Parece que necesitas un dispositivo de imágenes científicas. Cuando trabajé con estas cosas, me dijeron que los dispositivos de imágenes CCD de grado científico son los dispositivos más lineales conocidos por el hombre, en contraste con las imágenes discutidas por @Guffa. Estoy hablando de cámaras hechas por fotometría, pco (sensicam) o dispositivos hechos para astrofotografía o microscopía.
Estos generadores de imágenes son distintos de los dispositivos de imagen de grado comercial en que:
- Sin lente Tienes que suministrar eso; Este es un detector puro. La montura es típicamente montura C o F.
- No hay píxeles calientes ni píxeles fríos (al menos en el rango de $ 20k / chip). Si los hay, regrese al fabricante para un reemplazo.
- Hace unos años, 1280x1024x8fps se consideraba muy bueno. Tal vez se han vuelto más grandes desde entonces, no lo sé.
- Puede bin (combinar píxeles para aumentar la sensibilidad del dispositivo y disminuir la resolución espacial).
- La lógica para leer píxeles desde el dispositivo es muy buena. En dispositivos más antiguos (más de diez años), hubo un pequeño error al mover los valores de píxeles de un píxel al siguiente para leer el valor en el convertidor analógico / digital en el borde del chip. Ese error es esencialmente cero en los dispositivos modernos. Compare esto con los generadores de imágenes CMOS, donde la lectura ocurre en cada píxel (y, por lo tanto, la conversión A / D puede no ser la misma de píxel a píxel).
- El chip se enfría, generalmente a -20 a -40 C, para minimizar el ruido.
- Parte de la especificación del fabricante es la eficiencia cuántica, o la probabilidad porcentual de que un fotón se convierta en un electrón y se registre. Un CCD reducido puede tener un QE de alrededor del 70-90% para un fotón verde (450 nm), mientras que otros pueden estar más en el rango del 25-45%.
- Estas cámaras son puras en blanco y negro, registrando un espectro indicado por el fabricante y puede entrar en los rangos IR y UV. La mayoría de los vidrios cortan los rayos UV (debe obtener un vidrio especial o cuarzo para dejarlos pasar), pero los IR probablemente necesiten un poco más de filtrado.
La suma de estas distinciones significa que el valor de cada píxel se correlaciona muy altamente con el número de fotones que golpearon la ubicación física del píxel. Con una cámara comercial, no tiene garantías de que los píxeles se comporten de la misma manera (y de hecho, es una buena apuesta que no lo hagan), o que se comporten de la misma manera de una imagen a otra.
Con esta clase de dispositivo, sabrá la cantidad exacta de flujo para un píxel dado, dentro de los límites del ruido. El promedio de imágenes se convierte en la mejor manera de manejar el ruido.
Ese nivel de información puede ser demasiado para lo que desea. Si necesita ir a grado comercial, entonces aquí hay un camino a seguir:
- Obtenga un chip de imagen Sigma (Foveon). Estos fueron hechos originalmente para el mercado de imágenes científicas. La ventaja de este chip es que cada píxel se superpone rojo, verde y azul, en lugar de usar un sensor Bayer, donde el patrón de píxeles no se superpone.
- Use esta cámara solo en iso 100. No vaya a las otras iso.
- Coloque la cámara frente a una fuente de luz de salida conocida a una distancia conocida. Cuanto más plana sea esta iluminación (es decir, va de borde a borde de la cámara), mejor.
- Grabe imágenes en un tiempo de exposición determinado y luego modifique el tiempo de exposición para cambiar el flujo aparente en el sensor o cambie su fuente de luz.
- A partir de este conjunto de imágenes, cree una curva que muestre el valor promedio de píxeles en rojo, verde y azul para un flujo conocido. De esa manera, puede traducir la intensidad de píxeles a flujo.
- Si tenía un perfil de iluminación completamente plano, también puede describir el comportamiento de la caída del borde de su lente.
Desde aquí, puede tomar una fotografía de una habitación (u otra cosa) en condiciones controladas donde sepa cuál es la respuesta y valide sus curvas.