L'acquisition d'images couleurs à la webcam peut susciter des interrogations concernant la validité de l'information trichrome.

  Nous allons poser les questions qui mettent en cause la nature de cette information couleur sur ce type de caméra pour nous faire une idée de l'intérêt ou non de la couleur des images acquises.

  Les problèmes liés à la connaissance de l'information colorée des webcams :
        - L'équilibre des couleurs entre chaque pixel image n'est pas garanti car chaque pixel du détecteur possède ses propres filtres. Des images acquises avec une CCD noir et blanc plus traditionnelle en astronomie avec un jeu de filtres colorés couvrant la surface entière de la matrice est une solution plus satisfaisante. Rien ne garanti donc, dans le cas des webcams une réponse homogène des pixels images de même couleur. 

Le pixel image unitaire composé de 4 pixels colorés. Il y a dépôt d'un filtre individuel sur chaque détecteur de la matrice.

        - La réponse des CCD utilisés pour ces webcams est généralement meilleure dans le rouge que dans le bleu. Même si cet effet est probablement compensé par un gain électronique plus fort dans le bleu que dans le rouge, la qualité de l'information compensée est déséquilibrée (le rapport signal sur bruit : S/B est moins bon dans le bleu que dans le rouge). Cet effet est remarquable lors du traitement des images planétaires sortant d'un fichier vidéo AVI dont l'image bleue est relativement bruitée.
        - La réponse radiométrique des trois filtres n'est pas fournie à l'utilisateur. Aucune correction n'est possible.
        - Des options de réglages " booléennes (tout ou rien) " existent bien mais ne sont pas explicites. Aucune documentation ou calibration n'est fournie par les fabricants. Il paraît évident qu'il s'agit d'une correction de température de couleurs en fonction de la source d'éclairage de la scène (tubes fluorescent, lampe à incandescence …). Cette notion de température de couleur est rapportée à la réponse spectrale de l'œil et ne nous aide pas beaucoup en astronomie. Nous ne savons pas très bien ce qui se passe au niveau de l'information colorée fournie par la caméra, qui, en mode automatique, fait ce qu'elle veut. On frôle l'ésotérisme.
        - Nous ne connaissons pas la bande passante des filtres surtout sans le filtre IR de l'objectif retiré pour les applications astronomiques. Nous ne pouvons donc pas reconstruire proprement ou interpréter de signal affiché.
        - La réponse spectrale de l'œil n'est pas linéaire radiométriquement (photométrie visuelle) et les réglages de l'affichage à l'écran peuvent être très éloignés de l'information initiale reçue par le détecteur. Nous ne pouvons pas reconstruire une information radiométrique (watts) par bande contrairement au travail qui peut être fait avec une CCD N&B et des filtres calibrés (voir le site de C.Buil et de la caméra Audine).

  Le bilan plutôt sombre de ces premiers points permet déjà de dire qu'il n'est pas raisonnable de faire des mesures radiométriques avec une webcam. Quel peut être l'intérêt alors de faire des images couleurs.
Si la lumière du soleil réfléchie par la lune est pauvre en couleurs, ce n'est pas le cas de Jupiter ou Saturne que les astrocamiens ne se privent pas d'enregistrer en couleur. Il y a des raisons à cela.

  Les atouts de l'information couleur des webcams :
        - Après traitement, l'observateur peut corriger les déséquilibres colorés en fonction de ce qu'il connaît de l'objet. Ce sera une correction photométrique relative visuelle.
        - L'information infrarouge peut être intéressante, notamment sur Jupiter, même si elle est traduite par la couleur rouge à l'écran. La bande passante du filtre rouge des webcams est probablement plus large que celle de notre oeil. L'essentiel est d'en avoir conscience lorsque l'on interprète l'image.
        - La dérive du télescope, la registration et la sommation d'une centaine d'images atténuent très fortement le phénomène de disparité de réponse des pixels. En effet le disque planétaire n'étant pas stable au cours de l'acquisition, cela permet de moyenner sur plusieurs pixels le signal reçu d'une même zone du disque planétaire.
        - Le principal point fort, à mon avis, en faveur de l'acquisition d'images couleurs de Jupiter, Saturne ou Mars, c'est l'information liée au contraste coloré. La notion de contraste coloré vient en supplément de l'information de contraste N&B. L'exemple ci dessous vous convaincra peut être plus facilement que des longs discours. L'image en N&B présente peu de contraste contrairement à sa version colorée.

  Si nous prenons un pixel image qui reçoit une intensité Ir=5 dans le rouge et Ib=170 dans le bleu, L'image colorée résultante sera plutôt bleue. En N&B l'intensité résultante sera 5+170 donc I=175. Si maintenant ce même pixel reçoit une information inverse : Ir=170 dans le rouge et Ib=5 dans le bleu alors le pixel résultant coloré sera plutôt rouge alors que l'intensité N&B sera toujours de I=175. Il y a bien une information supplémentaire dans l'image couleur que ne peut traduire l'image N&B. Ce serait dommage de négliger cette information qualitative.

  En conclusion, il ne serait pas raisonnable d'exploiter ou d'interpréter photométriquement l'information colorée d'une webcam. En revanche cette information colorée, même non corrigée, peut être nécessaire pour identifier l'appartenance d'une structure nuageuse isolée à une bande de Jupiter par exemple. Elle est également indispensable pour identifier des formations nuageuses aux contrastes colorés différents qui donneraient une même intensité globale sur une image N&B (cf boites de bicarbonate ci-dessus). L'information couleur des webcams apporte un plus par rapport à l'image en niveaux de gris. Ce serait dommage de se priver de cette information supplémentaire notamment dans le suivi des formations gazeuses joviennes.

Frédéric Bourcier.