MODE RAW DES APPAREILS PHOTOGRAPHIQUES
CoolPix 990/995 et 950

Summary: this paper give information about the extraction of RAW file format image of the digital camera Nikon COOLPIX  990/995 and 950. The key solution is to set the camera in a diagnostic mode. The image produced can be loaded with the digital camera set of function of IRIS for example. Quality-conscious users (the astronomers!), require uncompressed data storage systems (no JPEG), so the RAW format is ideal. RAW records data over a wider bit range (typically 10 or 12 bits) than JPEG or 8-bit TIFF  Finally the RAW format permits efficient image processing, optimal detectivity and spatial resolution. The use of the RAW is encouraged for digital camera astronomy.

Le mode RAW (littéralement mode brut) des appareils photographiques est d'une grande importance dès qu'il souhaitable d'extraire le maximum d'informations d'une image. C'est bien souvent le soucis des astronomes amateurs ! Par rapport aux autres formats d'enregistrement des images (JPEG et TIFF généralement) le format RAW a de nombreux avantages. Les données qui s'y trouve sont celles qui sortent directement du capteur CCD ou CMOS : elles ne sont pas bricolées (en principe) par le logiciel interne de l'appareil. Ces manipulations sont souvent des algorithmes passe-partout qui rendent l'image plus attractive à l'oeil, mais, cela au détriment d'autres paramètres tout aussi importants  (la photométrie de départ, la résolution spatiale, ...). Les données dans le format RAW ne sont pas comprimées ce qui permet de garder intact le contenu de votre prise de vue, contrairement au JPEG qui détruit une partie de l'image et produit des artefacts. Grace à cela il est possible à partir du RAW de réaliser un vrai traitement d'image au sens où on l'entend en astronomie : soustraction du signal d'obscurité, division par le flat-field et pourquoi pas, photométrie, astrométrie, spectroscopie... Enfin, la dynamique de l'image dans un fichier RAW est nettement plus élevée que celle qui se trouve dans un fichier JPEG ou TIFF standard. Typiquement elle est de 10 à 12 bits par plan couleurs (parfois 14 bits) alors qu'elle n'est que de 8 bits par plan dans les fichiers standards de l'infographie utilisé dans les appareils photo. L'inconvéniant du format RAW est qu'il n'est pas directement exploitable : il faut utiliser un logiciel qui doit en extraire les trois plans couleurs fondamentaux (rouge, vert et bleu). On peut prédire que les logiciels de traitement d'images astronomiques vont à terme pouvoir exploiter directement le format RAW, ce qui facilitera les opérations (quasi transparente par rapport au chargement d'un fichier FITS depuis le disque par exemple). C'est déjà le cas de IRIS au travers d'une commande comme LOADCAM par exemple (cliquer ici pour des détails). Une difficulté pour le programmeur est qu'il n'existe pas actuellement (en 2003) de standard en matière de format RAW entre les constructeurs. La taille des fichiers RAW est aussi relativement importante mais ce n'est pas un réel problème tant la puissance de l'informatique progresse vite. La taille du RAW est en tout cas inférieure à un format TIFF 48 bits par exemple.

De nombreux appareils produisent du RAW à la demande. Ce sont souvent des modèles de haut et milieu de gamme cependant. Chez Canon ces fichiers ont l'extension CRW, chez Nikon l'extension NEF, chez Minolta l'extension MRW, chez Olympus l'extension ORF, chez Fuji l'extension RAF, ... Et puis... surprise, certains appareils qui n'ont pas la possibilité de produire du RAW en apparence, le permettent en fait. Une très bonne nouvelle pour leur propriétaire ! C'est le cas pour certains modèles Nikon (série CoolPix), Olympus (série D-xxxL/Z), Agfa, Sanyo, Epson... Ils possèdent alors en général un logiciel interne (firmware) d'origine Sierra Imaging, Inc. L'astuce vient d'une fonction cachée qui sert au service après-vente pour diagnostiquer une éventuelle panne. Pour produire RAW (en plus du JPEG ou du TIFF) chaque fois que vous appuyez sur le déclencheur il suffit d'activer la fonction en question. Pour revenir au mode de fonctionnement standard il est bien sur possible de désactiver cette fonction, qui s'appelle "RAW DIAG". Le format RAW ainsi produit n'est pas exactement du même type que le format RAW officiel de la marque. Cependant, dans le cas des appareils NIKON CoolPix 990/995 ou 950, le RAW produit en "RAW DIAG" est suffisamment proche du NEF standard pour pouvoir être lu directement par IRIS (au prix d'un petit aménagement interne du logiciel et d'un problème résiduel de balance de couleurs pour le 950, alors que le 990/995 est parfaitement bien supporté).

Les fichiers produits en mode "RAW DIAG" ont toujours l'extension .JPG bien qu'ils n'aient rien à voir avec le standard JPEG. Lors d'une prise de vue deux images se retrouvent sur la mémoire Flash. Par exemple : DSCN4080.JPG et DSCN4081.JPG. Le premier fichier est au format RAW (il pèse 2,35 Mo pour un CoolPix 950 et 4,55 Mo pour un CoolPix 995). Le second fichier est une image JPEG classique.

Pour afficher les 3 composantes RVB du fichier RAW sous IRIS (et aussi produire 3 fichiers distincts R, V et B contenant les plans couleurs), il suffit de taper la commande suivante (de pas oublier l'extension) :

LOADCAM  DSCN4080.JPG  R  V  B

IRIS reconnaît automatiquement le format de fichier et le type d'appareil. La commande IDENTIFY précise ces paramètres en les affichant à l'écran.

Pour passer un appareil photo en mode "RAW DIAG" vous devez disposer d'un petit logiciel auxiliaire que vous allez télécharger sur le Web. Pour les appareils munis d'un port série (c'est le cas du CP950) vous pouvez utiliser l'excellent PHOTOPC, téléchargeable à l'adresse :

http://www.lightner.net/lightner/bruce/photopc/

C'est une application DOS très simple qui fonctionne bien sous Windows XP. Pour programmer un CoolPix950 la procédure est la suivante :

(1) allumer l'appareil photo et mettre le sélecteur de fonction sur en mode manuel.
(2) brancher le cable série.
(3) lancer la commande suivante depuis la console DOS :

photopc  id  "DIAG RAW" query

(4) débrancher le cable série et c'est fini, l'opération a pris quelques secondes.

Pour revenir au mode standard vous entrez :

photopc  id  "NIKON DIGITAL CAMERA" query

Avec un CoolPix 990 ou un CoolPix 995 il faut utiliser l'interface USB et le logiciel CPIXRAW. Pour comprendre comment utiliser ce logiciel (très simple et avec une interface Windows) et le télécharger, consulter les pages :

http://e2500.narod.ru/index_e.htm
http://e2500.narod.ru/raw_format_e.htm

Voici un exemple type d'exploitation du RAW avec un CP995. La nuit, on a fait l'image de cimes d'arbres en posant 15 secondes. Un détail de l'image à la sortie de l'appareil photographique est visible à gauche. A la suite de cette image on a réalisé une pose de 15 secondes dans l'obscurité totale. Cette carte du signal d'obscurité est soustraite de la première image (par plans couleurs). Le résultat est à droite. L'usage du RAW permet une très bonne correction du signal thermique. Le rapport signal sur bruit est considérablement amélioré.

Les deux images suivante montrent le cliché complet sortant du CP995 avant et après traitement. Ici encore, le gain en détectivité apparaît est évident.

Bonne découverte du format RAW et bonne redécouverte de votre appareil photo numérique !

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