- Prenez plusieurs poses séparées de la même cible.
- Ajoutez éventuellement des images de calibration : Darks, Flats, Bias ou Dark Flats.
- Le logiciel recale les images pour que les mêmes étoiles tombent sur les mêmes pixels.
- Il combine chaque pixel sur l’ensemble des images selon une méthode d’empilement, puis vous étirez et finalisez le résultat.
1. Pourquoi plusieurs images valent mieux qu’une
Chaque pose contient deux choses : le signal, c’est-à-dire la lumière réellement venue du ciel, et le bruit, le grain aléatoire ajouté par le capteur et par la lumière elle-même. Le signal est identique d’une image à l’autre. Le bruit change à chaque fois.
Quand vous faites la moyenne d’images assorties, le signal répété reste stable tandis que les parties aléatoires s’annulent en partie. Le bruit diminue à peu près comme la racine carrée du nombre d’images : quatre images donnent environ deux fois moins de bruit qu’une seule, et seize environ quatre fois moins. C’est pourquoi l’empilement aide surtout sur les cibles faibles, et pourquoi chaque image supplémentaire apporte un peu moins que la précédente.
2. L’alignement : remettre les étoiles au même endroit
Entre deux poses, le ciel tourne, la monture dérive ou le téléphone bouge légèrement. Avant de pouvoir combiner les images, le logiciel doit les recaler : retrouver les mêmes étoiles dans chaque image et décaler ou faire pivoter les images pour que ces étoiles se superposent.
- Détecter les étoiles dans chaque image.
- Apparier les motifs d’étoiles entre chaque image et une image de référence.
- Transformer chaque image pour que ses étoiles tombent sur les positions de référence. L’alignement au sous-pixel garde les étoiles rondes au lieu de légèrement étalées.
- Évaluer la qualité. Les images floues, nuageuses ou avec trop peu d’étoiles appariées peuvent être signalées ou écartées.
L’alignement suit les étoiles : tout ce qui ne bouge pas avec le ciel, comme une lisière d’arbres ou un bâtiment, se décale d’une image à l’autre. C’est pourquoi les vues grand champ avec un paysage au premier plan nécessitent souvent de traiter le ciel et le sol séparément.
3. Les méthodes d’empilement : comment chaque pixel est combiné
C’est l’étape à laquelle la plupart des gens pensent quand ils parlent d’un logiciel d’empilement astro. Une fois les images alignées, le logiciel examine le même pixel dans chaque image et décide de la valeur à garder. La méthode détermine le traitement des valeurs aberrantes, comme les traînées de satellites, les feux d’avions ou une image prise pendant une rafale de vent. Voici les méthodes que l’on retrouve dans la plupart des logiciels :
- Moyenne
- La moyenne de toutes les images. Le résultat le plus propre quand toutes les images sont bonnes, et la meilleure référence pour comparer les autres méthodes.
- Médiane
- La valeur centrale. Ignore les valeurs aberrantes ponctuelles, claires ou sombres, au prix d’un peu plus de bruit qu’une moyenne sur des images propres.
- Kappa-sigma
- Rejette les valeurs qui s’écartent du reste de plus d’un certain nombre d’écarts-types, puis fait la moyenne de ce qui reste. Un choix courant pour supprimer les traînées tout en conservant l’essentiel du gain en bruit.
- Maximum
- Garde la valeur la plus lumineuse. Ne sert pas à réduire le bruit. Les images de filés d’étoiles l’utilisent sur des images empilées sans alignement.
- Moyenne pondérée par entropie
- Donne plus de poids aux images qui contiennent le plus de détails dans chaque zone de l’image, ce qui peut aider quand la qualité varie d’une image à l’autre.
- Moyenne pondérée auto-adaptative
- Ajuste le poids de chaque image selon son accord avec les autres, de sorte que les images les plus faibles comptent moins.
Aucune méthode n’est la meilleure pour toutes les scènes. Dans Astro Stacker, vous choisissez un mode plutôt qu’une méthode, et l’app règle la méthode pour vous :
- Rapide applique la Moyenne à toutes les images, pour un premier aperçu immédiat.
- Qualité, le mode par défaut, utilise le rejet kappa-sigma et écarte le dixième le plus faible des images.
- Détail max utilise aussi le kappa-sigma, avec un alignement plus lent et plus fin, et écarte le cinquième le plus faible.
Le guide des modes d’empilement explique quand utiliser chacun d’eux.
4. Les images de calibration : corriger le capteur, pas le ciel
Certains défauts se répètent dans chaque image Light : l’empilement les renforce donc en même temps que les étoiles. Les images de calibration mesurent ces défauts pour qu’on puisse les retirer avant de combiner les images.
- Les Darks sont pris capteur obturé, à la même exposition et à la même température. Ils corrigent le signal thermique et les pixels chauds.
- Les Flats sont des images uniformément éclairées qui corrigent le vignetage et les ombres de poussières.
- Les Bias sont les poses les plus courtes possible ; ils enregistrent l’offset de lecture du capteur.
- Les Dark Flats sont des Darks à l’exposition des Flats, utilisés pour calibrer les Flats eux-mêmes.
La calibration est facultative pour un premier empilement et fait partie d’Astro Stacker Pro. Des images qui ne correspondent pas à vos Lights peuvent faire plus de mal que de bien : comparez un résultat calibré à un empilement de Lights seules.
5. Combien d’images faut-il empiler ?
Commencez avec autant de poses nettes et homogènes d’une même cible que vous pouvez en prendre en une session. Comme le bruit diminue avec la racine carrée du nombre d’images, passer de 10 à 40 images fait une nette différence, alors que passer de 100 à 130 se voit à peine. Au-delà d’un certain point, un ciel plus noir, une meilleure mise au point ou des poses individuelles plus longues aident davantage que des images supplémentaires.
La qualité compte autant que la quantité : quelques images floues ou nuageuses peuvent adoucir un empilement, alors écartez-les plutôt que de les garder pour faire nombre. La version gratuite empile jusqu’à 10 images Light à la fois ; Pro supprime cette limite.
6. Ce que l’empilement ne peut pas faire
- Récupérer un détail absent
- Si une structure faible est sous le niveau du bruit dans chaque image et que la mise au point est molle, ajouter des images n’aide que lentement. Une meilleure mise au point et un ciel plus noir aident davantage.
- Compenser à lui seul un mauvais suivi
- L’alignement corrige la dérive entre les images, pas le filé à l’intérieur d’une même pose.
- Supprimer la pollution lumineuse
- La lueur du ciel est aussi du signal : elle s’empile. La suppression du dégradé après l’empilement aide, mais un site plus sombre aide le plus.
- Remplacer la finition
- Un empilement brut paraît généralement sombre et terne. Un étirement, comme l’Étirement automatique d’Astro Stacker, fait apparaître le signal faible.
Le même traitement sur iPhone et iPad
Astro Stacker exécute toute cette chaîne de traitement sur iPhone et iPad : import, alignement, calibration, empilement, finition et export, sur l’appareil. Pro supprime la limite d’images de la version gratuite et ajoute le RAW, le FITS et la calibration. La page des fonctionnalités présente chaque étape.
Prêt à commencer ? Suivez le guide d’empilement sur iPhone, le guide FITS sur iPad, ou lisez la comparaison honnête pour les utilisateurs de DeepSkyStacker et Sequator.