FWHM, Roundness et outil de mesure

Explication des différentes techniques du Visuel Assisté
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bemo47
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FWHM, Roundness et outil de mesure

Message par bemo47 » 19 févr. 2020, 12:19

Après discussion avec @mickyman23 on s'est aperçus que ces notions de FWHM, roundness etc... n' étaient pas forcément faciles à appréhender, donc je tente ici de donner quelques explications, certainement insuffisantes et que vous pourrez compléter ou amender à loisir....

J'ai trouvé un post CloudyNights qui explique ces valeurs assez bien mais en anglais donc je tente de le traduire https://www.cloudynights.com/topic/6052 ... tand-fwhm/

FWHM d'abord :
"Understanding ​FWHM is easy enough. If your star has a maximum value of 36,000 AD, for instance it does not go from 0 to 36,000 immediately within one pixel. Its brightness is, zero in the pixel just outside the star, to maybe 1000, to 5000, to 18,000 to 36,000 then back down to 18,000, 5000, and then 1000, and finally zero again. In other words, as you move across pixels covering the star the brightness rises, hits a peak, and then falls. The peak is 36000. Half the Maximum (HM) is 18,000. How many pixels total get 18.000 or more ADU? Three in our case......That is the FULL WIDTH OF THE HALF MAXIMUM. "
Si l'étoile a une valeur maximum de 36000 ADU (c'est en simplifié le taux de remplissage d'un pixel je crois), sa luminosité va aller de 0 dans un pixel juste à l'extérieur de l'étoile puis à 1000, à 5000, à 18000 puis 36000 et ensuite redescendre à 18000, 5000, 1000 puis 0 à nouveau. En se déplaçant sur les pixels d'un bord à l'autre de l'étoile en passant par le centre la luminosité croit, atteint son max puis décroit. Si la pointe est de 36000, la moitié du max est de 18000, combien de pixels ont 18000 ou plus, dans cet exemple c'est 3, c'est ça la FWHM, Full Width of the Half Maximum.

En fait c'est un premier indicateur combinant la qualité de la map, le niveau de seeing, la collimation et aussi la qualité de suivi.... Disons que chacun des ces facteurs peut avoir un impact sur la FWHM résultante....
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Message par sebb916 » 19 févr. 2020, 12:22

ok c que je ne comprends pas c'est pourquoi au cours d'une soirée où le seeing semble (je dis semble car je suis mauvais pour l'estimer) la valeur du FWmachin augmente en cours de stack ?
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Message par clouzot » 19 févr. 2020, 12:30

@sebb916 Je ne sais pas comment se comporte le soft Atik, mais dans Sharpcap le FWHM est mesuré indépendamment pour chaque image qui arrive depuis la caméra (ce n'est pas le FWHM du stack). Si la valeur augmente au cours du stack, c'est que l'un des facteurs qui le contrôlent a bougé. Le plus souvent chez moi...c'est la mise au point (MAP) qui bouge, pour des raisons thermiques ou de miroir qui se balade (la plaie des SCT). Parfois le seeing, mais ça plus tendance à osciller autour d'une valeur moyenne.
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Message par sebb916 » 19 févr. 2020, 12:38

Concernant la mise au point, elle est stable chez moi, ne bouge même quand entre deux séances quand je démonte/monte/Démonte.
Ou alors c'est un problème avec le suivi, même si le soft empile bien, on voit sur les bords le champ qui s'est déplacé.
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Message par mickyman23 » 19 févr. 2020, 12:40

@clouzot il n'y a aucun filtre sur le roundness dans SC?

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Message par clouzot » 19 févr. 2020, 12:46

Si c'est un pb avec le suivi, tu as peut-être moyen de voir dans le soft Atik comment il se comporte. Dans SC en tout cas il y a un onglet "Drift Graph" qui affiche les corrections effectuées pour empiler à chaque image (de combien il a fallu translater pour corriger la dérive, de combien il a fallu tourner l'image en cas de rotation de champ...)
image.png
image.png (79.71 Kio) Consulté 2486 fois
Ceci dit, sauf si tu observes uniquement d'un seul côté du méridien, ça n'explique pas pourquoi la FWHM est systématiquement en hausse !

@mickyman23 pas sur la roundness non.
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Message par sebb916 » 19 févr. 2020, 13:04

Ce n'est pas systématique mais la valeur bouge parfois pas mal ; par exemple dans ce stack, je commence à 2,2 et à un moment ça monte à 5.




Et sur cette vidéo, la valeur varie de 5 à 11

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Message par bemo47 » 19 févr. 2020, 13:12

Maintenant Roundness ou Eccentricity :
"Eccentricity is a measure of the 'roundness' of your stars. It is usually measured by comparing the long axis length of the star to its short axis length. There is some research that says the human eye sees anything less than 0.4 for eccentricity as round .. but honestly, I think it depends on the eyes involved. laugh.gif The rule here is lower is better, and the closer to 0.4 the better."
C'est la mesure faite en comparant l'axe long et l'axe court des étoiles, si on a des étoiles ovalisées ce rapport va être élevé, plus elles sont rondes et plus le rapport est bas. Par contre je ne comprends pas très bien la valeur de 0.4 donnée ici, et qui semble être l'optimum....

Par ailleurs j'ai trouvé une formule de calcul dans la doc Pixinsight "Given an elliptical star profile with major axis diameter a and minor axis diameter b where a is greater than or equal to b, the star profile eccentricity equals (1 - b2 / a2)0.5, the star profile aspect ratio equals b / a and the star profile flatness equals a / b - 1. A distortion with an eccentricity less than about 0.42 is not perceptible to most people. The table below shows the relationship between these measures." qui peut expliquer ces valeurs autour de 0.4

Dans d'autres logiciels comme Maxselector, la valeur est calculée en pourcentage et une bonne valeur semble être entre 0 et 15%.
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Message par bemo47 » 19 févr. 2020, 13:13

mickyman23 a écrit :
19 févr. 2020, 12:40
@clouzot il n'y a aucun filtre sur le roundness dans SC?
non SC n'a que les filtres sur FWHM et Brightness
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Message par bemo47 » 19 févr. 2020, 13:17

et si vous voulez analyser vos images, en format FITS je vous conseille les softs de Laurent Bourgon, la série Maxpilote, surtout les 2 utilitaires Maxselector et Maxviewer qui vous font plein de mesures sur vos brutes, la FWHM, le Roundness, mais aussi la collimation, les distorsions dans les angles, etc etc....

ça se trouve ici http://www.felopaul.com/download.htm et c'est gratuit

pas besoin d'utiliser Maxpilote qui lui, est un outil d'automatisation des séances de prise de vue, juste les utilitaires MS et MV
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Message par clouzot » 19 févr. 2020, 17:42

Laquelle de formule ? Celle donnée par PI : (1 - (b/a)²)*0.5 ?
En tout cas oui, sur tes images, à 0.05 on voit déjà bien la « patate » chère à Mika
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Message par pejive » 19 févr. 2020, 18:00

Bon je finis par m'y retrouver
https://pixinsight.com/doc/scripts/Subf ... centricity
La formule est bien : racine carrée de (1- (b/a)²)
Tant que l'on a moins de 0,42 le rapport b/a reste compris entre 0,9 et 1
soit une excentricité vraie (1-b/a) de 0,1 au plus
roundness.jpg
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Message par bemo47 » 19 févr. 2020, 18:43

pejive a écrit :
19 févr. 2020, 18:00
La formule est bien : racine carrée de (1- (b/a)²)
ouf, heureusement qu'on a les matheux ici !!!
et finalement c'est bien ce calcul que fait Maxselector aussi et pas des pourcentages
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Message par mickyman23 » 19 févr. 2020, 18:56

clouzot a écrit :
19 févr. 2020, 17:42
Laquelle de formule ? Celle donnée par PI : (1 - (b/a)²)*0.5 ?
En tout cas oui, sur tes images, à 0.05 on voit déjà bien la « patate » chère à Mika
Les patates?....ma grande passion!!! :ninja:

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Message par Lavinch31 » 19 févr. 2021, 18:55

clouzot a écrit :
19 févr. 2020, 12:30
mais dans Sharpcap le FWHM est mesuré indépendamment pour chaque image qui arrive depuis la caméra (ce n'est pas le FWHM du stack).
Déterrage de post , 1 an plus tard (pile-poil ) :clap:

Sait-on comment elle est calculée ?

moyenne de toutes les étoiles sur la frame ? la première qui vient ?

Étant plutôt concentré sur l'autoguidage en ce moment je me posais la question suivante :

Pour ceux qui guident a la lunette , avez vous déjà identifié une différence notable de valeur de FWHM entre SC et PHD2 pendant un live stack ?

Hier ma FWHM n'était pas belle ( autour de 5-6) , le ciel n'était pas propre ( peut être autant que ma colim et ou ma Map) mais vu que je guide au D.O je ne peux accuser personne ( les FWHM était semblables des 2 côtés ) . Par contre je me dis qu'avec une lunette tu peux potentiellement comparer les valeurs ? Et donc accuser le ciel ou le setup non ?
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Message par clouzot » 19 févr. 2021, 19:07

Elle est calculée sur l’ensemble des étoiles détectées au moyen des réglages d’alignement (cf l’onglet du même nom). Ce sont les mêmes qui servent à aligner les frames. Donc selon comment tu règles la détection, ça peut impacter cette mesure (mais j’ai l’impression que ce n’est vraiment qu’à la marge).

Sur la FWHM mesurée par PHD2, non, une fois l’échantillonnage rentré dans l’équation j’ai le même genre de valeurs en arcsecondes (comme ça je sais que je n’ai pas de souci de guidage OU de MAP)
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Message par Poussin » 19 févr. 2021, 19:51

En tt cas, merci pour le déterrage, je me posais justement des questions sur ca et comment voir les points a améliorer. Dc vais installer les tools et on va voir ce que ca donne
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Message par bemo47 » 19 févr. 2021, 19:52

merci @kawa je me souvenais même pas avoir posté ici sur ce sujet... :ninja: :ninja:
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Message par Ubuntu » 19 févr. 2021, 20:32

Lavinch31 a écrit :
19 févr. 2021, 18:55
Sait-on comment elle est calculée ?
Elle est calculée sur les étoiles non saturées du champ et qui sont supérieures au bruit par un certain facteur :closedeyes:
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Message par Lavinch31 » 20 févr. 2021, 09:39

Merci messieurs pour ces éclaircissements 👍
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Message par kawa » 20 févr. 2021, 19:09

bemo47 a écrit :
19 févr. 2021, 19:52
merci @kawa je me souvenais même pas avoir posté ici sur ce sujet..
C'est @Lavinch31 qui a déterré le post , juste au moment ou j'étais aussi en mode recherche sur le sujet ;)
Newton 150/750 PERL -Celestron C9.25 -Celestron AVX Goto - EQ3-2 Motorisée- Réd. 0.5 -3.3 -6.3 Celestron - Correcteur coma Baader - Controleur Focuser HitecAstro
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*Altair 290C > viewtopic.php?f=9&t=224
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Message par Steph » 21 févr. 2021, 23:13

Pour les aficionados de la FWHM, il existe une plage de tolérance dans laquelle la MAP peut être considéré comme satisfaisante alors que l'on se trouve en intra ou extra focale.

Cette tolérance diminue avec la focale de l'instrument. Un tube à f/2.8 sera 2 fois moins "tolérant" qu'un tube à f/4, 3 fois moins qu'un tube à f/5 et 10 fois moins qu'un tube à f/10 (tolérance de quelques µm).

La formule pour calculer cette tolérance est L = ± 8(F/D)² Δλ, ce qui peut aider a choisir la démultiplication de son PO et le choix / réglage de sa motorisation.

Après la théorie...il y a la pratique, la FWHM dépendra de la collimation , du suivi, du seeing et de la qualité des optiques (notamment le champ corrigé). Donc avant de faire confiance à l'autofocus, bien connaitre son setup, son ciel. Le choix de l'étoile sur laquelle focaliser sera primordiale, ne pas choisir une étoile trop brillante (il ne faut pas qu'elle sature le capteur), et la choisir suffisamment haute dans le ciel pour limiter les effets de la turbulence. La position de l'étoile dans le champ optique est également très important, en fonction du correcteur utilisé et de la taille du capteur, le centre n'est pas forcement le meilleurs choix.
T300 f/2.9 - ASA Coma Corrector - 61/274 EDPH f/4.5 - EQ8 - Eqmod - TheSkyX Pro - Hypercam 294C PRO TEC Cooled - ZWO ASI 2600 MC Pro Color - Zone AVEX jaune - Quick Imager
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