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Walking noise

Stries fines diagonales orientées dans la direction de la dérive

Description

Le walking noise (littéralement "bruit qui marche") est l'artefact le plus signature d'une calibration imparfaite combinée à un dithering mal réglé.

Quand un capteur conserve des hot pixels résiduels après calibration, et que le télescope dérive lentement de pose en pose dans une direction donnée, soit volontairement par dithering trop unidirectionnel, soit involontairement par drift de monture, flexion ou refraction atmosphérique différentielle, les pixels défectueux laissent une trace diagonale après empilement.

Chaque pose ajoute le hot pixel à une position légèrement décalée, et l'alignement reprojette toutes ces positions le long d'un axe : le résultat est une trame de stries fines, orientée selon la direction de dérive cumulée.

Ce défaut est particulièrement visible sur fond de ciel sombre et uniforme, et signe immédiatement un workflow d'acquisition à revoir.

Signature visuelle

Stries diagonales, parallèles entre elles, traversant l'ensemble de l'image dans une direction unique. L'orientation est généralement à 30-60° de l'axe horizontal du capteur, correspondant à la direction de dérive en RA/DEC pendant la session.

Les stries peuvent être brillantes (hot pixels résiduels) ou sombres (cold pixels résiduels). Elles deviennent particulièrement criantes après un stretch agressif du fond de ciel, et donnent à l'image un aspect "rayé" ou "tramé" pathognomonique.

Sur un master mal traité, on peut compter 50 à 200 stries individuelles selon le nombre de pixels défectueux et le nombre de poses empilées.

Diagnostic différentiel

À distinguer des hot/cold pixels résiduels non dithérisés (mêmes pixels défectueux, mais immobiles : forment des points isolés et non des stries, c'est l'absence de dithering qui change la signature).

À ne pas confondre avec un gradient diagonal (variation lisse de luminosité, pas de structure linéaire fine).

Différent des traînées satellites qui sont peu nombreuses (1-3 par image) et plus larges, alors que le walking noise est massif et systématique.

Si les stries sont parfaitement horizontales ou verticales, c'est plus probablement un défaut de lecture du capteur (banding) qu'un walking noise.

Vérifier que les stries sont alignées avec la direction de dérive visible en blink des subs avant alignement : c'est le test diagnostic principal.

Causes probables

  • Dithering désactivé en acquisition, combiné à une dérive naturelle de la monture
  • Dithering activé mais avec amplitude trop faible (<2 pixels) pour décorréler les pixels défectueux
  • Dithering trop unidirectionnel (en spirale dégénérée ou en ligne, au lieu d'être aléatoire 2D)
  • Calibration des darks défaillante laissant trop de pixels résiduels (voir défaut dédié)
  • Drift de monture non corrigé (mise en station approximative, refraction atmosphérique)
  • Flexions différentielles entre tube imageur et tube de guidage
  • Pose unitaire très courte (<60s) avec beaucoup de poses, amplifiant l'effet de chaque pixel résiduel
  • Empilement par moyennage simple sans rejet sigma-clipping
  • Bibliothèque de darks périmée par rapport à l'évolution du capteur

Conduite à tenir

  1. Activer le dithering inter-pose dans NINA/SGP/APT/Voyager, amplitude ≥3 pixels, pattern 2D aléatoire
  2. Régler la fréquence de dithering toutes les 1 à 3 poses selon la durée unitaire
  3. Refaire des darks adaptés (température, gain, durée identiques aux lights) pour minimiser les pixels résiduels
  4. Activer CosmeticCorrection (PixInsight) ou détection automatique de pixels défectueux (Siril) avant alignement
  5. Empiler avec rejet statistique : Winsorized Sigma Clipping, kappa low/high 2.5-3.0
  6. Vérifier que PHD2 confirme bien la prise en compte des ordres de dithering (settle distance + time)
  7. Sur image déjà affectée, MultiscaleMedianTransform ciblé sur les hautes fréquences peut atténuer (jamais éliminer)
  8. En dernier recours sur master final, NoiseXTerminator ou MMT directionnel selon l'axe des stries
  9. Reprendre les acquisitions avec dithering correct si l'image est critique

Le conseil du Doc

Le walking noise, c'est la double peine : ta calibration est nulle ET ton dithering est nul. La bonne nouvelle, c'est que les deux se règlent en cinq minutes pour la prochaine session. La mauvaise, c'est que sur l'image existante, t'as beau passer tous les filtres du monde, les stries ne disparaîtront jamais complètement. Le walking noise se prévient à l'acquisition, il ne se traite pas. Dithering 2D aléatoire ≥3 pixels toutes les 2 poses : c'est non négociable.

- le Doc, spécialiste des défauts d'astrophoto

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Questions fréquentes

Pourquoi le dithering doit-il être 2D et non simple ?

Parce qu'un dithering linéaire (par exemple uniquement en RA) déplace les hot pixels selon un seul axe : à l'empilement, ils forment des stries dans cette direction au lieu de se moyenner statistiquement. Un dithering 2D aléatoire (RA et DEC, amplitude variable) répartit les positions des pixels défectueux dans toutes les directions, permettant au sigma clipping de les rejeter pixel par pixel. Sur PHD2 et la plupart des séquenceurs, le mode "random" 2D est la valeur par défaut, vérifier qu'il n'a pas été désactivé.

Quelle amplitude de dithering pour quel échantillonnage ?

La règle empirique est d'avoir un déplacement supérieur à la corrélation spatiale des défauts, soit au minimum 2-3 pixels sur le capteur principal. Pour un échantillonnage classique (1-2"/pixel), un dithering de 3-5 pixels suffit. Sur setup haute résolution (<1"/pixel), augmenter à 5-10 pixels pour bien décorréler. Attention aux amplitudes excessives qui réduisent la zone d'overlap utile entre poses et compliquent le guidage post-dither.

Le walking noise est-il pire en narrowband qu'en RGB ?

Souvent oui, pour deux raisons. Premièrement, les poses narrowband sont généralement plus longues (300-600s contre 60-180s en RGB), ce qui amplifie le signal des hot pixels résiduels par pose. Deuxièmement, les images narrowband subissent des stretches très agressifs pour révéler les nébulosités faibles, ce qui rend les défauts résiduels beaucoup plus visibles que sur des images RGB stretchées modérément. La rigueur de calibration et de dithering est donc encore plus critique en narrowband.

Mon master présente du walking noise alors que mon dithering était activé. Pourquoi ?

Plusieurs causes possibles à vérifier dans l'ordre : (1) l'amplitude de dithering est-elle effectivement appliquée, vérifier les coordonnées RA/DEC dans les headers FITS de poses successives ; (2) le settle time est-il suffisant pour que la monture stabilise après le saut, sinon le télescope continue de dériver dans la même direction ; (3) la calibration laisse-t-elle un nombre anormalement élevé de pixels résiduels (refaire des darks récents) ; (4) le sigma clipping à l'empilement est-il assez strict (kappa low ≤3.0). Si ces quatre points sont nominaux et que le walking noise persiste, suspecter une dérive systématique de la monture qui dépasse l'amplitude du dithering.