Utilisation d'une caméra en mode Image par image. - par J.M. Cavanihac


Bien que de nombreux amateurs de microscopie utilisent des Caméras Web par le port USB (et numérisent donc directement l'image), il existe d'autres sources d'images vidéo analogiques utilisant des caméras CCD, Cmos voire des camescopes.

Ayant démarré la prise de vue microscopique quelques années auparavant, à un moment où la qualité des Caméras Web n'avait rien de comparable, j'avais opté pour une autre approche.

La première étape était de monter sur le micro une carte de numérisation d'image (800 F environ) de type MIRO PC TV , qui comme son nom l'indique permet de recevoir (en plus) les programmes télé sur l'écran de l'ordinateur. Cette carte dispose d'une entrée vidéo ANALOGIQUE et une entrée SVHS. C'est la première qui est utilisée à cet effet. Les premiers essais de connexion d'une caméra CCD monochrome analogique (caméra de vidéo surveillance à 400 F , particulièrement sensible aux faibles éclairements) ayant été très satisfaisants, j'ai utilisé par la suite une caméra couleur de technologie Cmos.(450 F) Cette technologie, moins sensible que les CCD possède cependant un très bon rapport prix performance.

Dans le cas de la caméra couleur il est impératif d'utiliser un éclairage sans infra rouge et une LED blanche est parfaitement adaptée à ce cas de figure. (voir article dans MicrOscOpies)

Note : Tout n'est pas négatif avec les infra rouges car on peut aussi utiliser un éclairage par LED IR (comme celle des télécommandes de télés) avec la caméra N&B,(ou couleur) ce qui permet parfois de mieux traverser certains milieux peu transparents (insectes..) ou d'éviter que la lumière n'excite les protozoaires. Bien entendu l'image est en noir et blanc !

Quel que soit le mode d'acquisition de l'image, il y existe dans l'ordinateur un logiciel (vendu avec la carte d'acquisition ou la caméra Web, chargé de contrôler les paramètres de l'image : taille du champ de travail, réglage contraste/luminosité/saturation… et modes de prise de vue.

Trois possibilités existent en général pour ces derniers: capture d'une image (en format BMP le plus souvent), capture d'une vidéo en format AVI (normal ou compressé selon les CODECS disponibles sur votre poste..) et enfin le mode 'multitrames' qui permet d'acquérir une suite d'images à chaque clic de souris , images qui peuvent être sans rapport les unes avec les autres mais toutes regroupées dans un même fichier AVI.

C'est ce dernier mode qui est intéressant dans la prise de vue image par image, permettant d'accélérer certains processus microscopiques lents et d'ajouter ainsi une quatrième dimension (le temps) à nos observations. Certains logiciels d'acquisition permettent de définir à l'avance l' intervalle de durée entre chaque image, mais il n'est pas aisé de le modifier une fois la séquence lancée. Ci dessus exemple d'écran de commande manuel : NB : ne vous fiez pas au titre ne s'agit pas d'une amibe mais d'une diatomée.!

Restons donc sur la méthode 'manuelle' de déclenchement à la souris (et prévoyons une tasse de café et quelques provisions pour certaines séquences un peu longues !). L'avantage de cette méthode est qu'elle permet d'adapter la fréquence de prise de vue en fonction de l'évolution du phénomène observé, inconnue à priori, et même d'avoir une progression non linéaire des temps . Celle ci est particulièrement utile pour l'observation de cristallisations, car la vitesse de croissance du cristal augmente avec sa taille.

  Voici un exemple de cristallisation de sel de cuisine (durée réelle de la séquence 3 minutes : prise d'image toutes les 30 secondes au début et 10 à la fin.)  



Image Gif animée .

 

 

Nb: les cristaux de sels (Na Cl pour les chimistes…) sont particulièrement photogéniques avec leur cristallisation cubique. Plus l'évaporation est lente et plus la taille du cristal sera grosse. (Objectif 15 x - caméra Cmos )

 

Autre exemple 'animal' : l'Amibe (entre guillemets puisque l'amibe appartient en réalité au règne des Protistes dans la classification des espèces).

Ici encore les mouvements sont relativement lents et l'animation rend bien compte du mode de déplacement de l'amibe. Au sujet de la mise au point un peu floue sur certains pseudopodes: n'oubliez pas qu'il n'y a pas de raison pour que l'amibe soit en deux dimensions seulement, et elle bouge également en volume. ! (Cadence 1 image toutes les 5 secondes - Objectif 40 x - Caméra Cmos )

Une autre espèce d'amibe (qui s'est goinfrée d'algues et qui s'enfuit, pleine de honte, à toute vitesse ….enfin à 1 mm par minute !) (Objectif 6,3 x )
 





Etrangement, le microscope nous révèle que tout ce qui bouge n'est pas forcément un animal et peut être même carrément minéral : pour preuve ce détail d'une des extrémités de l'algue Clostérium de la famille des Desmidiées que l'on rencontre dans les mares (et aussi dans les pièces d'eau des jardins publics si elles ne sont pas javellisées : il faut gratter les dépôts verdâtres que l'on y voit et qui contiennent aussi des diatomées). Les taches circulaires sont des pyrénoïdes qui servent a stocker des réserves . (Cadence 1 image toutes les 2 secondes - Objectif 15 x)

Pour en revenir au Clostérium, il s'agit semble-t-il de cristaux des carbonate de calcium ou de magnésium qui se déplacent sous l'influence de courants à l'intérieur de la cellule. Ces mouvements témoignent aussi de sa bonne santé car il s'arrêtent dans une cellule morte.

Petite note technique : bien que réalisés en format AVI à l'origine, les fichiers ont été convertis en GIF animés. (par exemple avec le shareware AviEdit…) Pourquoi ?: simplement parce que leur taille est bien inférieure à celle des AVI (même compressés) . En effet un GIF animé stocke la première image dans son intégralité et ensuite uniquement les pixels qui changent d'une image à l'autre. Pour un sujet mobile sur un fond fixe, le fond ne sera donc mémorisé qu'une seule fois. Autre avantage, les GIFa s'ouvrent automatiquement sur la page HTML . On perd cependant un peu en qualité d'image (niveaux de couleurs notamment).