fullseye

moire_phase — OPTICS moire_align op

• データ種: image2d → table
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.moire_phase(image, period_px=None, axis=1, region=None, window='hann', method='lockin') (実装を直接呼ぶなら import moirealign; moirealign.moire_phase(image, period_px=None, axis=1, region=None, window='hann', method='lockin')、台帳から引くなら opsoptics.get("moire_phase"))

使い方

縞の位相(像の原点 x = 0 を基準)、振幅、縞の本数を読む。

method="lockin": 区画を縞に沿って平均した 1 次元の輪郭に、既知の周期 period_px の (1, cos, sin) を窓の重みで 最小二乗に当てる(複素復調 Σ w(x) p(x) e^{−i2πx/P} と同じ量を、縞の本数が整数でないときの負の周波数の漏れまで 含めて解いたもの。正弦 1 本 + 直流なら厳密)。窓 "hann" は照明むら・高調波の漏れを抑えるが、雑音の分散は 一様窓の約 1.5 倍(moire_phase_crlb に同じ係数)。window="none" は白色雑音だけなら最良。 method="fft": Takeda ら(1982)の FFT 法 —— complexops.cx_fft の側帯域だけを残して逆変換し、位相の地図を complexops.phase_unwrap で繋ぐ。地図の傾きから周期を測り直す(period_fit_px、倍率や回転の誤差が見える)。 period_px を省くと輪郭の FFT の山を放物線で補間して推定する(period_estimated = True)。

region = (r0, r1, c0, c1)(省略で全面)、axis = 1 は縞が x に並ぶ(線は縦)、0 は y に並ぶ。 返り値: dict(phase_rad(−π..π)、amplitude(縞の余弦の振幅)、mean、n_fringes、period_px、period_estimated、 fft のときは period_fit_px と phase_map も)。 Raises ValueError: 2 次元でない・NaN/Inf、period_px < 2(ナイキスト超え)、区画に縞が 1 周期未満、 区画が空、綴り違い。

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

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_moire_alignment — py -3.11 examples/poc_moire_alignment.py
• poc_moire_screen — py -3.11 examples/poc_moire_screen.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(moire_align)

moire_magnification · moire_talbot_gap · moire_overlay_image · moire_phase_to_shift · moire_differential_shift · moire_mark_read · moire_phase_crlb

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Provenance: moirealign.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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