fullseye

oct_bscan_boundaries — OPTICS `oct` op

データ種: image2d → table
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.oct_bscan_boundaries(image, n_boundaries=2, um_per_px=1.0, n_group=None, min_gap_px=4, max_jump_px=2, jump_penalty=0.0, smooth_sigma=1.0, mode='peak', top_px=None, bottom_px=None, reference_rows=None, offset_px=None) (実装を直接呼ぶなら import octscan; octscan.oct_bscan_boundaries(image, n_boundaries=2, um_per_px=1.0, n_group=None, min_gap_px=4, max_jump_px=2, jump_penalty=0.0, smooth_sigma=1.0, mode='peak', top_px=None, bottom_px=None, reference_rows=None, offset_px=None)、台帳から引くなら opsoptics.get("oct_bscan_boundaries"))

使い方

B スキャンの画像から界面を横に辿る(image2d → table)。装置の出力の図にも使える。

各界面 = 列ごとに 1 行を選ぶ道で、隣の列との行の差 ≤ max_jump_px、費用 = −(明るさの z 値)の和 + jump_penalty × |行の差| が最小のもの(動的計画法。網膜の層分割の Chiu ら 2010、塗膜の Dong ら 2016 と同じ「最短路」の考え方の 1 本ずつ版)。mode="peak" は明るさ(界面は明るい線)、"edge" は下向きの明るさの増え方(暗 → 明、散乱の多い層の上の面)。見つけた道の上下 min_gap_px は次の道で使わない。探す範囲: top_px / bottom_px(数か列ごとの (W,))、または reference_rows(既に見つけた面、例えば表面)からの相対 offset_px = (下限, 上限)。★相対で探すと、面と平行な界面に罰が掛からず、表面の傾きに従わない平らな線 —— 自己相関のアーチファクト(層の光学厚の深さに水平に出る)—— は jump_penalty で不利になる。行は明るさの放物線で行以下に詰める。

厚さ = 隣の界面の行の差 × um_per_px(縦の 1 画素の µm、光路)÷ n_group(層ごと、None なら光学厚)。 reference_rows を渡したときは、それを 1 本目の界面として行の表に含める。返り値: dict(kind=”oct_boundaries”, rows (n, W)、thickness_um (n − 1, W)、mean_um、std_um、contrast)。画像が平ら・範囲が狭すぎて道が置けないときは拒否。

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-

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_industrial_oct — py -3.11 examples/poc_industrial_oct.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(`oct`)

oct_design · oct_dispersion_broadening · oct_interferogram · oct_bscan_simulate · oct_from_spectra · oct_k_linearize · oct_dispersion_estimate · oct_dispersion_compensate

Provenance: octscan.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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