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Webcam et traitement numérique

Une fois un joli film réalisé avec votre webcam et votre télescope, se pose la question du traitement numérique du film afin de passer de l'image de gauche à celle de droite :

Pour ce faire, nous emploierons le logiciel Iris, non pas parce qu'il est le plus simple, mais parce qu'il est le plus gratuit : il suffit de télécharger ce logiciel extrêmement complet et puissant sur le site Internet de son créateur, Christian Buil Première opération : il faut paramétrer le logiciel afin qu'il puisse ranger dans un même dossier votre film et les images intermédiaires qu'il va créer. Une fois Iris lancé, cliquez donc sur le menu Fichier puis sur Réglages.

Vous allez alors choisir le dossier dans lequel Iris sauvegardera automatiquement ses images, grâce à la boîte de dialogue ci-dessous et au bouton Chemin du répertoire de travail que la flèche vous montre dans le dessin ci-dessous. Par défaut, si vous ne touchez pas à ce bouton, toutes vos images iront se ranger dans un dossier appelé Travail, situé sur votre disque dur dans le répertoire du logiciel Iris.

Ces réglages achevés, vous allez demander à Iris de convertir le film acquis avec votre webcam en une série d'images fixes. Cliquez pour se faire sur le menu Fichier puis sur Conversion AVI.

Une nouvelle boîte de dialogue va alors s'afficher, dans laquelle vous allez procéder à 3 opérations successives.

Opération 1 : en cliquant sur le bouton Sélectionner, vous allez choisir le film que vous souhaiter retraiter. Si vous avez bien réglé initialement votre logiciel Iris, vous devriez atterrir par défaut dans le dossier où vous avez archivé votre film.

Opération 2 : Iris va décomposer chaque image du film en 3 images de couleur différente : une version rouge, une version verte et une version bleue. Il faut lui préciser le nom générique que vous donnez à chaque canal de couleur. Pour ne pas trop nous casser la tête, appelons-les respectivement r, v et b. De la sorte, si votre film comprend 300 images au départ, Iris va créer 300 images rouges appelées r1, r2, r3, ..., r300, puis 300 autres images vertes appelées v1, v2, ..., v300 et enfin 300 images bleues appelées b1, b2, ..., b300. La petite case en bas et à gauche de la boîte de dialogue Suppression des rendondances vous permet, si vous la cocher, d'éliminer toutes les images en double que la webcam a pu générer : souvent, ces petits engins ont des ratés et s'arrête de filmer durant quelques dixièmes de secondes; le logiciel bouche alors les trous en reproduisant à l'identique les images antérieures.Enfin, si vous travaillez uniquement sur un film en noir et blanc, il vous suffira de cocher la case Noir et Blanc de la boîte de dialogue à l'endroit appelé Type des images exportées, et de choisir comme nom générique de chaque image quelque chose du genre nb.

Opération 3 : ces réglages étant achevés, cliquez sur le bouton Convertir. Pendant quelques minutes, Iris va tourner pour créer toutes ses images intermédiaires. Une fois ce processus achevé, vous aurez sur votre écran la dernière image brute créée par Iris, ainsi qu'une petite boîte de dialogue vous indiquant le nombre initial et le nombre final d'images (dans l'exemple ci-dessous : 150).

Généralement, cette première phase de traitement demande moins d'une dizaine de minutes pour un film de 300 images. La conversion du film en images rouges, bleues et vertes étant achevées, Iris va pouvoir effectuer le retraitement numérique de toutes les images intermédiaires qu'il vient de créer : il va toutes les classer, de la plus floue à la plus nette, les recaler automatiquement si nécessaire afin de compenser la dérive de la planète qui a pu se produire pendant que vous la filmiez avec votre webcam. Ceci étant fait, Iris procédera, toujours automatiquement, à une addition (=compositage dans le jargon des astronomes) de vos meilleures images afin de faire ressortir tous les détails qui y sont contenus. Pour réaliser ce travail, cliquez sur l'icône de la console de commande du logiciel Iris (flèche jaune du dessin ci-dessous).

:

Vous verrez ainsi la console s'afficher sur l'écran. Tracez ensuite un carré autour de votre planète en enfonçant le bouton gauche de votre souris et ne le relâchez que lorsque le carré sera tracé.

Maintenant, écrivez dans la console de commande, avec votre clavier, la formule-magique-qui-tue : >compute_trichro1 v r v b 256 75 150

Traduisons en clair cette phrase mystérieuse tirée d'un grimoire de Harry Potter : "compute_trichro1" (attention à bien mettre un tiret-souligné) est la commande qui va permettre à Iris de trier automatiquement vos images selon leur degré de netteté, les recaler pour bien les centrer sur la planète, avant de les additionner.

Le premier "v" signifie que la couche de référence choisie pour calibrer toutes les images est la couche verte : c'est en effet dans cette longueur d'onde que le capteur de la webcam est le plus sensible et c'est donc dans le vert que les images devraient être les meilleures.

La série de lettres suivante "r v b" est l'ordre dans lequel Iris devra recomposer les images pour restituer la photo finale en couleur.

Le chiffre 256 correspond à la taille de l'image finale : nous aurions aussi bien pu choisir 128, ou 512. Tous les multiples de 128 marchent aussi bien. Mais plus l'image est grande et plus le temps de traitement des images sera long.

Le chiffre 75 est le nombre d'images que vous aller demander à Iris de garder, 150 étant le nombre total d'images converties à partir du film de la webcam. Choisir le bon nombre d'images à sélectionner est affaire d'expérience : si votre film présentait beaucoup d'images floues et bougées, notamment à cause d'une importante turbulence de l'atmosphère, il vaut mieux ne garder que les toutes meilleures images et éliminer toutes les autres. Si par contre, votre film était de bonne qualité, vous pouvez essayer de conserver un plus grand nombre d'images afin d'avoir plus de détails présents sur la photo finale que vous donnera Iris. En ce cas, écrivez dans la console de commande quelque chose du genre : compute_trichro1 v r v b 256 100 150.

Voilà, les jeux sont faits, rien ne va plus !!!! Cliquez sur la touche Entrée du clavier de votre ordinateur pour qu'Iris se mette au travail et exécute toutes les taches que vous venez de lui commander : attention, celà peut prendre pas mal de temps. Avec un Pentium III 1 Ghz, extraire les 200 meilleures images sur un film de 300 demande environ 40 mn. Allez donc prendre un petit café, ou bien allez dehors regarder les étoiles : pendant tout ce temps, l'écran de votre ordinateur va afficher des tas d'images au pas de course. Lorsqu'il aura fini ses calculs, vous verrez s'afficher une chouette image, encore un peu floue, de votre planète.

Il ne reste plus qu'à fignoler à la main cette image. Vous vous souvenez qu'Iris travaille en décomposant chaque image en 3 versions de couleurs différentes : rouge, verte et bleue. Le but de la suite des opérations va consister à retravailler chacune de ses composantes afin d'obtenir les images les plus riches de détails, avant de reconstruire une image finale en couleurs. Vous souvenez également qu'avec une webcam, les meilleures images sont les vertesCommençez donc par ouvrir l'image finale verte que vient de vous donner Iris : dans la console de commande, tapez >load @g ("g" comme green = vert en anglais, car Iris a un gros succès aux USA et le logiciel a été adapté à leurs us et coutumes).

Plusieurs traitements numériques extrêmement puissants sont à votre disposition dans Iris. L'un des plus balèzes est la fonction ondelette, que vous allez lancer en cliquant sur le menu Traitement.

Cette fonction redoutablement efficace va décomposer votre image verte en 5 couches, de niveau de détail différents. La règle du jeu va consister pour vous à affecter un coefficient à chacun de ces niveaux afin de majorer le poids des meilleurs niveaux dans l'image finale. Vous pouvez tester toutes les combinaisons possibles et imaginables en les affichant à l'écran par un simple click sur le bouton Appliquer (flèche 1). Une fois que votre image vous semble satisfaisante, validez votre ondelette en cliquant sur OK (flèche 2). Généralement, vous obtiendrez les meilleurs résultats avec des coefficients de 2 ou 3 appliqués aux niveaux 2 et 3. Si votre image est vraiment excellente, vous pouvez tenter une deuxième ondelette.

Une autre fonction très puissante fournie par Iris, est la fonction Masque flou, que vous trouverez dans le menu Traitement.

Le masque flou permet d'accentuer les contours des détails de votre image et donc de les faire mieux ressortir sur l'image finale. A vous de régler au mieux les différents paramètres du masque flou avant de cliquer sur OK

Si le résultat du masque flou ne vous convient pas, vous pouvez facilement l'annuler et ramener l'image à son état antérieur en cliquant sur l'icône Undo, comme vous le montre la flèche du dessin ci-dessous

Une fois tout ce petit bazar accompli, vous devriez avoir une image considérablement améliorée par rapport à l'image de départ. Vous allez la sauver grâce à la console de commande, en y écrivant >save v (la lettre "v" signifiant qu'il s'agit de l'image verte finale qu'Iris devra réutiliser pour recomposer l'image définitive en couleurs). Enfin, recommencez la même manipulation pour les deux autres couches de couleur : écrivez d'abord dans la console >load @b pour appeler l'image compositée bleue, refaites-lui le coup de l'ondelette et du masque flou, avant de la sauvegarder en écrivant dans la console >save b. Puis même processus pour l'image rouge que vous sauvegarderez par >save r. Un point important : pour éviter de déséquilibrer les couleurs de l'image finale, vous devez appliquer exactement les mêmes coefficients d'ondelette et de masque flou à chacune des 3 images de couleur @g, @b, @r. Une fois vos 3 images de couleur retraitées, il ne vous reste plus qu'à demander à Iris de les réassembler pour former l'image finale, au moyen de la commande >trichro r v b.

Ultime réglage : la palette "Seuils de visualisation" que nous n'avions pas employée jusqu'à présent, va vous permettre de bien régler le contraste et la luminosité de votre image en agissant sur ses deux curseurs.

Voilivoilavoilou : vous venez de vous construire une image absolument nickel-chrome de Saturne. Pour ne pas perdre le fruits de ces longues minutes de labeur, sauvegardez votre image dans la console de commande, par exemple au format bmp afin de pouvoir la réemployer dans des logiciels non astronomiques. Pour ce faire, il vous suffit d'écrire dans la console de commande d'Iris la phrase >savebmp nom où "nom" est l'appelation que vous avez choisi pour désigner votre oeuvre d'art. Dans l'exemple ci-dessous, l'image finale a été appelée tutu.

Une dernière chose avant de refermer l'ordinateur : faites le ménage. Ouvrez avec l'explorateur Windows le dossier que vous aviez choisi lors des paramétrages d'Iris comme dossier de référence pour ranger votre travail : enfer et damnation ! Il est gavé de centaines de fichiers intermédiaires de travail créés par Iris tout au long du retraitement de votre film. Vous pouvez en trouver pour plus d'un Giga-octet ... détruisez-les, exception faite, évidemment, de votre image finale (ici tutu.bmp) et éventuellement de vos images brutes de couleur @g, @b, @r ainsi que de vos images de couleur retraitées v, b, r, au cas où vous souhaiteriez les retravailler tranquillement un autre jour, sans être obligés de reconvertir à nouveau votre film et de refaire à zéro toute l'opération "compute_trichro1".Et n'oubliez pas de vider la corbeille de Windows de tout le fatras que vous venez de détruire si vous voulez regagner de la place sur le disque dur de votre ordinateur ...

Bien sûr, vous n'avez aujourd'hui exploré qu'une infime partie des immenses possibilités du logiciel Iris. Mais à chaque jour suffit sa peine ... pour l'instant, goûtez donc pleinement le fruit de votre labeur :

ASCT-astronomie : La première image réalisée par F Bucaille et S Delamare
 

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