fullseye

psf_fit — ASTROSTACK photometry op

• データ種: image2d × keypoints → table
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.psf_fit(image, centers, model='gaussian', box=11, max_iter=200) (実装を直接呼ぶなら import astrostack; astrostack.psf_fit(image, centers, model='gaussian', box=11, max_iter=200)、台帳から引くなら opsastrostack.get("psf_fit"))

使い方

星像に PSF を当てはめて中心と FWHM を出す。

model "gaussian" は楕円ガウシアン bkg + amp * exp(-((dr/sr)^2 + (dc/sc)^2)/2) の 6 パラメータ当てはめで、 真円度(roundness = min(sr,sc)/max(sr,sc))が副産物として出る —— 追尾誤差や風で伸びた星像はここに出る。"moffat" は円対称の bkg + amp * (1 + r^2/alpha^2)^(-beta)(Moffat 1969)で、beta も 自由パラメータ。最小二乗は :func:scipy.optimize.least_squares (Trust Region Reflective)で、初期値は 2 次モーメントから作る決定的な値 —— 乱数を使わないので同じ入力なら同じ答え。

FWHM は当てはめたパラメータからの閉形式: ガウシアンは 2 sqrt(2 ln 2) * sqrt(sr*sc)(幾何平均)、Moffat は 2 alpha sqrt(2^(1/beta) - 1)。

画素の箱のぶんだけ、必ず太く出る。 ここが当てはめているのは連続の ガウシアンだが、画像の各画素は連続分布を 1 画素の箱で積分した値である。 一様な幅 1 の箱の分散は 1/12 なので、返る sigma は真の sigma ではなく sqrt(sigma^2 + 1/12) になる —— これは推定の誤差ではなく画像がそう できているということ。実測はこの予測とよく合う::

真の FWHM   予測 = 2.3548*sqrt(sigma^2+1/12)   実測(中央値)
  2.5              2.5908                        2.5930
  3.5              3.5654                        3.5625
  5.0              5.0460                        5.0145

真の sigma が欲しければ sqrt(sigma_fit^2 - 1/12) と引けばよいが、 既定では引かない —— 星の測定で普通に言う「FWHM」は画像上の見た目の 幅であり、黙って補正を入れると他の道具の値と合わなくなる。

Returns 各星 1 つの dict の list(table 語彙)。キーは row / col(当てはめた中心)、fwhm_px、amplitude、 background、roundness、rms(残差 RMS)、converged(bool)、 model、そして model 依存の sigma_row_px / sigma_col_px または alpha_px / beta。窓が画像からはみ出す星、当てはめが 収束しなかった星も落とさずに converged=False で返す —— 黙って消すと「星が減った」ことに誰も気づけない。

Raises ValueError: model が :data:PSF_MODELS にない / box が 5 未満または偶数 / centers が (N, 2) でない場合。

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータ カタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• astro_stacking — py -3.11 examples/astro_stacking.py
• poc_star_astrometry — py -3.11 examples/poc_star_astrometry.py

型が繋がる次の op(table を入力に取れる)

—

同カテゴリ(photometry)

star_detect · aperture_photometry

---

Provenance: astrostack.py — ASTROSTACK operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。

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