Nouveautés de la version 3.70 (24 août 2002)

La commande PREGISTER est améliorée (registration des images planétaires) : plus grande précision et conservation du format original des images après la registration.

Ajout d'une option Grille dans la commande Cadre... :

Les commandes T-TOOLS

"T-Tools" est un jeu de commandes qui simplifie et accélère le traitement des images trichromes. Elles permettent d'être très productif, en particulier lorsqu'on travaille avec des images issues de Webcam (films AVI).

Tout l'intérêt de ces commandes vient du traitement simultanée des 3 plans couleurs. Les T-TOOLS concernent des fonctions classiques en traitement d'images (addition, soustraction, division, normalisation, ...), notamment très utiles pour le prétraitement et pour produire des images maître de calibration.

Les traitements portent sur trois séquences d'images ayant obligatoirement pour nom générique "R", "G" et "B", respectivement pour les plans rouge, vert et bleu. Sur le disque vous devez donc avoir des séries d'images telles que :

R1, R2, ..., R10, ..,. Rn
G1, G2, ..., G10, ..., Gn
B1, B2, ..., B10, ..., Bn

où n est le nombre d'images dans les séquences.

Avec les film provenant d'une Webcam, la production de ces séries ce fait de manière naturelle au moment de la conversion du fichier AVI en des fichiers PIC ou FITS. A partir du menu Fichier appeler la boîte de dialogue Conversion AVI..., puis faire par exemple :

Supposons que vous vouliez additionner les images des trois plans couleurs et que la séquence contienne 127 images. Il suffit depuis la console de lancer la commande :

T_ADD  TR  TG  TB  127

Iris calcule :

• La somme des images R1...R127 et sauvegarde le résultat dans l'image TR
• La somme des images G1...G127 et sauvegarde le résultat dans l'image TG
• La somme des images B1...B127 et sauvegarde le résultat dans l'image TB

De la même manière, vous pouvez calculer la somme médiane des 3 plans couleurs en faisant :

T_SMEDIAN2  R   G   B   127

Cette fois vous produisez sur le disque 3 images ayant les noms (si vous travaillez en format FITS) : R.FIT, G.FIT, B.FIT. La commande T_SMEDIAN2 est l'équivalent de la commande SMEDIAN2 pour le somme médiane d'une seule séquence d'images.

Dans la même famille de fonctions vous pouvez encore réaliser un compositage simultané très optimisé des images en utilisant la commande T_COMPOSIT (équivalent de COMPOSIT) ou encore T_ADD_NORM qui vous assure que le résultat ne sera pas écrêté si les images additionnées sont très nombreuses ou intenses.

Les T-TOOLS incluent aussi des fonctions qui font intervenir des opérations à deux images. C'est le cas par exemple de T_SOUST dont la syntaxe est :

T_SOUST [R] [G] [B] [NOMBRE]

Cette commande soustrait respectivement aux séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn les images [R], [G] et [B]. Par exemple :

T_SOUST  darkr darkg darkb  127

Attention, c'est important : le résultat est trois séquences qui remplacent les séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn. Les images originales sont donc perdues. La commande T_COPY permet cependant d'effectuer une sauvegarde des 3 séquences avant un traitement si vous n'êtes pas sur du résultat. La syntaxe est :

T_COPY [entrée R] [entrée V] [entrée B] [sortie R] [sortir V] [sortie B] [NOMBRE]

Par exemple :

T_COPY  R  G   B  RR  GG  BB  127

duplique les séquences originales R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn en des séquences RR1...RR2n, GG21...GG2n, BB21...BB2n.

Vous pouvez alors restituer la séquence originale qu'en bon vous semble en faisant :

T_COPY  RR GG  BB   R  G   B  127

Une fonction comme T_SOUST est très pratique pour retirer le signal d'offert ou le signal d'obscurité de séquences d'images brutes. Dans le même esprit, la commande T_DIV permet par exemple de diviser les 3 plans couleurs par 3 flat-field acquis dans les couleurs correspondantes. Les commandes équivalentes pour un seul plan sont SUB2 et DIV2.

Certaines opérations font intervenir des valeurs constantes. Ainsi la commande :

T_OFFSET [offset R] [offset V] [offset B] [NOMBRE]

additionne aux séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn respectivement les constantes [offset R], [offset V], [offset B]. Tout comme avec T_SUB ou T_DIV les séries de départ sont remplacées par le résultat.

On trouve aussi les équivalents des commandes de normalisation NGAIN2 et NOFFSET2 sous les noms T_NGAIN et T_NOFFSET. Par exemple, la commande T_NGAIN est importante pour harmoniser les niveaux d'images flat-field avant de réaliser une somme médiane. On fera par exemple :

T_NGAIN  1000  127
T_SMEDIAN2  FR   FG   FB  127

La première instruction amène le niveau médian de toutes les images des plans rouge, vert et bleu au niveau 1000. La seconde instruction donne 3 flat-fields maître pour les 3 couleurs (images FR, FG et FB).

Les T-TOOLS s'appliquent aussi pour la registration des images. Par exemple :

T_PREGISTER  256  127

effectue la registration des trois séquence R1...R127, G1...G127, B1...B127 en utilisant une méthode l'intercorrelation dans domaine de Fourier. La FFT est faite sur une sous-image de 256x256 pixels dans l'exemple (valeur du premier paramètre). Tout comme avec la commande PREGISTER, vous devez sélectionner avec la souris une zone dans laquelle va être fait le calcul. En fait, T_PREGISTER ne calcule le décalage des images que pour le plan vert et reproduit ces décalages de la même manière aux plans rouge et vert.

Vous avez à votre disposition dans la même famille de commande : T_CREGISTER (équivalent à CREGISTER), T_REGISTER (équivalent à REGISTER, l'idéal pour les images stellaires), T_PREREGISTER.

La commande T_SELECT (sans argument) trie simultanément les séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn de l'image la plus résolue à la moins résolue après l'application de la commande BESTOF.

Les commandes COMPUTE_TRICHRO1 et COMPUTE_TRICHRO2 introduites avec la version 3.54 de Iris restent bien sur applicables en parallèles aux T-TOOLS.

Au final vous pouvez afficher l'image trichrome et la sauvegarder par les moyens habituels :

TR  TR  TG  TB  (ou TRICHRO  TR TG TB)
SAVEBMP  RESULT  (sauvegarde en 24 bits)

Voici la liste complète des commandes T-TOOLS :

T_ADD [R] [G] [B] [NOMBRE]
Addition des images de chaque plan couleur (équivalent ADD2). Opération effectuée :

(R1+R2+..+.Rn, G1+G2+...+Gn, B1+B2+...+Bn)  -> [R], [G], [B]

T_ADD_NORM [R] [G] [B] [NOMBRE]
Même opération que T_ADD mais normalise les images au niveau 32000 au besoin si ce niveau est dépassé (équivalent ADD_NORM).

T_COMPOSIT [R] [V] [B] [SIGMA] [NB ITER] [FLAG MAX] [NOMBRE]
Produit trois images [R] [V] et [B] en faisant une addition optimale des images des séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn (équivalent COMPOSIT). La procédure est itérative si [NB ITER] est supérieur à 1. Le seuil de rejection des mauvaises valeurs est ajustée par la variable [SIGMA] (valeur réelle typique entre 2 et 3). Le niveau 32000 après addition n'est pas dépassé si FLAG MAX = 1 (normalisation pour ne pas écrêter les intensités). Le nombre maximal d'images est limité à 19.

T_COPY [in R] [in G] [in B] [out R] [out V] [out B] [NOMBRE]
Duplique une séquence trichrome. Effectue l'opération :

(in R1... in Rn, in G1... in Gn, in B1... in Bn) ->  (out R1... in Rn, out G1... out Gn, out B1... out Bn)

T_CREGISTER [SEUIL] [NOMBRE]
Registration d'images planétaires en ajustant un cercle à niveau [SEUIL] autour du limbe équivalent CREGISTER).

T_DIV [R] [G] [B] [NOMBRE]
Divise les séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn par les images [R], [V] et [B] (équivalent a DIV, mais le paramètres de normalisation est calculé automatiquement dans T_DIV). Effectue l'opération :

(R1/[R]...Rn/[R], G1/[G]...Gn/[G], B1/[B]...Bn/[B])  -> (R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn)

T_NGAIN [NORME] [NOMBRE]
Multiplie chaque image des 3 séquences par une constante calculée par Iris de manière à ce que le niveau médian de chaque image soit égal à [NORME] (équivalent à NGAIN2). Cette commande est notamment utilisée pour compositer des flat-field.

T_NOFFSET [NORME] [NOMBRE]
Ajoute (ou soustrait) à chaque images des 3 séquences une constante calculée par Iris de manière à ce que le niveau médian de chaque image soit égal à [NORME] (équivalent à NOFFSET2). Utile pour amener le fond de ciel de ciel au même niveau entre les images par exemple et ainsi éviter d'avoir une dominante colorée dans le fond.

T_MULT [coef R] [coef G] [coef B] [NOMBRE]
Multiplie chaque image des séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn par des constantes (équivalent à MULT2). Effectue l'opération :

(R1*[coef R]...Rn*[coef R], G1*[coef G]...Gn*[coef  G], B1*[coef B]...Bn*[coef B])  -> (R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn)

T_OFFSET [offset R] [offset G] [offset B] [NOMBRE]
Ajoute des constantes à chaque images des séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn par des constantes (équivalent à OFFSET2). Les constantes peuvent avoir des valeurs négatives. Effectue l'opération :

(R1+[offset R]...+Rn+[offset R], G1+[offset G]+...+Gn+[offset G], B1+[offset B]+...+Bn+[offset B])  -> (R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn)

T_PREGISTER [TAILLE] [NOMBRE]
Commande équivalente à PREGISTER pour la registration des images planétaires. La registration est calculée sur la séquence G1...Gn puis les paramètres de translation sont appliqués aux séquences R1...Rn, B1...Bn. Il est ainsi supposé que c'est la composante verte de la trichromie qui présente les meilleurs détails et contrastes.

T_PREREGISTER [NOMBRE]
Equivalent à la commande PREREGISTER.

T_REGISTER [NOMBRE]
Equivalent à la commande REGISTER. Idéale pour les images du ciel profond (utilise la position d'une étoiles de référence à sélectionner dans la première images d'une des séries, l'image G1.FIT par exemple).

T_SELECT
Trie par ordre de qualité décroissante les images simultanément dans les plans rouge, vert et bleu (équivalent à SELECT). Il faut avoir exécuté juste avant la commande BESTOF sur une des composantes trichrome (la verte par exemple).

T_SMEDIAN [R] [G] [B] [NOMBRE]
Compositage médian des séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn en produisant les images [R] [G] et [B] correspondantes (équivalent à SMEDIAN). Algorithme rapide mais limité à 19 images.

T_SMEDIAN2 [R] [G] [B] [NOMBRE]
Même fonction que T_SMEDIAN, légèrement plus lente mais le nombre d'images est illimité (équivalent à SMEDIAN2).

T_SOUST [R] [G] [B] [NOMBRE]
Soustrait les images [R], [G] et [B] aux plans équivalent des séquences R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn (équivalent à SOUST2). Effectue l'opération :

(R1-[R]...Rn-[R], G1+[G]...Gn+[G], B1+[B]...Bn+[B])  -> (R1...Rn, G1...Gn, B1...Bn)

T_UNSHARP [SIGMA] [COEF] [FLAG] [NOMBRE]
Calcule le masque flou de chaque image des trois séquences (équivalent à UNSHARP2).

Pour des exemples d'application des T-TOOLS cliquer ici.

Commande PREREGISTER

Commande pour la registration rapide d'une séquence d'images. L'algorithme utilisé est rapide (méthode de correlation dans le domaine spatial) mais moins précise en comparaison aux commandes REGISTER, PREREGISTER ou CREGISTER par exemple. En particulier PREREGISTER utilise une interpolation au pixel près seulement pour ne pas dégrader la résolution des images. Il faut mettre en œuvre PREREGISTER comme la première étape de la registration dans des cas difficiles, lorsque les autres méthodes sont en échec (par exemple lorsque le décalage entre les images est très important). Il faut ensuite appliquer des commandes comme REGISTER ou COREGISTER dans une seconde passe pour affiner la registration à une fraction de pixel près.

Syntaxe :

PREREGISTER [IN] [OUT] [NUMBER]

[IN] nom générique des images d'entrée
[OUT] nom générique des images de sortie
[NUMBER] nombre d'images

Avant de lancer PREREGISTER sélectionner avec la souris une zone rectangulaire à l'intérieur de laquelle va être fait le calcul. Choisir si possible une région contrastée de l'image. Vous pouvez éventuellement sélectionner la totalité de l'image.

Commande L_CORREL

Calcule le décalage en pixel le long de l'axe X de deux spectres, l'un en mémoire et l'autre sur le disque désigné par la nom [NAME]. La syntaxe est :

L_CORREL [NAME]

Avant de lancer la commande vous devez définir une zone rectangulaire à l'intérieur de laquelle est calculé l'intercorrélation. Choisir une région contenant une bonne densité de raies spectrales.

Commande L_MERGE

Syntaxe : L_MERGE [FILE #1] [FILE #2] [x1] [x2]

Fusionne deux spectres contenu dans les fichiers [FILE #1] and [FILE #2]. Le point de coordonnées pixel [X1] dans le spectre 1 correspond au point [X2] dans le spectre 2. Les intensités des deux spectres sont égalisés autour de ce point (les spectres sont multipliés par le coefficient adéquat). Cette commande est employée pour réaliser la mosaïque de nombreux spectres. Cliquer ici pour un exemple.

Commande L_MERGE2

Même fonction que L_MERGE,  mais les spectres ne sont pas normalisés à leur point commun (les intensités sont inchangées).

Commande DISTOR & DISTOR2

Le morphing n'est pas seulement une technique permettant de réaliser des effets spéciaux artistiques en imagerie numérique. Le morphing a de nombreuses applications pour corriger les distortions produites par les optiques, l'interpolation du mouvement des objets ou encore traiter les déformations de l'image causées par la turbulence atmosphérique. C'est cette dernière application que traite la commande DISTOR (mais elle est applicable pour résoudre un problème de distortion lors de la prise de vue avec de optiques grand-champ).

L'objectif est de re-échantillonner l'image traitée relativement à une image de référence de manière à réduire au minimum les différences géométriques entre-elles. Les distortions de la turbulence sont alors corrigé (très partiellement seulement, malheureusement !). Si vous additionnez les deux images (ou plusieurs images traitées de la même manière, mais toujours par rapport à la même image de référence), le traitement est susceptible d'améliorer un peu la résolution.

La syntaxe est :

DISTOR [NAME1] [NAME2] [ORDER]

• [NAME1] est le nom de l'image sur le disque qui va servir de référence.
• [NAME2] est le nom de l'image qui va être re-échantillonner au mieux pour épouser l'image de référence.
• [ORDER] est l'ordre d'un jeu de polynômes qui sont les équations de la transformation mathématique. On peut choisir une valeur entre 1 et 5.  Avec un polynôme d'ordre 1 la déformation de l'image est minimale et la correction toujours faible. Avec un degré 5 la correction est plus fine, mais elle demande plus d'attention quand au nombres de points de références choisi (voir plus loin). Une valeur entre 3 et 4 est généralement un bon choix. Noter que DISTOR utilise une procédure itérative qui élimine les points d'amer d'aberrants ou peux précis entres les deux images.

Avant de lancer DISTOR il est nécessaire de définir des points d'amer intéractivement avec la souris. C'est autour de ces points que IRIS  va déterminer les paramètres de l'équation permettant de superposer au mieux les images. Si possible les points doivent être choisi dans des zones bien contrastées : limite entre le jour et la nuit dans des cratères lunaire, limbe planétaire, étoiles, ...). La correction géométrique n'est correcte que dans une région de l'image où les pointages ont été fait. En dehors de cette zone, le logiciel extrapole l'image, et plus rien n'est garanti.

Voici le descriptif de la procedure complète :

ETAPE 1
En premier, vous devez register avec une bonne précision (c'est une registration moyenne en raison des distortions produites par la turbulence). Vous pouvez utiliser pour cela les commandes PREGISTER, CREGISTER (applications planétaires) ou REGISTER, REGISTER2, COREGISTER, ... (applications ciel-profond).

Pour le traitement d'un détail de la surface lunaire qui va nous servir d'exemple nous disposons d'une séquence de 72 images acquises avec une Webcam (ToUcam Philips et télescope Celestron 8). Les images ont pour nom MOON1... MOON72. On isole une aire bien contrastée de l'image avec la souris, puis on tape la commande suivante pour effectuer la registration :

PREGISTER MOON I 256 72

ETAPE 2
Selectonner des points d'amer dans l'image de référence (MOON1 dans notre exemple). A partir de ces points IRIS va ajuster par la méthode des moindres carré un jeu de polynôme minimisant la distortion entre les images MOON2, MOON3, ... par rapport à l'image MOON1.

Pour activer la sélection cocher l'option Sélection d'objets du menu Analyse :

Le pointeur de souris ce transforme en une symbole de cible. Vous pouvez pointer à présent des zones de l'image, mais bien ce rappeler quelles doivent correspondre à des détails bien contrasté pour que la procédure fonctionne. Essayer aussi, si possible de répartir uniformément ces points sur l'image (ou décrivez le contour d'un limbe planétaire par exemple) :

Vous pouvez définir jusqu'à 100 points, mais attention, plus il y a de points, plus le temps de calcul augmente.

Si vous voulez, vous pouvez à ce stade décocher l'option Sélection objets du menu Analyse. Cela rendra l'aspect normal au pointeur de souris.

ETAPE 3
Calculer les polynômes de transformation et appliquer la transformation. Par exemple entre l'image 1 et l'image 9, et en choisissant des polynômes de degré 4, vous ferez :

DISTOR I1 I9 4

L'image en mémoire est alors l'image I9 re-échantillonnée. Vous pouvez la sauvegarder sur le disque :

SAVE R9

Pour contrôler le calcul vous pouvez soustraire l'image de référence et l'image traitée :

LOAD I1
SUB R9 5000
VISU 5100 4900

Normalement le résultat doit être très proche du niveau 5000 sur l'ensemble de l'image, en tout cas plus que si vous faite I1-I9 (soustraction des images simplement registrées).

Il est possible de traiter une séquence complète avec la seule commande DISTOR2 :

DISTOR2  [NOM1]  [NOM2]  [ORDER]  [NUMBER]

Le paramètre [NUMBER] est le nombre d'images dans la séquence à traiter. Dans notre exemple :

DISTOR2  MOON  R  4  72

L'image de référence est MOON1. Les images R1...R72 sont corrigé de la distortion atmosphérique (dans la mesure où les points sélectionnés et le contraste des images le permet).

Il est toujours possible d'interrompre le traitement en cliquant sur le bouton rouge de la barre d'outils.

ETAPE 4
Vous pouvez à présent additionner les images traitées :

ADD_NORM R 72

ou encore sélectionner avant les 10 meilleures images :

BESTOF R 72
SELECT R T
ADD_NORM T 10

Ci-dessus: A gauche, l'addition d'images très mal alignées. A droite, ces mêmes images après le traitement avec DISTOR.

Cliquez ici pour voir une application dynamique des commandes DISTOR & DISTOR2.