fullseye

edge_spread — OPTICS imaging op

• データ種: image2d → table
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.edge_spread(img, roi, *, oversample=4, orientation='auto') (実装を直接呼ぶなら import edgesfr; edgesfr.edge_spread(img, roi, *, oversample=4, orientation='auto')、台帳から引くなら opsoptics.get("edge_spread"))

使い方

傾いたエッジ(ISO 12233)の ROI から、画素より細かい ESF を作る。

手順: ROI を「エッジが行を横切る」向きにそろえる(orientation="auto" は列方向と行方向の勾配の大きさで決める、 "vertical" = エッジが縦に走る / "horizontal" = 横に走る)→ 行ごとに 1 階差分の重心でエッジの位置を出す → 位置を行番号に直線で当てる(最小二乗)→ 各画素の中心のエッジからの垂直距離 d を出し、幅 1/oversample px の升に 振り分けて平均する。

返り値 {"x": 升の中心の距離 [px] (エッジに垂直), "esf": 升の平均, "count": 升の画素数, "angle_deg": エッジの傾き (行に対する、符号つき), "oversample", "orientation": 使った向き, "edge_x0": ROI の 0 行目でのエッジの位置 [px]}。

★傾きが小さすぎる(画素の位相が升を埋めない)と空の升が出る —— 黙って補間しないで ValueError。 ISO 12233 が 2〜10° 程度の傾きを求めるのはこのため。傾きが 45° を越えるなら orientation が逆。

Raises ValueError: 画像が 2-D の実数でない / NaN・inf / roi が画像の外・空・4 行 × 8 列未満 / oversample が 1〜16 の整数でない / 行の中にエッジ(差分の変化)が無い / 傾きが 45° 以上 / 空の升が出た。

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):

• 単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。
• 文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。
• complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。
• 0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。
• 非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。
• サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。

• 物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-

  m

  が奇数などの不正な Zernike 添字。

詳しい使い方ガイド

• optics_imaging ファミリ ガイド

背景知識ガイド(この op の手前にある物理・規約)

• measurement_uncertainty — 計測の不確かさと校正の知識 — 「測れている」を主張するために
• mv_cameras — 産業用カメラメーカー（センサとの紐付け・ラインスキャン / TDI）
• virtual_machine_vision — 仮想マシンビジョン — パラメータの洗い出しとオブジェクト模型

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)

• poc_pixel_shift — py -3.11 examples/poc_pixel_shift.py
• poc_veiling_glare — py -3.11 examples/poc_veiling_glare.py

型が繋がる次の op(table を入力に取れる)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

同カテゴリ(imaging)

psf_to_mtf · mtf_diffraction · wavefront_stats · sfr_from_edge · mtf50 · veiling_glare_index

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Provenance: edgesfr.py — OPTICS 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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