Моделирование изображения CMOS матрицы

[djhall 0]

Например есть такая CMOS матрица Gpixel GSENSE2020 (это чисто для примера), которая обладает определёнными характеристиками:
- Resolution (разрешение): 2048 x 2048 pixels
- Frame rates (частота кадров): 45 - 93 Fps
- Pixel size (размер пикселя): 6.5 μm
- Dynamic range (динамический диапазон): 87 dB
- Full Well Capacity (ёмкость пикселя): 45 000 e-
- Readout noise (шум чтения): 2 e−
- Signal to noise ratio(сигнал/шум): 46 dB
- Exposure range (время выдержки): 8 μs - 30 s
Ну и видимо есть ещё куча прочих характеристик таких как темновой шум, квантовый выход и пр.
Плюс к этому есть источник света заданной интенсивности, например звезда или флюоресцирующая молекула или что угодно ещё.

Подскажите, пожалуйста, как возможно смоделировать получаемое изображение.

[Herz 0]

Поясните, для начала, что Вы называете моделированием изображения. То есть, допустим, есть некая модель некоей матрицы. Что подаём на вход и что хотим получить на выходе?

[djhall 0]

На вход мы подаём изображение размером 2048 x 2048, где каждый элемент характеризует свет падающий на поверхность CMOS матрицы, например, световой поток. На выходе мы получаем изображение размером 2048 x 2048, где каждый элемент результат преобразования свететовой энергии в электрическую с учётом всех шумов, времени выдержки, разрядности АЦП и пр. - в конечном итоге для 12-ти разрядного АЦП, мы получим числа от 0 до 4095.

[_pv 0]

берите ваш источник, считайте сколько от него Вт/м^2 попадёт на объектив, потом учитывая светосилу/фокусное расстояние/размер пикселя получите сколько Вт попадает в пиксель 6.5х6.5мкм размером.

помножив на экспозицию получится сколько в пиксель попало Джоулей, поделив которые на, соответствующие длинне волны, электрон*вольты получится количество фотонов попавших в пиксель, которые с взятой из даташита QE превратятся в определённое количество электронов - это ваш сигнал.

а шуметь будет корень из этого количества + корень из количества темновых электронов + шум считывания + шум АЦП.

и темновой ток*экспозицию даст ещё ошибку смещения.

а потом ещё эти характеристики на самом деле для каждого пикселя немного отличаются, что при однородно засвеченной картинке будет выглядеть тоже как шум, но уже пространственный.