Peut-on se passer des darks ?

Selon l'auteur d'APT, oui il est possible de se passer des darks, et c'est bénéfique (à condition d'utiliser le dithering lors de la prise de vue, et le sigma clipping lors de l'empilement)...  Je vous livre le texte qui figure dans le manuel d'APT et qui va à l'encontre d'années de pratique de l'astrophotographie...

Le dithering est un léger changement aléatoire de la position du télescope entre les expositions. De ce fait, les objets célestes sont placés à des positions légèrement différentes sur chaque image, tandis que les défauts du capteur tels que les pixels chaud / froid, les signes de poussière ou le bruit de bande restent à des endroits constants ou quasi constants. Lors de l'empilement des images, les étoiles sont détectées et toutes les images sont alignées sur les positions trouvées, ce qui signifie que les objets deviennent constants et que les défauts deviennent aléatoires. Toutes les principales applications d’empilement pour le post-traitement d’image fournissent des méthodes basées sur le rejet de pixels "rejet sigma" / "rejet kappa-sigma". Ces méthodes excluent les données aléatoires et préservent le signal constant. Il en résultera beaucoup moins de défauts et de bruits dans l’image empilée. Plus d'images que vous utilisez dans la pile, plus de bruit et de défauts seront supprimés. Pour que la coupure sigma soit efficace, il est nécessaire d’utiliser au moins 6 "light frames" .
 L’opinion personnelle de l’auteur est qu’une bonne quantité d’images (10 ou plus) évite les "darks". La création de darks est un processus qui prend beaucoup de temps et très délicat, en particulier pour les reflex numériques où la température du capteur d’imagerie n’est pas contrôlée avec précision. De plus (encore une fois, mon opinion personnelle), l’application de darks a pour résultat de perdre les très légers détails de l’image finale.
 Peu importe si vous appliquez darks ou non, le dithering est une technologie puissante, il est fortement recommandé de l’utiliser. Le temps nécessaire pour effectuer le dithering dépend de la monture et de la distance désirée, mais dans la plupart des cas, cela prend moins d'une minute - un prix assez modeste pour les avantages qu'il procure.

Après avoir lu ces lignes, j'ai voulu en avoir le coeur net, j'ai donc repris le traitement de cette image

Le groupe "Deer Lick" et le quintette de Stephan (crop 2184x2912 px)
Newton 150/750 - EOS500D - 80x90" @ISO1600
L'image zoomable en qualité supérieure
J'ai retraité l'image en utilisant 40 lights avec 30 darks (température identique aux lights 26C +/- 1C), puis en utilisant l'optimisation des darks sur 80 darks triés par température (26C +/- 1C), enfin sans darks...  La prise de vue a été effectuée avec dithering (PHD2/APT), et l'empilement réalisé avec Siril  9.11 (Empilement par moyenne avec rejet des pixels déviants - Méthode de rejet "sigma clipping" Sigma low: 4.000 Sigma high: 3.000)

Voila les résultats (j'ai croppé l'image à 550x550px en la centrant sur le quintette) et mixé les canaux de couleur (la balance des couleurs étant sensiblement différente pour les 3 images). A noter que sur l'image non-cropée la différence est absolument imperceptible et que l'image réalisée sans darks ne présente aucun artefact décelable.

Image 1: 40 lights, 30 darks, 10 flats, 100 offsets
Image 2: 40 lights, 80 optimized darks, 10 flats, 100 offsets
Image 3: 40 lights,  0 darks, 10 flats, 100 offsets
Comme on peut le constater, la différence est extrêmement ténue, comme le confirme la mesure de bruit faite avec Siril.  Toutefois la mesure indique que l'image traitée sans darks est la moins bruitée des trois.

Image 1 40lights, 30darks===============
10:34:27: Lecture du fichier FITS : r_pp_40lights_stacked.fit, 3 canal(aux), 4770x3178 pixels
10:34:35: Déviation standard du bruit : calcul en cours...
10:34:35: Estimation du bruit : (canal : #0) : 4.961 (7.570e-05)
10:34:35: Estimation du bruit : (canal : #1) : 4.994 (7.620e-05)
10:34:35: Estimation du bruit : (canal : #2) : 4.765 (7.270e-05)

Image 2 40lights, 80 optimized darks===============
10:33:21: Lecture du fichier FITS : r_pp2_40lights_stacked.fit, 3 canal(aux), 4770x3178 pixels
10:33:30: Déviation standard du bruit : calcul en cours...
10:33:30: Estimation du bruit : (canal : #0) : 4.937 (7.534e-05)
10:33:30: Estimation du bruit : (canal : #1) : 4.979 (7.598e-05)
10:33:30: Estimation du bruit : (canal : #2) : 4.743 (7.237e-05)

Image 3 40lights. 0darks===============
10:31:41: Lecture du fichier FITS : r_pp3_40lights_stacked.fit, 3 canal(aux), 4770x3178 pixels
10:32:03: Déviation standard du bruit : calcul en cours...
10:32:03: Estimation du bruit : (canal : #0) : 4.922 (7.510e-05)
10:32:03: Estimation du bruit : (canal : #1) : 4.961 (7.571e-05)
10:32:03: Estimation du bruit : (canal : #2) : 4.731 (7.218e-05)

Certes il ne s'agit que d'un essai, les résultats sont succeptibles de changer en fonction de l'imageur, de la qualité des lights et des darks, de la température et d'autres paramètres que je ne maitrise pas...
Ceci dit, on peut affirmer que oui, moyennant certaines précautions, et dans certaines circonstances, il est possible de se passer des darks sans préjudice pour  la qualité de l'image finale, ce qui repésente un gain de temps non négligeable si on fait ses darks pendant la séance...

Autre article en relation: https://cizirf.blogspot.com/2019/09/evolution-de-la-temperature-dun-capteur.html





Comments

  1. Le commentaire de Cyril Richard (concepteur de Siril) et ma réponse.

    Cyril Richard C'est normal qu'une image sans dark possède moins de bruit car les darks ajoutent du bruit. Cependant attention, la mesure du bruit de siril ne mesure qu'un type de bruit (gaussien je crois, or tu as toute sorte de distribution de bruit possible). Or, des patterns que les darks enlèvent ne sont pas gaussien, car ce n'est pas du bruit (mais c'est moche quand même). Bref il faut donc prendre les mesures avec des gants.
    Tu peux aussi faire une selection d'un endroit sans étoile du FDC et relever la mesure du sigma (et même d'autres données interessantes des stats, comme la MAD).

    Pat Cizirf Cyril Richard je suis d'accord... mon essai vaut ce qu'il vaut, et ma conclusion est loin d'être définitive, absolue et applicable en toutes circonstances...😏

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