Introduction lanalyse dimages avec SalsaJ

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Introduction à lanalyse dimages avec SalsaJ
Anne-Laure Melchior UPMC (LERMA) melchior_at_euhou.
net
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Note
SalsaJ est un logiciel développé pour une
utilisation pédagogique en classe. Il est
disponible gratuitement sur le site http//www.eu
hou.net/ salsaj_at_euhou.net Il ne remplace pas
les logiciels sophistiqués dacquisition ou de
réduction dimages développé pour lastronomie
amateur.
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SalsaJ Caractéristiques

• Outil pédagogique dérivé du logiciel dimagerie
  médicale et biologique ImageJ (NIH/USA)
• Interface multilingue (8 langues du
  projet/options régionales du système)
• Modification des menus et de quelques outils
• Introduction de quelques fonctionalités
  astronomiques (format dimage, photométrie)

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(No Transcript)
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SalsaJ interface
multilingue
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Quest-ce quune image numérique?
Cf. Logiciel HOU-Ciel (Université du Mans)
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Quest-ce quune image numérique?

• Ensemble de valeurs organisées dans un tableau
  2D (ou 3D)
• Chaque élément est un pixel
• Chaque pixel a une taille physique
  correspondante
• Chaque pixel peut avoir 1 ou plus valeurs
• - 1 valeur image N B
• - 3 valeurs Image RGB vraies couleurs

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Quest-ce quune image numérique?

• Images NB sont des images en niveau de gris
• Chaque pixel a une valeur qui correspond à un
  ton de gris donné
• Les valeurs dépendent de la dynamique de
  limage
• 8-bits 0 25528-1
• 16-bits -32767, 32767
• 32-bits valeurs réelles

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Exemple dimage RGB 470 x 441
pixels Coordonnées (X,Y) (ligne, colonne) 3
valeurs dintensité (RGB) pour chaque pixel
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Green
Red
Blue
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Look-Up Table (LUT) fausses couleurs
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Retour à lastronomie
Image(s) de la galaxie M100 obtenue(s) avec le
Project Faulkes Telescope
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Images couleurs basées sur la combinaison of 6
filtres
Hubble Heritage Team ESA/NASA
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Images obtenues avec une webcam Philipps

• 1 élément CCD 640 x 480 pixels
• (3,87mm x 2,87 mm)
• 1 pixel 5,6 mm x 5,6 mm
• Filtre RGB (ci-contre)
• Interpolation (pixels voisins)
• 1 image RGB

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Comprendre une image
Contenu Dynamique des données/histogramme Image
classique /image astronomique Coupures min/max
ajustement luminosité contraste Palette de
couleurs (LUT) Contexte astronomique Fond de
ciel bruit de photon Variation des conditions
dobservation Objets stellaires
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Taille des pixels

• Taille physique 5,6 mm
• Taille angulaire sur le ciel 0.6 arcsec
  (f2000mm)

CCDXPIXE 0.0000135 / m Size of pixels, in
X13.5um CCDYPIXE 0.0000135
/ m Size of pixels, in Y13.5um
CCDSCALE 0.2783700 / arcsec/pixel Scale
of CCD pixel on sky SEEING
5.252304E00 / pixels frame seeing in pixels

Example for Faulkes Telescopes Project
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Comprendre une image
Contenu Dynamique des données/histogramme Image
classique /image astronomique Coupures min/max
ajustement luminosité contraste Palette de
couleurs (LUT) Contexte astronomique Fond de
ciel bruit de photon Variation des conditions
dobservation Objets stellaires
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Variation des conditions dobservations

• 2 images du même champ à des époques différentes
• translation (rotation) (incertitude de
  pointage)
• transparence de latmosphère
• fond de ciel (Lune)
• Variation relative (rapport de flux) entre 2
  étoiles sur 2 images
• Corrections
• Alignement géométrique
• Calibration (F1aF2b pour un champ d)

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Exemple de variation des conditions
dobservations avec une Webcam
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Dimensions taille des
cratères
Taille du pixel1500/(80-7)20.54m/pixel Taille
du cratère (177-52)x20.542567.5m
Image obtained with Mars Global Surveyor
(NASA/JPL/Malin Space Sciences Systems)
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Soustraction dimages satellites Galiléens
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Subtraction of frames and detection of
proto-stellar discs
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Soustraction dimages disques
protoplanétaires circumstellaires
Images ESO D. Mouillet (Grenoble)
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Soustraction dimages disques protoplanétaires
circumstellaires
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Alignement dimages et détection de supernovae

• Procédure  Standard 
• - translation, rotation (dilation négligeable)
• - Calibration relative/alignement photométrique
• - Soustraction ou blink
• Alternative qualitative (quick look) plot
  profile

Portal of supernovae
http//www.eu-hou.net/spbdadm/
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Photométrie objets
stellaires
Objets stellaires sources ponctuelles Convoluées
par la fonction de transfert (Point Spread
Function PSF) de l instrument  (atmosphere
optics) PSF courbe en cloche Gaussienne
queues Caractérisée par sa largeur à mi-hauteur
(FWHM) en arcsec (cf taille du pixel) Bon
échantillonnage FWHM 2-3 pixels
1/2
FWHM
1/2
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Photométrie mesures de distance dans lUniverse
avec des céphéides
Exemple dune étoile céphéide dans le Petit Nuage
de Magellan Mesure dune variation relative de
flux
Données de la collaboration OGLE
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Quick look Analyse/Coupe
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Photométrie mesures de distance dans lUnivers
avec les céphéides

• Mesure de la variation relative du flux de la
  céphéide en fonction du temps
• Calibration absolue de chaque image (luminosité
  réelle en W ou flux réel en Wm-2) difficile à
  obtenir et dun intérêt pédagogique limité.

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Photométrie douverture
Fstar (Somme des intensités des pixels avec
rltr1)SkyN1 N1 Number of pixels in the radius
r1 Sky (Somme des intensités des pixels avec
r2ltr ltr3) / N23 N23 Nombre de pixels dans la
couronne r2 lt r lt r3
Utilisation Valeur instrumentale proportionnelle
au flux stellaire des objets (luminosité)
r2
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Photométrie mesures de distance dans lUnivers
avec les céphéides
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Addition dimages
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Addition dimages et réduction du bruit
Exemple série dimages webcam
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Composition avec des films avi
File/Import/Movie Image/Stacks/Start
animation Image/Stacks/Convert stack to
images Image/Stacks/Make Montage
Interval movie by Kinga Janusz (Zespol Szkol
Speckalnych No 3, Cracow, Poland)
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Composition avec des films avi
Application pour la détection of planètes par la
méthode des vitesses radiales détection de
leffet Doppler
Courtesy of M. Mayor et al. Exercice sur les
planètes extra-solaire R. Ferlet, M. S. Faye.
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Autres applications
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• Perspectives
• Addition dautres fonctionnalités astronomiques
  (astrométrie, autres outils / photométrie, etc.)
• Optimisation de cet outil avec feed-back des
  élèves/enseignants
• Extension à limagerie biologique et
  développements en synergie avec ImageJ
  (maintenance du logiciel).
• Traduction dans dautres langes
• salsaj_at_euhou.net