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Lancement : Menu [Caméra] > [Focalisation automatique]

Cette fonction n'est pas accessible depuis la version light. Afin de pouvoir l'utiliser, il est nécessaire d'obtenir une clé "version complète" pour le logiciel.

Cette fonction permet de faire une mise au point automatique sur une étoile.

Avant de pouvoir utiliser cette fonction, il faut :

• Avoir déjà lancé la fonction d'acquisition d'image [Caméra] > [Activer Panneau Acquisition Caméra]
• Avoir lancé une acquisition en binning 1x1 avec un temps de pose assez court (entre 1 et 5 secondes). Ce temps sera la durée de pose de toutes les images servant à la focalisation.
• Avoir connecté le focuser à partir du menu [Telescope] > [Etablir communication] et l'avoir initialisé en mode "Parking".

Une animation FLASH en fin de page est proposée pour donner un exemple de connexion d'instruments.

PRiSM propose deux méthodes pour faire la focalisation automatique :

• La modélisation par FWHM = régression parabolique : les étoiles doivent pouvoir être modélisées par une gaussienne durant tout le parcours de focalisation. A utiliser avec de très bon instruments de type Newton.
• La modélisation par HFD = régression polynomiale de degré 4 : Cette modélisation est moins contraignante mais légèrement moins précise que la précédente. A utiliser avec des instruments de qualité optique moyenne tels des configurations Schmidt-Cassegrain.

1^ère méthode : La modélisation par FWHM = régression PARABOLIQUE :

Cette méthode est privilégiée par des tubes optiques de bonne qualité.
Si le télescope est complètement défocalisé, il faut commencer par un binning 3x3 et réaliser une focalisation telle que la modélisation des étoiles devienne possible. Il faut recommencer l'opération en binning 1x1. Ces mouvements doivent se faire à l'aide du focuser. Ceci permet de noter la position du focuser au début du lancement de la focalisation et d'extrapoler pour celui de la fin de focalisation où l'étoile devra être encore modélisable.
Enfin, une fois ces valeurs notées, et les pré requis ci-dessus effectués, il est possible de lancer la fonction de focalisation automatique.

Le principe repose sur le tracé d'une parabole de FWHM des étoiles (intra et extra-focale). Le minimum de la parabole sera alors le point de meilleure focalisation et une fois déterminé, PRiSM ira sur ce point automatiquement. Il est donc obligatoire que l'étoile soit modélisable en permanence durant l'intervalle de déplacement du focuser afin de pouvoir en calculer la FWHM.

1. Réglages des paramètres :

La fenêtre suivante s'ouvre alors :

Les paramètres à régler sont sur fond blanc :

Tous ces paramètres seront retenus dans la base de registre pour une nouvelle focalisation automatique.

• Le point de départ de focalisation pour le tracé de la courbe, donné en mm et noté précédemment. Le focuser se réglera sur ce point avant toute mesure.
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• Le point d'arrivée est la dernière position du focuser pour laquelle sera effectuée une mesure.
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• Le pas dont variera chaque position du focuser. Bien évidemment, différence entre les positions d'arrivée et de départ doit être un multiple du pas. Un minimum de 6 déplacements est demandée pour lancer la fonction. PRiSM peut à la volonté de l'utilisateur calculer lui-même cette valeur en cliquant sur le bouton [Optimum] : permet de choisir suffisamment d'itérations ainsi qu'une valeur sous-multiple.
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• Rayon d'analyse : Fenêtre d'analyse de la FWHM de l'étoile : L'étoile devra à chaque fois être incluse dans cette fenêtre. Sa demi-taille maximum (son rayon) sera de 20 pixels. Cette valeur correspond a la même signification que celle de la taille de la fenêtre du centroïde.
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• Demi-taille de la fenêtre : une fenêtre montrant la zone d'image analysée sera affichée dans l'emplacement prévu en haut à gauche du cadre. On indique sa demi-taille en pixels.
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• [<<Optimum] : voir la partie concernée.
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• Utiliser HFD pour centroïde : NE PAS cocher pour la méthode parabolique.
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• Bouton à cocher Tenir compte du prescan :Dépend du type de caméra utilisée. Pour la plupart des caméras du commerce, cette case devra rester non cochée.
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• Bouton à cocher Sauver les imagettes : Durant l'établissement de la courbe de réglage , PRiSM prendra des images autour de l'étoile concernée et affichera les différentes poses. Ces poses peuvent ou non être sauvegardées automatiquement dans le répertoire au choix de l'utilisateur (à régler). L'entête de ces images n'est pas remplie. Un exemple est fourni ici.
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• Graphique en fin de processus : Pour afficher le graphique de la parabole avec les valeurs mesurées lorsque la focalisation automatique est terminée. Ceci n'est pas obligatoire dans le but d'observations automatiques. Un fichier LOG sera aussi affiché et pourra être sauvegardé.

2. Informations durant la focalisation :

Pour lancer la focalisation, il faut cliquer sur le bouton [Exécuter]. Durant l'exécution, une telle fenêtre apparaît :

la fenêtre dont la demi-taille a été réglée apparaît en haut à gauche. Sur cette fenêtre est dessinée le rectangle d'analyse de la FWHM de l'étoile dont le rayon analyse a été réglé dans les paramètres. Il est fournit aussi la position de la fenêtre sur le capteur de type X1=nnnn Y1=nnnn (coordonnées inférieures gauches) | X2=nnnn Y2=nnnn (coordonnées supérieures droites) | CX=nnnn CY=nnnn (coordonnées du centre de la fenêtre). Pour l'image affichée sur cette fenêtre, PRiSM a calculé le pixel d'intensité maximale ainsi que sa position. La FWHM de l'étoile dans le rectangle jaune est fournie.

Dans les renseignements de sortie, la série des opérations et calculs effectués est fournie : le nombre d'itérations à effectuer, les déplacements successifs du focuser ainsi que pour chaque image analysée, les renseignements calculés comme ci-dessus. Le bouton [Copier Sortie] permet de copier, par l'intermédiaire du presse-papier WINDOWS, les renseignements de sortie dans un ficher texte. Un fichier texte de sortie est fourni comme exemple.

• Temps de pose pour chaque image.
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• Position en cours du focuser.
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• Dernière FWHM en pixels calculée pour la dernière image analysée.
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• La focale du système utilisé fournie à la configuration de la caméra et qui sera enregistrée dans l'entête de l'image.
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• Le diamètre du télescope fourni à la configuration de la caméra et qui sera enregistre dans l'entête de l'image.
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• La taille des pixels en μm

Ces trois derniers paramètres permet à PRiSM de déterminer un pas optimal pour le réglage de la focalisation de type parabolique : le bouton [<<Optimum] calcule alors directement un "pas = taille_pixel * Focale / Diamètre". Attention cependant à fixer des valeurs de départ et de fin de façon à ne pas dépasser les 30 mesures autorisées par PRiSM.

3. Résultats de la modélisation parabolique :

Une fois le processus de focalisation terminé, la position optimale (ainsi que la FWHM correspondante) est indiquée et PRiSM bouge le focuser sur cette position.

Un graphe d'évolution de la FWHM en fonction de la position du focuser est alors tracé. Si PRiSM n'arrive pas à modéliser la parabole, alors le graphe apparaîtra avec les points non reliés. Un exemple en est fourni :

Ces graphes peuvent être analysés et modifiés comme tout graphe de PRiSM. Cependant, la modification du graphe n'entraînera nullement un nouveau calcul du meilleur point de focalisation.
Un fichier LOG est également fourni pour indiquer les divers valeurs de FWHM mesurées.

Durant le processus de focalisation, on peut l'interrompre en cliquant sur le bouton [abandonner] et sortir de la fonction en cliquant sur [Sortir]

2^ème méthode : La modélisation par HFD = régression polynomiale de degré 4 :

Cette méthode devrait fonctionner avec un instrument de moyenne qualité comme avec un instrument de bonne qualité. Cependant, à moins de multiplier les points de mesure de façon excessive (limité à 30 mesures de toute façon), cette méthode sera moins précise que la précédente mais suffisante quand même ...

La méthode repose sur le principe de la largeur énergétique à mi-hauteur (nommé HFD = "Half Flux Diameter") : Le flux de l'étoile à l'intérieur du cercle de diamètre HFD est égal au flux à l'extérieur de ce cercle. Durant la focalisation, il faut que le focuser se déplace de telle façon à être en intra puis en extra focale (ou vice-versa) MAIS il n'est pas grave d'avoir des étoiles en forme de beignet durant la focalisation. La différence entre les positions de fin et de départ sera donc beaucoup plus importante que dans le cas de la modélisation type parabole.

Une animation FLASH en fin de page est proposée pour donner un exemple de focalisation automatique par HFD.

La fenêtre suivante s'ouvre alors :

1. Réglages des paramètres :

Le réglage des paramètres se réalise de façon identique au type de modélisation parabolique avec les différences suivantes :

• [<<Optimum] : Bouton inutile dans ce cas. Le pas fourni doit être suffisamment important pour obtenir le polynôme. Il est conseillé durant une telle focalisation d'avoir des étoiles clairement en forme de beignet en début et fin de mouvements. Pour exemple, une imagette de début de courbe est fournie ici :
  
  
  
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• Utiliser HFD pour centroïde : Cocher une telle case pour une modélisation polynomiale. Le principe de mesure est réalisé à l'aide de cette fonction.
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• Attention, ne pas oublier que les étoiles vont être plutôt larges aux extrémités de mouvement. On veillera à choisir une "demi-taille de fenêtre" suffisamment grande et surtout un "rayon d'analyse FWHM" assez grand. PRiSM affichant ces fenêtres en temps réel, seuls des essais peuvent permettre de trouver des valeurs raisonnables. Pour exemple, sur la fenêtre suivante :
  
  
  
  
  
  la demi-taille de la fenêtre correspond au demi-fenêtrage total sur la caméra. Le rayon d'analyse correspond à la demi-taille du carré jaune, carré dans lequel doit se trouver l'étoile défocalisée durant tout le trajet du focuser. On réglera les tailles en conséquence. Le rayon d'analyse devra être inférieur à 30 pixels. La croix au centre du carré jaune correspond à la valeur maximale des pixels dans toute la fenêtre.
  Un exemple de saisie d'écran est fourni durant la focalisation :
  
  
  

2. Informations durant la focalisation :

Les informations fournies sont parfaitement identiques à la méthode parabolique. Pour exemple, une série d'imagettes enregistrées est fournie ici.

3. Résultats de la modélisation polynomiale :

Une fois le processus de focalisation terminé, la position optimale (ainsi que la FWHM correspondante) est indiquée et PRiSM bouge le focuser sur cette position.

Un graphe d'évolution de la FWHM en fonction de la position du focuser est alors tracé. Si PRiSM n'arrive pas à modéliser la parabole, alors le graphe apparaîtra avec les points non reliés. Un exemple en est fourni :

Ces graphes peuvent être analysés et modifiés comme tout graphe de PRiSM. Cependant, la modification du graphe n'entraînera nullement un nouveau calcul du meilleur point de focalisation.
Un fichier LOG est également fourni pour indiquer les divers valeurs de HFD mesurées (les valeurs de celui présenté ici ne correspondent pas à la courbe ci-dessus) :

Pos mm = 5.00  PSF =  27.95
Pos mm = 5.50  PSF =  23.00
Pos mm = 6.00  PSF =  17.82
Pos mm = 6.50  PSF =  17.82
Pos mm = 7.00  PSF =  11.97
Pos mm = 7.50  PSF =  5.87
Pos mm = 8.01  PSF =  6.31
Pos mm = 8.51  PSF =  10.82
Pos mm = 9.01  PSF =  15.09

Polynom -> -745.8053 * x^0
Polynom -> 478.6430 * x^1
Polynom -> -105.5237 * x^2
Polynom -> 9.7581 * x^3
Polynom -> -0.3221 * x^4
Polynom -> 0.0000 * x^5

Durant le processus de focalisation, on peut l'interrompre en cliquant sur le bouton [abandonner] et sortir de la fonction en cliquant sur [Sortir]

Tutoriaux vidéos :
Un exemple de focalisation automatique (FR, 10.1 Mo). Les imagettes de l'exemple (211 Ko).
Exemple de déclaration de caméra et focuser (FR, 914 Ko, les menus datent de 2006 mais toujours d'actualités).

Fonctions script associées :
gestion du focuser, gestion de caméra, AutoFoc

Conditions d'activation :
Avoir déclaré la caméra utilisée et réalisé une acquisition en binning 1x1. Avoir déclaré un focuser.

Voir aussi :
Modifier un graphe sous PRiSM

Version Novembre 2006