Compter les étoiles....

Salut à tous... 

Pour un autre projet (j'en ai pas mal en // pour le moment...), je me suis confronté au besoin de "compter" des sources lumineuses... 

Evidemment, je me suis tourné vers les fonctions "astro" de détection d'étoiles   

Surprenant... Jugez-en par vous mêmes...
Prenons une image de "base"... 


Et résolvons cette énigme... Combien d'étoiles dans ce champ visuel près de M42 ?   

1) Catégorie " Papy fait de la résistance" : 

Dans IRIS, il y a la commande "findstar"... 
FINDSTAR détecte les étoiles dans l’image ayant une intensité [SIGMA] fois la valeur du bruit du fond de ciel.
La valeur de [SIGMA] est contenue dans une variable interne dont la valeur peut être modifié par la commande SETFINDSTAR. 
Un fichier STAR.LST est créé dans le répertoire de travail

SETFINSTAR [SIGMA]
Définit le seuil de détection des étoiles avec les commandes FINDSTAR et COREGISTER. 
Le bruit RMS du fond de ciel de l’image est déterminé, le seuil de détection est égale à [SIGMA] x (bruit RMS). 
La valeur par défaut  est 7.

L'exécution directe sur l'image test, en faisant varier setfindstar de 0 à 10, donne : rien... 

=> si quelqu'un connait la cause, intéressé de la connaître...

2) Catégorie "Papy s'est recyclé"

Dans SIRIL (IRIS on Linux), la commande FINDSTAR, basée sur "the publication of Mighell, K. J. 1999, in ASP Conf. Ser., Vol. 172, Astronomical Data Analysis Software and Systems VIII, eds. D. M. Mehringer, R. L. Plante, & D. A. Roberts (San Francisco: ASP), 317" est aussi implémentée... 

Et ?


Ben... pas terrible : 1 étoile de trouvée... 

Oui mais... "After that, a PSF is applied and Siril rejects all detected structures that don't fulfill a set of prescribed detection criteria"
Faut croire que l'image en question ne suit pas trop les "critères"... 

=> faudrait trouver pourquoi... Mais continuons... 

3) Catégorie : "autres"...

J'ai utilisé des plugins et outils divers (FitsGrader, ImageJ, etc...) 
=> rien, nada... 

4) Catégorie "logiciel payant"... 

Avec AstroArt, cela fonctionne directement... 


Ah, enfin !
Mais il reste des "non prises".... Voyons les paramètres adaptables... Je réduis le S/N et FWHM au min... 



Ah, 271 étoiles... Cela va mieux... Mais on voit bien qu'il en reste.... 

=> Ok, cela fonctionne mais "peut-on mieux faire" ?

4) Catégorie "do it yourself"... 

Ok, puisqu'il le faut... 

a) premier algorithme (basé sur boucle itératives) : 306 étoiles !



b) deuxième algo : basé sur des "blob" (scikits) analysis : 308 étoiles...



=> Bon, ben, je crois que là, tout est détecté...

c) testons les variations... Rien ne change : 308 images

 
OK... Donc 308 étoiles... 

Mais mais ma remarque : jusque là, la performance de toutes les solutions "standards" sur une 
image "élémentaire" = inférieur à un code perso... 

Quelqu'un peut faire mieux avec un logiciel "déjà fait" ?
Cela m'intéresse...

Tu ne peux pas utiliser DSS en empilant une seule étoile ?

Je veux dire que DSS compte les étoiles de chaque image.....

En effet, et tu peux trouver l'info dans le fichier "txt" lié créé lors de l'analyse du stack

OverallQuality = 1921.63
RedXShift = 0.0
RedYShift = 0.0
BlueXShift = 0.0
BlueYShift = 0.0
SkyBackground = 0.0000
NrStars = 218
Star# = 0
Intensity = 1.00
Quality = 9.17 

En fait, on approche le niveau de détection de AstroArt... Mais on peut agir aussi sur des 
paramètres pour créer un masque... 
=> la liste des positions est disponible via cette voie (fichier texte), mais il manque des étoiles...

Pour se distraire en ces temps chauds... 

J'aime comprendre (hélas), donc : comme je suis pas aussi doué que certains, je dois "expérimenter"... 

Donc, prenons une cible, un amas : M13 !

Examinons les différentes captures (toutes en JPEG, évidemment...) publiée sur le site par les astrophotographes émérites (en m'ôtant de la liste)... 
(excepté celles publiées sur Astrobin, car c'est la m.. pour y récupérer une image )

Et voyons ce que cela donne... Il y a de tout : évolution dans le temps, dans le matériel, dans 
le traitement... Petit rappel nostalgique, chacun y retrouvera les siens... 

Et bien, c'est impressionnant la différence qu'il peut y avoir ! Uniquement du au matériel, ou le traitement peut en être aussi la cause?

Tout compte... 

Et si on fait un peut de "science" à côté des photos, tout s'explique... 
=> une bonne méthode pour vérifier son "setup", c'est évidemment en pratiquant comme cela
que l'on peut évaluer l'amélioration ou la dégradation des performances...  
Le reste : du subjectif...  

Ici, je mets au point des méthodes "automatiques" pour les futures observations qui le seront tout
autant... Est-ce que le ciel est correct pour observer ?
Si le résultat obtenu pour un cas précis est inférieur à une norme, inutile de continuer... On ferme 

Je travaille avec un observatoire pour "adapter" des normes très pointues à un observatoire
"modeste"... Un sujet très intéressant qui m'oblige à apprendre pas mal... 

A propos d'étoiles je ne retrouve pas sur Astronamur ma photo de M13....

Je vais faire une recherche Serge

Ttf, j'ai un défi pour toi  
Combien d'étoiles dans cette image ?
http://www.atacama-photographic-observatory.com/photos/0117_B262-B72_f.jpg

Le défi n'est pas pour moi, mais pour la machine.. 
Deux approches : 
- puissance pure : et la, cela dépend de la configuration et du temps disponible... Mais sur cette qualité d'image, quel intérêt ?
- statistique : on analyse par "zone" et on extrapole... Ici, cela parait le plus approprié.

Mais il faut intégrer les restrictions liées au format JPEG (qui limite les détails et génère des artefacts de traitement) et donc déterminer le meilleur rapport pour la détection.   

En faisant varier le "sigma" (de 0.1 à 1, max 5 en diamètre), on trouve :
Number of stars ( 0.1 )= 864.200
Number of stars ( 0.2 )= 827.500
Number of stars ( 0.3 )= 842.000
Number of stars ( 0.4 )= 1.002.200
Number of stars ( 0.5 )= 1.051.400
Number of stars ( 0.6 )= 225.100
Number of stars ( 0.7 )= 207.900
Number of stars ( 0.8 )= 207.800
Number of stars ( 0.9 )= 207.900

Comme prévu, la qualité de détection varie sur une frontière "artificielle" et donc,
à sigma=0.5, la statistique donne 1.051.400 étoiles sur cette qualité d'image... 

Boh c'est même pas drôle... 
N'empêche, 1 million d'étoiles, ça fait beaucoup !!! C'est vachement impressionnant quand même. A quoi est-ce que ça va servir ? Mise au point automatique ?

"A quoi est-ce que ça va servir ? Mise au point automatique ?"

L'astronomie, ce n'est pas que de la "photo" et ce qui est lié... 
C'est aussi comprendre que ce l'on a photographié... 

Chacun son truc : 
- vous prenez des photos 
- moi, je m'intéresse à ce qu'elles veulent dire... 
 
Et pouvoir intégrer le nombre d'étoiles qu'il y a dans une zone donnée : cela peut avoir
de l'intérêt... 

Aha oui, j'avais oublié que tu ne faisait pas trop de photos "pour faire joli".
Effectivement, ça peut toujours être intéressant, mais comme tu persiste à ne pas le dire, je crois que ça va être un GROS projet  

Pour la map auto, ça pourrait être sympa d'associer ton programme à un autofocuser, pour faire un peu comme la map auto de nos objectifs "normaux" qui travaillent avec le contraste (c'est bien ça, hein ?). Normalement, on cherche le max de contraste, et là, on chercherait le max d'étoiles, par dichotomie par exemple. Non ?

"Gros", non... "Long", oui... Demandant énormément de lectures, certes... 
(J'en suis à 14GB de documentation rien que sur UN domaine...)

La mise au point par l'analyse d'image... 
Tu t'imagines bien que ce n'est pas la première fois qu'on en parle 
En terme de "photo classique", tu as en effet raison... On la détermine par mesure de contraste ou contraste de phase. Mais, dans le cas d'un objectif photo, la distance est réglée avec un mécanisme (normalement)
ultra-précis (et totalement isolé) et les optiques spécialement calculées pour ce but... 

Dans le cas de l'astro (amateur) où on rajoute des "tolérances" à chaque ajout/test de composants (mécanique ou optique) ou de changement d'angle (avec impact sur la crémaillère) on parlerait plutôt de "tolérance de MAP", 
ou la MAP est satisfaisante avant ou après la « bonne position ». 

Mécaniquement, le rapport F/D est le principal paramètre qui influence l'intervalle L = ± 8(F/D)² Δλ
Donc, pour une erreur de 1/4λ (λ=0,56µm, le vert) à F/D 10 => L vaut ± 0,1mm
Si tu veux un focuser, il faudra un moteur de pas à pas qui gère cette distance   

Remarque que pour le ciel profond, on considère que cette tolérance peut être doublée.
Dans une revue célèbre (Th. Legault), il y a un tableau
Rapport F/D                 Très bonne                          Correcte                 Médiocre

       6                                 ± 0,04mm                          ± 0,08mm                 ± 0,16mm
       8                                 ± 0,08mm                          ± 0,14mm                 ± 0,3mm
      10                               ± 0,12mm                            ± 0,2mm                   ± 0,4mm

Maintenant, se baser sur l'image pour évaluer la MAP ?
Elle est implémentée dans de nombreux logiciels (AstroArt, Prism, etc...), avec ou sans contrôle du focuser. 
La méthode la plus commune le FWMH ou le HFR (Half Flux Radius), qui consiste à mesurer la largeur en pixels à partir du centre de l'étoile jusqu'à ce que l'intensité accumulée soit la moitié du flux total de l'étoile.

HFR est une méthode plus stable lorsque les conditions météos sont défavorables, lorsque la profil de brillance de l'étoile est faible et lorsque la position de départ de la MAP est éloignée de la MAP optimale.

Elle est notamment implémentée dans EKOS (avec INDY) sous Linux et gère parfaitement un focuser.
Comme tu vois, il y a déjà des solutions...