Gestion du bruit par stacking

Qu’est-ce que le bruit numérique ?

Le bruit photo est un défaut visuel qui apparaît sous forme de grain, pixels colorés ou mouchetés. Il devient visible lorsque :
La sensibilité ISO est élevée
Le capteur chauffe (poses longues)
L’exposition manque de lumière
Le bruit dégrade les détails et les couleurs, surtout dans les ombres.

Ci-dessous voici un exemple de bruit seul

Principe du stacking (empilement)

La technique du stacking consiste à prendre plusieurs photos identiques, puis à les fusionner pour lisser le bruit sans perdre de détails.
Pourquoi ça marche ?
Le signal (détails de la scène) reste constant d’une image à l’autre
Le bruit, lui, est aléatoire : Le processus peut donc renforcer le signal et rejeter le bruit.

Matériel nécessaire  (prise de vue et traitement)

Appareil photo manuel (reflex, hybride, compact avancé…)
Trépied stable
Télécommande sans fil ou retardateur (facultatif, mais utile)
Un logiciel de stacking (voir liste plus bas) Un logiciel de retouche photo

Prise de vue (sur le terrain)

Pour de meilleurs résultats :
Fixer l’appareil sur trépied
Composer et faire la mise au point
Garder la même exposition entre les prises
Déclencher en rafale ou en série (minuteur sur canon, et faire entre 10 et 50 photos)
Paramètres recommandés :
ISO modéré (mais si vous êtes obligé de monter en ISO, c’est là que le stacking aide)
Ouverture adaptée à la profondeur de champ souhaitée
Vitesse constante
Format RAW (fortement conseillé)
Astuce : désactiver la réduction de bruit longue pose pour gagner du temps (le stacking s’en chargera mieux).

Ci-dessous voici 3 exemples:
A gauche le résultat de 40 photos empilées et traitées avec Affinity photo. 
(photos prises à 102.400 ISO canon eos R6)

Ci-dessous photo finale réalisée avec un empilement de 40 photos, plus une retouche avec affinity photo

Détail d’une des 40 photos sans traitement

Le même détail avec 40 photos empilées avec Affinity

Le traitement sur ordinateur

Plusieurs logiciels permettent le stacking. Les principales options :
Cette méthode est utilisée très souvent en astro/photo
Importer les images
Aligner automatiquement les prises
Appliquer le stacking (réglages: moyenne, médiane, sigma clipping…)
Exporter en TIFF/RAW 16 bits
Finir la retouche (contraste, couleurs, netteté…)

Logiciels recommandés

Astrophotographie (quelques logiciels):
DeepSkyStacker (gratuit)
Siril (gratuit)
autostakkert
PIPP
PixInsight (payant, très avancé)
Logiciels utilisés en photo classique :
Photoshop (fonction Statistics ou scripts de stack)
Affinity Photo (fonction Stack Focus modulable)
Lightroom + plugins (moins direct)
Gimp
Autopano, ptgui fonctionnent également mais moins performant
Automatisé :
Sequator (Windows, gratuit)
ON1 NoNoise AI (sans stacking, alternative basée IA)

Ci-dessous j’ai fait une comparaison avec un logiciel de photo classique « Affinity Photo » à gauche et à droite un logiciel d’astrophotographie gratuit « Autostakkert » 

Résultat attendu

Avec 15 à 30 images, on obtient :
Beaucoup moins de bruit
Plus de détails dans les ombres
Couleurs plus propres
Moins de lissage artificiel que les filtres logiciels
Plus vous empilez d’images, plus le bruit diminue selon la formule :
Bruit résiduel ≈ Bruit initial / √(nombre d’images)
Ex : 25 images divisent le bruit par 5.

Ci-dessous: qualité obtenue en fonction du nombre de photos empilées

1 seule photo originale

Empilement de 10 photos

Empilement de 20 photos

Empilement de 40 photos

Quand utiliser le stacking ?

Le stacking est idéal dans les cas suivants :
Scènes statiques
Astrophotographie (ciel étoilé, voie lactée)
Paysages nocturnes
Intérieurs peu éclairés (musée, exposition, intérieur etc)

Moins adapté si :
lLe sujets est mobiles (personnes, véhicules…)
prise de vue à main levée (sauf stabilisation + rafale + logiciel avancé)
Note : le Stacking est également utilisé pour augmenter la profondeur de champ en macrophotographie, mais c’est un autre sujet, que j’explique en détail dans un autre tuto.
Conclusion
La technique du stacking est l’un des moyens les plus efficaces et naturels pour réduire le bruit sans sacrifier les détails. Elle exploite le fait que le bruit est aléatoire, alors que l’image est constante.
Résultat : des images plus propres, nettes et détaillées, même en ISO élevés.

La gestion du bruit dans les parties sombres

Vous avez remarqué que le bruit est plus prononcé dans les parties sombres d’une photo.
Sur cette photo originale, j’ai entouré la partie la plus sombre de l’image, utilisée pour ces comparaisons, le stacking est fait avec 40 photos.

Photo de départ sans traitement

Traitement de 40 photos avec Affinity (le bleu reste présent)

Traitement de 40 photos avec un logiciel d’astrophotographie (le bruit est mieux géré)

Traitement final avec Affinity photo (couleur, balance, niveaux)

Empilement des images avec Affinity photo

Importation des images en Stacking
Ouvrir Affinity Photo
Aller dans le menu : File (Fichier) → New Stack (Nouvelle Pile)
Dans la fenêtre qui s’ouvre : Cliquer Add (ajouter) et sélectionner toutes les images
Cocher Automatically Align Images (aligne automatiquement les images) indispensable, surtout en astrophotographie ou à main levée.
Ne pas toucher au réglage (alignement dynamique)
Cliquer sur OK
Affinity va analyser, aligner et empiler tes photos automatiquement. (avec 40 photos les traitement est long)

Comprendre le résultat de base
Après le traitement, Affinity affiche un calque de pile nommé groupe de pile dynamique.
Par défaut, il applique un mode médian ou un statistical blend selon la version.
Résultat attendu :
Le bruit est déjà réduit
Les détails sont préservés
Les pixels aberrants disparaissent

Dans Affinity vous pouvez changer la méthode d’empilement (optionnel, mais conseillé en astrophoto)

Cette vidéo montre en détail comment gérer le bruit avec Affinity Photo.

Les modes d’empilement pour la photo classique avec Affinity
Moyen : calcule la moyenne du contenu de pixels dans toute la pile d’images. Idéal pour la simulation de longue exposition et la réduction du bruit.
Médian : supprime le contenu de pixels qui n’est pas cohérent dans chaque image. Convient pour la suppression d’objet et la réduction du bruit.
Les autres modes utiles en astrophoto
Aberration : révèle le contenu de pixels qui diffère dans chaque image, idéal pour les séquences composées.
Maximum : utilise les valeurs de pixel maximales de chaque image. Peut être utilisé pour une fusion d’exposition créative où l’objet est plus clair que l’arrière-plan.
Minimum : utilise les valeurs de pixel minimales de chaque image. Convient pour une fusion d’exposition où l’objet est plus foncé que l’arrière-plan.
Plage : indique les zones qui changent dans la pile d’images. Idéal pour analyser ce qui a changé entre chaque image.
Milieu de gamme : utilise les valeurs de pixel moyennes de chaque image. Permet d’augmenter la gamme des tons en cas d’utilisation avec des vues bracketées.
Total : produit la valeur totale des pixels de chaque image. Entraîne généralement une surexposition, mais peut être utilisé pour éclaircir les images très sous-exposées.
Écart standard : mesure analytique de la répartition des informations entre les images. Utile pour la suppression d’objets car il indique clairement les zones qui seront moyennées avec un mode Médiane .
Variance : mesure analytique comparable à l’écart standard, qui indique la façon dont les valeurs de pixel sont réparties entre les images. Les répartitions plus intenses s’affichent très clairement.
Inclinaison : mesure analytique qui met l’accent sur les détails du bord et indique l’intensité de la répartition des valeurs de pixel. Permet de déterminer les différences de tons et spatiales entre les images.
Aplatissement : mesure analytique qui détecte l’irrégularité d’une image. Un résultat plus brillant témoigne de faibles niveaux de bruit et d’une uniformité tonale (la plupart des pixels à niveau de gris dominant). Les résultats plus foncés représentent un bruit plus important et des tons moins uniformes (plus de pixels plus éloignés du niveau de gris dominant).
Entropie : mesure analytique qui représente le nombre de bits requis pour encoder les informations de la pile. Utilisation possible avec les images vidéo empilées (dans la même scène ou le même cliché).Lorem ipsum dolor sit amet, at mei dolore tritani repudiandae. In his nemore temporibus consequuntur, vim ad prima vivendum consetetur. Viderer feugiat at pro, mea aperiam

Développement du résultat (RAW → Tone Mapping)
Si les images étaient en RAW, il est important d’ajuster ensuite :
Aller dans : Layer (calques) → Merge (fusionner) les calques visible
Convertis le résultat en pixel layer (calques de pixels)
Appliquer des retouches :
Exposure (exposition)
Contrast (contraste)
White Balance (balance des blancs)
Shadows / Highlights (ombres et hautes lumières)
Grâce au stacking, ont peux pousser les ombres beaucoup plus loin sans bruit.

Correction locale du bruit (si besoin)
Même après stacking, certaines zones très sombres peuvent garder du bruit.
Dans ce cas :
Aller dans : Filters )→ Noise → Denoise (filtre-bruit antibruit)
Ajuster :
Luminance
Chrominance
Detail (Détail)
Conseil : Travailler avec un masque de calque pour appliquer la réduction que dans les ombres.

Exportation
Quand tout est bon :
Il faut aller dans File → Export
Choisir :
TIFF 16 bits → pour retravailler par la suite
JPEG → pour diffusion web
PNG → si transparence ou traitement complémentaire
Avant / après attendu
De 10 à 20 images, le résultat est bon, de 20 à 30 images le résultat est très bon, je vous conseil de prendre 30 à 40 photos):
Vous avez: moins de grain dans les ombres
des couleurs plus propres
le piqué est conservé
pas de lissage “plastique” comme certains algorithmes IA
Conseils pour de meilleurs résultats
Plus d’images = moins de bruit
Utiliser ISO modéré si possible
Éviter les sujets mobiles
Format RAW très conseillé
Tester différents Stack Modes selon la scène