Améliorer la vue du télescope spatial !
© Alain Herzog
SERIE D’ETE – Travaux d’étudiants (7) Un étudiant s’est attaqué au cliché le plus lointain de l’univers visible. Il a amélioré un programme de traitement d’image pour rendre la photo encore plus nette et en tirer plus d’informations.
Etudiant en master, Thibault Kuntzer a retravaillé la photo la plus éloignée de l’univers réalisée par le télescope spatial Hubble. Dans le cadre d’un travail pratique (TP) d’un semestre, il a testé et accéléré un programme de traitement d’image qui améliore les vues prises par l’instrument et qui pourrait intéresser les astronomes en quête d’images toujours plus fines de l’univers. Alors qu’il termine de traiter le cliché final, qui pourrait se révéler meilleur que celui de la NASA, il explique comment il est possible d’extraire un maximum d’informations des photons récoltés par le télescope.
Les Experts à la Nasa
« Toute la physique se mêle dans le domaine de l’astronomie. Les clichés sont beaux, mais pour les comprendre, il faut être multidisciplinaire », lance l’étudiant neuchâtelois. Un défi qu’il a relevé. Pour interpréter une image astronomique, il est nécessaire, de la nettoyer, de la rendre plus nette ; les astrophysiciens disent "déconvoluer". Pour y parvenir, il faut connaître les caractéristiques des capteurs, comme leur sensibilité à chaque couleur. Ensuite, en appliquant un traitement mathématique et informatique, il est alors possible de diminuer les effets de flou, tout en conservant un maximum d’informations des données brutes.
Frédéric Courbin du laboratoire d’astrophysique a développé une technique de traitement sur mesure pour chaque image. L’astuce de cette approche est de trouver le bon calibrage, par exemple en fonction du capteur utilisé. Un travail laborieux – près de 200 heures au total ! – qu’a effectué Thibault Kuntzer pour élaborer le bon algorithme. « Pour traiter une image en très haute résolution de 100 méga pixels, il faut près de 60 heures de calcul avec un ordinateur portable ! On comprend vite qu’améliorer une photo en quelques secondes comme dans Les Experts est impossible », souligne l’étudiant.
Une technique prometteuse
Ce traitement personnalisé permet d’améliorer la résolution de l’image, qui révèle alors des détails deux fois plus fins. Appliquée au cliché des galaxies les plus lointaines de l’univers, la technique peut être validée plus facilement, vu que celui-ci a déjà été maintes fois analysé, et permettra peut-être d’en extraire de nouvelles données. La méthode pourrait alors être utilisée pour des recherches qui nécessitent des images très fines. Par exemple, les astronomes ont besoin de voir chaque détail pour étudier les déformations, qui apparaissent sur des objets lointains lorsqu’une masse importante se trouve devant eux et qui sont appelées mirages gravitationnels.
« Après plusieurs essais, j’ai vu les premiers résultats et c’est devenu plus facile, plus intuitif », explique Thibault Kuntzer. En s’appuyant sur l’intuition, cette approche sur mesure permettrait aussi d’obtenir assez facilement des résultats pour d’autres clichés. Finalement, ce qui était un exercice de comparaison de méthodes de traitement d’image a permis à l’étudiant d’effleurer le monde de la recherche.
Liens :
http://lastro.epfl.ch/
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2004/07/