Question

我正在研究图像顶部的恒星。图像是使用正态分布（均值，标准差）生成的灰度矩阵。现在，考虑到像素坐标和星形SNR，我必须将其作为点源放置在图像顶部。有什么建议我应该如何实现，以使其成为有用的模拟？您可以建议代码示例吗？我正在用C ++开发，但是Matlab / pseudocode也会很好。预先感谢

Answer 1

可以将恒星视为点源。望远镜/相机的光学系统（如果是理想的光学系统）会将Airy disk投射到成像平面（胶片，CCD，您所拥有的东西）上。因此，您应该生成一个艾里斑，并将其添加到现有的像素值中（附近的多颗恒星将具有重叠的斑，应将它们叠加在一起）。

我将简单地生成此函数并在像素坐标处对其进行采样。请注意，在离中心相对较短的距离处，Airy磁盘将真正接近零，因此您可以在该中心周围定义一个小的区域（例如7x7像素），以评估该功能。这样可以节省大量计算。

要进一步简化实现和计算成本，您可以使用高斯近似Airy磁盘。请注意，成像光学器件（包括大气）中的任何缺陷都会导致投影的点不像艾里斑，而是像高斯，因此这并不是一个很差的近似值。

使用DIPlib（我是作者），您可以通过调用dip::DrawBandlimitedPoint在图像中添加高斯点：

constexpr std::size_t N = 10;
double coordinates[N][2] = {...};
double magnitudes[N] = {...};
dip::Image image({1024,1024});
for (std::size_t ii=0; ii<N; ++ii) {
   dip::DrawBandlimitedPoint(image, {coordinates[ii][0], coordinates[ii][1]}, {magnitudes[ii]}, {1.0});
}

该函数调用中的{1.0}是高斯点的sigma。调整此值以匹配您要模拟的光学元件。该代码生成一个单精度浮点图像。您可以在适当缩放后将其转换为整数类型，例如：

image *= 10;
image.Convert(dip::DT_UINT16);

绘制Airy磁盘会更加复杂。

在图像上方模拟天文物体（星体）

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