trouve dans les PA pour pas cher du tout, même parfois déjà défiltrés.

Le 300D, c'est pareil, c'est aussi un autre monde et une autre époque (j'ai eu son grand frère en 2003, le 10D, mais avec le même capteur).

Il n'y a qu'au niveau du champ que le 300D fera mieux (ancêtre de l'APS-C), pour tout le reste la 290 va l'éclater bien profond Faut dire qu'un 300D ça a déjà plus de 15 ans !!

 

Mais c'est pas la même utilisation. D'un côté tu peux t'en servir en autonome (l'APN), de l'autre il te faudra un PC obligatoirement. En nomade c'est une contrainte.

Si tu es à l'aise avec Linux, la solution Nafabox peut être intéressante pour piloter une telle caméra avec une tablette ou smartphone.

Si tu n'es pas à l'aise avec Linux, alors l'ASiair est une autre solution (Android/iOS) qui économise un PC sur le terrain, pour 190 euros (+ le prix de la tablette ou du smartphone).

 

 

[xs_man]

Il y a 6 heures, kepler200 a dit :

, les tableaux sont illisibles

 

Sympa...

Les caractères ne sont pas assez gros  ?

 

Albéric

[kepler200]

Illisibles pour un néophyte... Trop d'info et de termes non expliqués... Moi je n'arrive pas à le lire=>illisible. Sans procès d'intention. 

[jgricourt]

C'est vrai que c'est dense niveau info tech, il n'y a pas non plus d'explication sur les différentes termes employés et puis ça date aussi (2 ans). @kepler200Il te manque surtout les bases pour le décoder je pense.

Sony c'était le royaume de la CCD surtout, aujourd'hui on retrouve leurs nouveaux capteurs partout ailleurs,  il y a plein d'autres fabricants chinois, des CMOS  pour l'essentiellement qui pour moins cher font des prouesses : QHY, ZWO, ATIK, QSI ...

 

Dans ce tableau je note quelques données importantes :

 

1. la taille du pixel qui est directement determinée par le calcul de l'échantillonnage de l'instrument que tu vas utiliser, c'est donc important de choisir la bonne camera ayant la bonne dimension de pixel pour un  instrument donné.

 

2. le bruit de lecture c'est le bruit systématique et quantifiable généré par le convertiseur ADC de la camera même en l'absence de signal et qui doit être le plus bas possible, c'est cette valeur qui indique la capacité de la camera "à voir" les plus faibles contrastes

 

3. l'amp glow c'est le bruit dû au rayonnement thermique généré par les composants electroniques de la camera, il doit donc être aussi le plus réduit possible

 

4. le rendement quantique c'est la capacité du capteur à convertir des photons en electron (le signal electrique), il doit être le plus elevé possible (100% => 1 photon produit 1 electron)

 

5. l'obturateur peut être de type global ou "rolling" dans le dernier cas l'exposition d'une ligne de capteur à l'autre se fait avec un décalage dans le temps ce qui est préjudiciable lorsqu'on filme des sujets rapides mais en photo du ciel celà n'a aucune importance  

 

Après je trouve qu'il manque une info essentielle dans le tableau la "FWC" (Fullwell Capacity) c'est à dire le nombre max d'electrons emagasinés dans chaque pixels qui combiné avec le bruit de lecture te donnera la plage dynamique du capteur anisi que sa résistance à la saturation (l'effet de blooming). Il manque aussi les capteurs Panasonic que l'on retrouve dans pas mal de modèle chinois.

 

Voilà et je laisse les autres compléter  

 

[Colmic]

Il y a 3 heures, jgricourt a dit :

Sony c'était le royaume de la CCD surtout, aujourd'hui on retrouve leurs nouveaux capteurs partout ailleurs,  il y a plein d'autres fabricants chinois, des CMOS  pour l'essentiellement qui pour moins cher font des prouesses : QHY, ZWO, ATIK, QSI ...

 

Sony est toujours le leader sur le CMOS. Ce que tu appelles les fabricants ne sont que des monteurs qui utilisent les capteurs qui sont à leur disposition. Essentiellement des capteurs Sony (ICX en CCD et IMX en CMOS), Gsense (2020, 4040, 400BSI, très chers), ou Panasonic (un seul en fait, celui de l'ASI1600).

 

Pour info, ATIK est espagnol, et QSI américain (et QSI n'est pas forcément bon marché).

Il manque à la liste un fabricant très intéressant : Moravian (Rep. Tchèque).

 

Il y a 3 heures, jgricourt a dit :

et puis ça date aussi (2 ans).

 

Il me semble qu'Albéric le met régulièrement à jour ce tableau.

Maintenant Albéric s'intéresse particulièrement à l'imagerie en CP rapide, on ne trouvera donc pas forcément tous les capteurs disponibles pour la pose longue.