Compression et restauration pour l'imagerie du ciel à haute résolution angulaire

par Claire Dollet

Thèse de doctorat en Astronomie

Sous la direction de Albert Bijaoui.

Soutenue en 2004

à Nice , dans le cadre de École doctorale Sciences fondamentales et appliquées (Nice) .

mots clés

• Astrophysique
• Imagerie
• Traitement d'images

Résumé

Cette thèse présente des méthodologies pour réaliser de l’imagerie, complète ou partielle, du ciel avec une résolution proche de 0. 1 arcsec. Le ciel est généralement observé avec les instruments les plus divers sur des zones bien définies. Pourtant, l’homogénéité spatiale et temporelle des données est importante pour mieux caractériser l’histoire, la composition et l’évolution de l’univers. Le débit télémétrique constitue un obstacle majeur pour obtenir une cartographie complète à haute résolution. Pour le limiter il est possible de réduire la résolution dans l’une des directions et de compresser fortement les données. Si la zone céleste est observée sous différents angles de vue, la haute résolution dans toutes les directions peut être restaurée en combinant les images de manière adéquate. La compression proposée ici consiste à soustraire les étoiles les plus brillantes et à sélectionner l’information significative en utilisant une transformation en ondelettes. Une méthode a été développée pour restaurer au sol les champs en se plaçant dans l’espace de Fourier. La simulation d’observations réalistes pour la mission européenne Gaia a permis de tester ce concept de compression et de restauration. Un projet dédié à l’imagerie multispectrale du ciel augmenterait l’intérêt d’une telle procédure. Actuellement, seule la transmission de fenêtres, vecteurs de vingt à une quarantaine de valeurs autour de chaque objet détecté à bord, est prévue pour Gaia. La capacité de faire de l’imagerie à haute résolution angulaire à partir de ces données d’extension spatiale limitée a été démontrée ici. Cette méthode permet de décrire l’environnement de tous les objets détectés à bord.

Titre traduit

Compression and restoration for the sky imaging at high angular resolution

Résumé

This thesis presents some methodologies for carrying out a complete or a partial sky imaging at an angular resolution around 0. 1 arcsec. The sky is currently observed by varied instruments in defined windows. Nevertheless, the spatial and temporal homogeneity of the data is important in order to understand the history, the composition and the evolution of the universe. The telemetry rate is a serious limit for the all-sky imaging. This rate can be reduced by decreasing the resolution in one dimension and by compressing the data. If the sky is observed several times with different orientations, the full resolution in all directions can be restored. This work proposes a compression consisting into the subtraction of the brightest stars and the selection of the significant information using a wavelet transform. A method is given for the one-ground restoration which combines the observed fields at different orientations? The images are associated in the Fourier space after correction of their angle of view. The simulation of realistic observations obtained by the Gaia European mission allows us to test these methods of compression and restoration. However a project dedicated to the multispectral sky imaging would increase the interest of such a scientific approach. Currently, only the transmission of so-called windows, vectors of between twenty or forty values around each on board detection, is considered for Gaia. A combination of these data having a limited spatial extension is proposed and examined in this thesis. This approach will allow one to describe the environment of all the on board detected objects.