La plupart des constructeurs sérieux (ZWO, P1, Altair...) fournissent désormais leurs caméras avec un offset préréglé qui fonctionne dans la plupart des cas. Sauf si vous savez ce que vous faites et pourquoi vous le faites, mieux vaut ne pas y toucher.
Après les question sur les gains et le temps de pose, l'une des interrogations qui revient souvent est la façon de déterminer le bon offset pour sa caméra CMOS.
Attention, il ne s'agit pas Bias/Offset frames que l'on utilise principalement avec les capteurs CCD. Les CMOS récents n'ont pas réellement besoin de bias frames. Par contre, il faut régler leur offset.
Rappelons simplement de quoi il s'agit. Le capteur de la caméra est constitué de pixels plus ou moins indépendants, qui vont renvoyer une valeur correspondant à la quantité de lumière reçue. En théorie, dans le noir complet, un pixel devrait renvoyer une valeur nulle. Mais ces pixels ne sont jamais parfaits et ils sont soumis à plusieurs sources de bruit : la température, les rayonnements infrarouges des puces électroniques placées juste à côté...
Bref, en moyenne, un pixel va renvoyer une valeur correspondant à la lumière reçue, mais va s'additionner un bruit aléatoire qui va faire osciller cette valeur autour de la moyenne.
Ce n'est pas un problème en soit, car il existe beaucoup de techniques pour atténuer ce bruit (à commencer par l'empilement des images, qui réduit progressivement l'incidence du bruit), et les fameux darks (qui sont une "photo" du bruit que l'on va ensuite soustraire à toutes les images).
Mais encore faut-il que ces traitements puissent fonctionner dans les meilleures conditions. En particulier, imaginons un pixel recevant un peu de lumière, de façon à ce qu'il renvoie une valeur de 3. Ce pixel est soumis à un bruit (dû à la température, ou autre), d'une amplitude de 10 (5 au-dessus, 5 en-dessous). La valeur réelle que renvoie le pixel est donc située entre...(allez-y, calcul mental...)
(lumière) 3 + (bruit) 5 = 8, et (lumière) 3 - (bruit) 5 = -2
Manque de bol : le pixel ne sait pas renvoyer une valeur négative comme -2. Alors il renvoie un beau zéro. C'est ce qu'on appelle une saturation (ou une troncature, en l'espèce), et elle va empêcher d'enlever convenablement le bruit par empilement. Mais comment faire ?
~~~ NE PANIQUEZ PAS ~~~
Toutes les caméras disposent d'un réglage appelé offset, ou brightness, selon les marques. Son action est de rajouter systématiquement une valeur fixe à la valeur du pixel, avant que celui-ci ne renvoie sa propre valeur.
Si l'on reprend notre exemple, pour éviter la saturation à zéro, il suffirait de rajouter systématiquement +2 à tous les pixels. Ce serait donc la valeur d'offset à utiliser et nous allons voir comment la déterminer.
Prérequis
Pour ce faire, vous aurez besoin d'un outil logiciel unique, toujours le même : Sharpcap Pro, et la licence qui va avec (12 euros par an, c'est donné).
Vous n'avez même pas besoin de télescope. Il suffit de connecter sa caméra, et de laisser le bouchon en place. Oui, on va photographier du noir.
La préparation
Lancez Sharpcap, connectez-le à votre caméra aveugle, puis commencez par régler un gain moyen (pile au milieu du curseur de gain), et un temps d'exposition de quelques secondes (entre 2 et 4s, disons).
Vérifiez que Sharpcap n'affiche bien qu'une image vide et noire. Sinon, quelqu'un a enlevé le bouchon pendant que vous aviez le dos tourné. Un sanglier, probablement.
Nous allons utiliser un superbe outil appelé le Smart Histogram, que l'on peut afficher en cliquant sur ce bouton (généralement placé en haut à droite dans Sharpcap)
- SC-Tuto-histogram_button.jpg (1.12 Kio) Consulté 24552 fois
Normalement, cet histogramme va se présenter comme suit.
- si la case "Logarithmic' n'est pas cochée... ben cochez-la.
- image.png (36.04 Kio) Consulté 24543 fois
- il y a une courbe blanche dans l'histogramme, qui est basse à gauche, monte brutalement et fait un pic symétrique, puis redescend en allant vers la droite.
- si vous avez une caméra couleur, on a aussi des courbes rouge, verte et bleue. Auquel cas, on se concentre sur celle des trois courbes de couleur qui s’étend le plus à gauche de l’histogramme
- on ignore le reste des informations présentes
La méthode
Le but de la manoeuvre : réussir à déplacer le pic de la courbe blanche de façon à ce que la partie gauche du pic ne soit pas tronquée.
Le seul outil à disposition : le réglage d'offset ou de brightness.
Commencez par le mettre à fond : vous devriez observer que le pic se déplace vers la droite.
Réduisez ensuite progressivement l'offset, pour placer le pic le plus à gauche possible, mais sans que sa partie gauche ne soit tronquée. Notez la valeur relevée.
Refaites le test pour plusieurs valeurs de gain (de 0 à 100%) : il est probable que la bonne valeur d'offset soit légèrement différente selon le gain.
Ensuite, vous avez le choix : soit vous utilisez une seule valeur d'offset pour tous les gains (la valeur la plus haute relevée lors de vos tests), soit vous vous notez une valeur optimale pour chaque gain
Si jamais ça ne marche pas
Vous répondez à ce sujet en joignant une copie d'écran de Sharpcap avec son grand histogramme et vos réglages de gain, offset, et de temps de pose.
Remarques diverses
- Une fois l'offset déterminé, vous devrez refaire votre banque de darks avec cette nouvelle valeur. En effet, un dark ne peut être soustrait tel quel à l'image entrante que si tous les réglages (exposition, gain, balance des couleurs, et donc offset/brightness/black level) sont identiques. Il est possible d'utiliser des darks faits avec des réglages différents par une mise à l'échelle, mais cela dépasse largement le cadre du présent tutoriel
- Si, d'esprit curieux, vous regardez l'histogramme d'un signal dark alors que le dark correspondant est soustrait, la courbe de l'histogramme ne sera plus décollée de la gauche. C'est normal. Le signal que vous obtenez alors est (idéalement) constitué uniquement du bruit thermique aléatoire, et non plus du bruit aléatoire additionné au bruit systématique (pixels chauds). Le résultat est donc d'intensité bien plus faible et se "colle" à la gauche de l'histogramme. Et tant mieux, c'est le but recherché
