Le mode RAW dans la pratique

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Le mode RAW dans la pratique

• Gilles Clémentclemgill_at_club-internet.fr
• RCE 11 Nov 2006, La Vilette

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Pourquoi le mode RAW?

• RAW  BRUT 
• Récupérer une image brute cest-à-dire non
  traitée
• Afin de maitrîser exactement les traitements
  ultérieurs (IRIS, REGISTAX )

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Niveau dintensité (luminance) pour chaque
pixel (8 bits)
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Pixel N3
Pixel N1
Pixel N2
Pixel N4
Pixel N5
Pixel N6
Pixel N7
Pixel N7
Pixel N8
Le long dune ligne du capteur
Image dun point chaud en mode RAW
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Pourquoi le mode RAW?

• Et travailler avec la quantité maximum
  dinformation
• Le pré-traitement des Webcam dégrade les images
• On perd les petits détails et les nuances,
• Par exemple détails dans les cratères, voiles
  des nébuleuses

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Pourquoi le mode RAW?

• Aussi très intéressant en couleurs
• Meilleurs résultats que le mode standard
• Accessible avec une caméra standard (non NB)
• Permet laccès du RAW au plus grand nombre
• Mais il faut débayeriser
• plusieurs solutions possibles (Astrosnap, AVIRAW,
  IRIS ...)

Mode RAW  débayerisé  (plus de détails)
Mode RAW image brute
Mode normal
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Ex Le pb de la Compression

• Il faut comprimer car le débit sur le câble USB
  est limité
• Flux image brute
• 640 pixels 480 pixels 8 bits 25 images/sec
  61 millions de bits/s
• Alors que le débit du bus USB 1.1 est 1,5
  millions de bits/sec
• Il faut sérieusement compresser limage pour
  passer la pleine vidéo sur la liaison USB
• Une des raisons de la perte de qualité des images
  Webcam avec des fréquences image élevées
• EXEMPLE live

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La bidouille RAW sur les Webcams

• Trouvée en 2003 par une équipe internationale
• Voir le groupe Yahoo TWIRG
• Mise au point opérationelle par Martin Burri et
  son logiciel WRmac
• Ne marche que sur les cams équipées du processeur
  de la famille Philips SAA 8112 et SAA8115 / 8116
• Le principe est de modifier les paramètres du
  logiciel (ou registres) dont certains sont
  sauvegardés dans une mémoire externe permanente
  (EEPROM) accessible à travers le driver USB

Image capteur
Registres
Vers lUSB
Processeur de séquencement
Processeur de signal
EEPROM externe
Processeur spécialisé SAA8116
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Les octets de lEEPROM

• Le  truc 
• Trouver la correspondance entre les cases mémoire
  et les registres du SAA8116!

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Comment Faire ?

• 1/ Installer le logiciel WcRmac de Martin Burri
• 2/ Lancer lacquisition avec logiciel habituel
  (Philips VRecord, VidCap, QCFocus, Iris,
  Astrosnap )
• Il faut quil y ait une image a l'ecran !
• 3/ Lancer le program WcRmac
• 4/ Connecter la Webcam (menu 'WebCam/DS
  Interface)
• 5/ Si cest la première connection SAUVEGARDER
  lEEPROM
• Onglet 'binaries' et le bouton 'Get current and
  save as' avec un nom genre Toucam II 11 nov
  2006'Garder précieusement, Prudence
  indispensable !!!!
• 6/ Cochez la case OK - I take full
  responsibitity using this program afin autoriser
  la modification de l'eeprom...

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Comment Faire ?

• 7/ Sélectionner la macro choisie (onglet
  Macros) cliquez sur 'Run checked' et validez le
  message de confirmation, apres quelques secondes,
  le message 'macro(s) success' doit apparaitre
• Ne surtout pas arrêtre le PC pendant le
  chargement, sinon la caméra risque de se bloquer
  
• 8/ Fermer WcRmac !
• A partir de cette étape plus besoin de WcRMac
• La mémoire de la Caméra a été modifiée et le
  restera indéfiniment (tant quon ne remodifie pas
  avec WcRmac)
• On utilise WcRmac quUNE SEULE FOIS

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Comment Faire ?

• Pour limagerie
• 9/ Régler la vitesse à 5 images / secondes
• Impératif pour réduire / supprimer la compression
  !
• et assurer que les images seront bien RAW
• 10/ Par sécurité restaurer les 'Parametres Usine'
  dans votre soft d'acquisition APRES avoir
  selectionné le mode 5images/seconde (assure un
  bon fonctionnement en longue pose)
• 11/ Si mode RAW couleur vrai gt traitement
  ultérieur de débayerisation avec logiciel IRIS,
  ASTROSNAP ou AVIRAW

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Quy atil à lintérieur ?
(3)
(1)
Capteur dimage

• Réglages de - Balance couleurs
• Gain
• Saturation

Pre-Gains Offset Noir
(4)
Codage Image (YUV)
Renforcement divers des contours
Séquenceur USB

• Pour atteindre le mode RAW il faut pouvoir
• (1) Ajuster les pré-gains et supprimer la
  compensation du noir
• (2) Supprimer linterpolation de Bayer, et
  ajuster coeff. matrice couleur
• (3) Optimiser les réglages classiques (seuls
  accessibles sans bidouille)
• (4) Supprimer les renforcements de limage
• (5) Supprimer (ou minimiser) la compression de
  limage

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La matrice de Bayer

• Un capteur noir-et-blanc cest simple
• Chaque site un pixel
• Décompose lintensité lumineuse en niveaux de
  gris
• Mais un capteur couleur cest plein de trous !
• Il faudrait 3 capteurs (Rouge Vert Bleu) pour
  chaque site
• Arrangement des capteurs R V B selon la matrice
  de Bayer

Couche B
Couche R



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Les étapes du traitement interne !
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Les étapes du traitement (simplifié)

• Niveau de noir
• Pré-gains
• Debayer
• Gamma-pied
• HLC gain
• Auto sharp
• Auto bruit
• Gain RB
• Gain matrice couleur
• Gains YUV

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Les Macros
SAA8116 Macro description The first character
after the sign is ignored to allow leading
spaces Contributors bm98astro, Etienne
Bonduelle, Gilles Clement, Christian Buil,
Francis Adelving... and a lot of people of TWIRG
!!! M_Set_R
AW_B/W_CCD -1'-968090425 0 'Set B/W RAW Mode
and Special Factory Settings (for B/W CCDs) 1
'0x0E00x04 (Noise Reduction to Zero) 2
'0x0E10x03 (Set auto mode off, Manual White
bal...) 3 '0x0E30xF8 (Shutter speed at 1/25th
sec DSO) 4 '0x0E40x10 (Gain about 30) 5
'0x0E60x80 (Red bal 50) 6 '0x0E70x40 (Blue
bal 25) 7 '0x0EA0x00 (Sharpness to Zero) 8
'0x0ED0x78 (Luminosity to 45) 9 '0x0EE0xE0
(Gamma to 50) 10 '0x1010x24 (RAW Mode) 11
'0x1020x00 (Optical Black Level K1 to Zero) 12
'0x1030x00 (Optical Black Level K2 to Zero) 13
'0x1040x00 (Optical Black Level K3 to Zero) 14
'0x1050x00 (Optical Black Level K4 to Zero) 15
'0x1060x80 (PreMatrix K1 Std) 16 '0x1070x80
(PreMatrix K2 Std) 17 '0x1080x80 (PreMatrix K3
Std) 18 '0x1090x80 (PreMatrix K4 Std) Etc
..

• RAW NB
• RAW Couleur vrai
• RAW couleur optimisé
• Exemples pratiques

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Conclusion

• Une bidouille qui marche bien et qui est vraiment
  utile
• Pour les capteurs NB
• Mais aussi en couleurs
• Bibliographie
• Le RAW 'facile' pour Webcams Philips et
  Logitech, Etienne Bonduelle (http//www.astrosur
  f.com/astrobond/ebrawf.htm)
•  Présentation du mode RAW , Gilles Clément
  (http//www.astrosurf.com/astrobond/gcmoderaw.pps)
  
• Mode RAW sur une webcam NB astronomique ,
  Philippe Bernascole, (http//www.astrosurf.com/as
  trobond/Webcam_RAW.pdf)
• WcRmac ,Martin Burri (http//www.burri-web.org
  /bm98/soft/wcrmac/soft-download.htm)
• AviRaw - read raw webcam AVIs , Carsten
  Arnold (http//arnholm.org/astro/software/aviraw/)
  
• Astrosnap_Pro, Axel Canicio (http//www.astrosn
  ap.com/index_fr.html)