Matrices de BAYER

Explication des différentes techniques du Visuel Assisté
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bemo47
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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 18:40

Alors ce forum étant démocratique, dixit @ouki , et ayant reçu "1 demande unanime" :mrgreen: pour faire ce post, je me lance, et vais collecter ici l'essentiel de mes expériences sur ce sujet.

J'adresse toutes mes plates excuses au maître @Steph qui va encore avoir à affronter des nuits agitées avec toutes ces histoires de matrice :mrgreen:

Et je demande instamment aux sachants sur ce sujet de venir compléter/ corriger si besoin, n'étant pas sûr de détenir la vérité sur le sujet...

Au delà de mes expériences pratiques j'ai commencé par faire quelques recherches sur le net et quelle ne fut pas ma surprise de voir que sur nos forums astro réputés on trouve de longues discussions sur le sujet, de gens qui sont beaucoup plus compétents que moi, mais rarement ils arrivent à répondre clairement à ces deux questions (bon, je n'ai pas tout lu...) :
- quelle est la matrice utilisée par mon fabricant de caméra
- quelle matrice dois je utiliser lorsque mes résultats, après plusieurs étapes de traitement et éventuellement plusieurs logiciels, ne présentent pas des couleurs correctes ?
exemples de post : [url]https://www.webastro.net/forums/topic/1 ... issez/[url]

Ma façon de répondre à ces deux questions me semble pourtant simple :
- Quelle est la matrice utilisée par ma caméra ? je vais sur le site de mon fournisseur, ZWO ici et je lis
ASI1600MC : GRBG
ASI533MC : RGGB
ASI294MC : RGGB
ASI2600 : RGGB
etc.... et au passage on voit que la ASI1600MC est une exception chez ZWO avec une matrice différente de toutes les autres.

- Quelle matrice dois je utiliser dans mes traitements.....
Là c'est mon copain et chef de mission Pic du Midi qui m'a donné la réponse. Il m'a dit : tu places une cible quelconque avec les 3 couleurs de base, tu prends une image avec ta cam et tu traite en dématriçant jusqu'à retrouver tes 3 couleurs correctes. Imparable.....

Mais tout ça ne répond pas à la question : c'est quoi la matrice de Bayer.... ?

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 18:54

Alors qu'est ce qu'un matrice de bayer..... ?

Et bien, c'est ce qui permet à nos capteurs de produire de la couleur dans une seule image. C'est un ou des filtres colorés qui sont placés devant le capteur de façon à ce que les photosites du capteur enregistrent chacun une couleur différentes. Et ils sont groupés par carrés de 2x2, avec un photosite Bleu, un photosite Rouge, et 2 photosites Verts. Pourquoi 2 verts, je n'ai pas l'explication, mais en tous cas toutes les matrices de Bayer semblent être sur ce schéma.

Représentation simplifiée :
image.png
image.png (141.68 Kio) Consulté 6067 fois
Ici vous voyez une matrice dite RGGB, en le retrouve en lisant le 1er carré de 4 pixels, le 1, le 2, puis ligne en dessous, le 3 et le 4.
Mais selon le fabricant du capteur les pixels peuvent être organisés différemment dès le départ : GRBG (comme pour la ASI1600MC), BGGR, GRGB, etc....

Et au passage, pour un même capteur vous pouvez avoir une version monochrome et une version couleur, en gros c'est une matrice de bayer qui a été ajoutée deva,nt le capteur, exemple avec les ASI1600MM monochrome et ASI1600MC couleur.

Et encore mieux, avec un capteur couleur il y aurait donc une résolution divisée par 4 ? bon, pas exactement semble t il et là aussi c'est un grand débat comme on peut le voir dans ce post par exemple http://www.astrosurf.com/topic/131476-e ... -de-bayer/
ou celui-ci http://www.astrosurf.com/topic/126097-d ... e-capteur/

Je vous laisse vous documenter sur ce point car je ne saurai répondre, en tous cas il y a forcément une différence.

Quoique justement, grâce au process de débayérisation (passage d'une image RAW contenant chaque pixel de la matrice de bayer à une image couleur), les constructeurs semblent tenter de limiter cet impact, regardez ici, il me semble qu'il y a des explications pertinentes https://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9matri%C3%A7age
Dernière modification par bemo47 le 30 avr. 2020, 19:05, modifié 1 fois.

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:05

Donc maintenant vous savez comment est constitué votre image lorsqu'elle sort en RAW de votre caméra.
Vous avez aussi remarqué qu'à une certaine étape dans vos traitements il y a une étape appelée "dématriçage" ou plus souvent "debayerisation" ou plus simplement "debayer". Et là, certains soft vous demandent quelle matrice utiliser, ou vous proposent une option par défaut, certainement basée sur les infos écrites par les softs de prise de vue dans les entête FITS de vos images.
Sharpcap par exemple a une case, en général cochée par défaut, dans la partie "Capture Format and Area", qui permet de dire Debayer preview On, ou OFF, ou avec une matrice de votre choix. En général ON est suffisant et il sait utiliser la bonne matrice de votre caméra, info qui doit provenir du pilote de la caméra je suppose...
image.png
image.png (20.5 Kio) Consulté 6063 fois
donc si vous ne faites que du sharpcap, en général il est d'accord avec lui même et tout va bien... vous pouvez même ignorer ce qu'est une matrice de bayer.... pour peu que la case soit sur "ON", pas de soucis....

là ou ça peut se corser, c'est si vous retraitez vos brutes avec d'autres softs...

là, c'est un peu la foire d'empoigne, chacun fait ce qu'il veut, comme ça lui plaît, ce qui est déjà un problème.... on voit ça plus loin...

mais en plus si vous faites des flips d'images à la prise de vue (retournement horizontal, ou vertical, ou les deux), et certains softs de prise de vue vous le proposent ou le font, et ça aura aussi un impact sur la matrice à utiliser, illustration...
Dernière modification par bemo47 le 30 avr. 2020, 19:16, modifié 2 fois.

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Message par pejive » 30 avr. 2020, 19:10

Un truc que tu avais évoqué et qui m'interpelle:
si on se décale d'une ligne ou d'une colonne le RGGB devient GBRG ou GRBG
matrice.jpg
matrice.jpg (34.19 Kio) Consulté 6059 fois
Donc tout va dépendre de la méthode utilisée par le logiciel pour lire le fichier ?

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:16

pejive a écrit :
30 avr. 2020, 19:10
Un truc que tu avais évoqué et qui m'interpelle:
si on se décale d'une ligne ou d'une colonne le RGGB devient GBRG ou GRBG
matrice.jpg
Donc tout va dépendre de la méthode utilisée par le logiciel pour lire le fichier ?
atentds, attends.... j'y arrive !!!! :D :D :D

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:21

donc, comme dit @pejive il y a d'autres raisons qui peuvent perturber la matrice à utiliser.

exemple dans cette image :
image.png
image.png (5.55 Kio) Consulté 6055 fois
le petit carré du haut à gauche représente la matrice d'une caméra RGGB, j'ai dessiné deux "pixels" par simplification.
si lors de la prise de vue vous avez demandé (en principe le soft ne le fait pas tout seul, mais en travaillant avec PRISM, il m'est arrivé d'avoir demandé un flip, orientation image nord sud peut etre... je ne sais plus)... donc si vous avez demandé un flip...

le fichier RAW se présentera comme dans un des 3 autres carrés, selon que vous avez demandé un flip sur l'axe vertical, carré de droite en haut, ou horizontal, en bas à gauche, ou les deux en bas à droite.
et vous voyez que la position des pixels de couleur ayant changé, la matrice pour lire les pixels change aussi, et donc il faut préciser au soft ou process de debayer la nouvelle matrice....

encore une fois si vous faites tout dans sharpcap, aucun risque, je pense, car au moins il reste homogène avec lui même et intègre tous ces impacts puisqu'il gère tout de a à z....

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:24

et c'est là que vous allez me dire mais, mais..... et l'entete du fichier FITS alors ? elle contient l'info de la matrice utilisée non ?

et bien oui, enfin, .... en principe.... ou pas du tout....

là on entre dans la grande galère des matrices de bayer....

voir ici https://forums.sharpcap.co.uk/viewtopic.php?f=19&t=845

extrait du forum sharpcap ou Robin nous explique qques trucs intéressants...

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:41

alors là, les logiciels et leur façon de traiter.... le moins que l'on puisse dire c'est que c'est pas homogène...

Sharpcap : il nous dit, Robin, qu'il n'écrit rien sur les matrices dans ses entêtes car de toutes façons les softs font ce qu'ils veulent ensuite pour traiter, donc pour ne prendre aucun risque et bien il dit rien..., ou plutot on y trouve bien un truc d'écrit mais qui ne semble pas correspondre à la bonne info...

exemple sur une brute de la ASI1600MC faite avec Sharpcap
image.png
image.png (35.98 Kio) Consulté 6053 fois
il est écrit BGGR, je ne sais pas d'ou ça sort car c'est GRBG qui est donné par ZWO, mais il mentionne bien GRBG à utiliser avec certains softs notamment Pix !!!

exemple sur une brute ASI1600MC faite avec TheSkyX piloté par maxpilote
image.png
image.png (110.27 Kio) Consulté 6053 fois
là c'est plus bavard, on retrouve bien GRBG et plein d'autres renseignements

Autres soucis, il semble que certains softs de traitement ne lisent pas les raw de la même manière, droite à gauche ou gauche à droite... et qui sait si certains ne font pas du bas en haut versus haut en bas....

Dans SIRIL par exemple il y a aussi une case à cocher, ou ne pas cocher dans les paramètres de dématriçage, ou hormis la matrice que l'on doit préciser, on voit qu'il peut aussi y avoir du haut-bas, versus sans doutes du bas-haut !!!!
image.png
image.png (30.57 Kio) Consulté 6053 fois
bref..... je ne peux pas commenter plus mais ce que je peux affirmer, c'est que si après votre process de traitement, vos images ne semblent pas présenter de couleurs ou pas les bonnes, alors ne perdez pas votre temps à discuter sur les forums pour demander quelle matrice vous devez utiliser, ou à tester toutes les matrices (les images astro on suffisamment peu de couleurs pour se prêter à cette démarche), mais passez plutôt à la méthode pratique que j'ai employé !

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:45

et cette méthode, et bien elle est super simple, vous prenez 3 objets ayant chacun une des couleurs de base, Rouge, Vert et Bleu, et vous les prenez en photo avec votre caméra, avec vos paramètres de flip éventuels, les mêmes utilisés en imagerie astro évidemment, et vous traitez avec votre process habituel, le même et vous regardez les couleurs au bout.
Si vous avez bien vos 3 couleurs, c'est bon, votre problème vient d'ailleurs.
Si vous n'avez pas vos 3 couleurs..... et bien vous reprenez à l'étape debayer en testant systématiquement toutes les matrices que l'on vous propose jusqu'à avoir votre résultat correct au final.

Simple non ?

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:51

exemple pour la ASI1600MC on l'on voit les différences avec les autres matrices utilisées pour le traitement
image.png
image.png (415.3 Kio) Consulté 6052 fois
et mon dernier exemple pour la ASI533 ou l'on voit que ce n'est pas évident de comparer les résultats, une différence d'expo peut considérablement impacter les couleurs, l'image de référence étant tout à droite
image.png
mais au final, 8 matrices testées, et on voit que seule l'image de la rangée du haut et en 4ème position a des couleurs de même nature que l'image de référence, la boite du milieu étant en réalité rouge, mais un rouge tirant un peu trop sur l'orange....

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 19:52

ah et dernier point .... pourquoi ai je fait tout ça.... à venir tout à l'heure :mrgreen: :mrgreen: , bon appétit

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Message par pejive » 30 avr. 2020, 20:47

Autre chose :mrgreen:
Est-on certain que le 1er pixel en haut à gauche est bien rouge ?
N' y a t-il pas une zone de pixels non utilisés en bordure des capteurs ??
Bon , je sors :lol:
Il y a quand même un problème avec le rouge sur ta caméra

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Message par clouzot » 30 avr. 2020, 21:00

Oui sur pas mal de capteurs (dont la 2600 :mrgreen: ) il y a quelques lignes et colonnes non utilisées. Histoire de simplifier

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 21:01

haha, oui, sur cette image c'était pas cool mon rouge ! je suis d'accord...
mais c'est aussi pour ça que ce serait encore plus difficile de tenter de déterminer la bonne matrice avec une images astro.... une brute unitaire en plus...

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 21:01

clouzot a écrit :
30 avr. 2020, 21:00
Oui sur pas mal de capteurs (dont la 2600 :mrgreen: ) il y a quelques lignes et colonnes non utilisées. Histoire de simplifier
la 2600 ? ouf j'en ai pas !!! :mrgreen: :mrgreen: :D

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 21:09

oui mais au fait pourquoi j'ai fait tout ça.... je m'y perds moi même :mrgreen:

alors en reprenant mon long post j'ai retrouvé le post qui le montre bien, avec ces deux images :
image.png
image.png (334.36 Kio) Consulté 6035 fois
image.png
image.png (288.79 Kio) Consulté 6035 fois
là on voyait que la même photo (cible) prise avec 2 outils différents et debayerisée avec la mêm matrice et le même outil, ne produisait pas les mêmes couleurs, et en faisant ensuite les test avec toutes les matrices j'ai pu voir qu'il fallait dans le 1er cas (TheSkyX) débayriser avec la GRBG.

Donc image prise par SC ==> RGGB
et image prise par TheSkyx ==> GRBG

je ne sais pas pourquoi...

je n'ai pas ce cas de figure si je prends mes images avec la ASI1600MC, mais avec la ASI533 je l'ai.

inexpliqué, mais pourtant....

voilà, voilà.... en cas de doutes sur la bonne matrice, ne perdez pas de temps à discuter, faites le test des bidons !!! et ne soyez pas daltonien.... c'est le 1er point à vérifer d'ailleurs :mrgreen: :mrgreen:

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 21:12

nota : j'ai pu vérifier par la suite qu'en mettant exactement le même temps de pose (en ms), gain et brightness dans les 2 outils, on obtient bien exactement les mêmes tonalités de couleurs, contrairement à mes exemples ici, faits au début de mes tests, et ou j'avais de légères différences d'expo, du genre 100ms d'un côté et 105 ou 110ms de l'autre.... donc attention a bien fixer exactement les mêmes paramètres lors des tests comparatifs.

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Message par apo » 30 avr. 2020, 21:33

super toutes ces explications ! Merci @bemo47 !

Une astuce pour faire le tests des bidons ? Comment ça se passe pour la mise au point ?

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Message par bemo47 » 30 avr. 2020, 21:58

apo a écrit :
30 avr. 2020, 21:33
super toutes ces explications ! Merci @bemo47 !

Une astuce pour faire le tests des bidons ? Comment ça se passe pour la mise au point ?
Ben comme avec un appareil photo, Map a la molette avec SC qui prends en permanence, on voit vite quand l'image est nette, et on a pas besoin d'être super précis non plus

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Message par clouzot » 30 avr. 2020, 23:37

apo a écrit :
30 avr. 2020, 21:33
super toutes ces explications ! Merci @bemo47 !

Une astuce pour faire le tests des bidons ? Comment ça se passe pour la mise au point ?
Il faut quand même les mettre assez loin, ou avoir énormément de rallonges à mettre en sortie de porte oculaire.
Si tu as 2-3 magasins ou panneaux en face de ton balcon (il me semble que oui), tu as peut-être plus vite fait de shooter en face :D

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Message par Titang » 01 mai 2020, 00:00

Je sens que je vous aller rigoler lors mes premieres prises de vues : je suis daltonien :crying-yellow:

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Message par clouzot » 01 mai 2020, 00:03

Titang a écrit :
01 mai 2020, 00:00
Je sens que je vous aller rigoler lors mes premieres prises de vues : je suis daltonien :crying-yellow:
Quelles sont les couleurs que tu ne vois pas ?
En tout cas raison de plus pour faire le test de @bemo47 avec les bidons : tu nous postes les résultats et on te dit laquelle choisir si tu n'es pas sûr ;)

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Message par bemo47 » 01 mai 2020, 00:04

Ha ben toi tu es fait pour les caméras monochrome !!! En plus tu gagnes en définition donc que du bon !

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Message par Titang » 01 mai 2020, 00:25

@clouzot
Merci c est sympa :D je m en sort bien avec mon daltonisme a part sur quelques teintes style : le vert pelouse qui est orange pour moi mais vert bouteille reste vert bouteille
@bemo47
Je prendrai quand même une couleur pour moi uniquement je traiterai en NB avant de vous les présenter
J arrete de pourrir ton poste qui est super intéressant
Dernière modification par Titang le 01 mai 2020, 09:23, modifié 2 fois.

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Message par kikich » 01 mai 2020, 01:06

Du coup si j'ai bien compris moi qui possède une 533 et stacke avec sc si je veux veux empiler sur siril il faut que je sauvegarde mes raw avec " save all " et dans siril il faut que que je choisisse dematriçage RGGB et l'option dématriçage du haut vers le bas ?

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