fullseye

pixel_shift_merge — OPTICS `pixelshift` op

データ種: video × matrix → rgbimage
呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.pixel_shift_merge(frames, shifts, pattern='RGGB', scale=1, motion_threshold=0.0, noise_sigma=0.0) (実装を直接呼ぶなら import pixelshift; pixelshift.pixel_shift_merge(frames, shifts, pattern='RGGB', scale=1, motion_threshold=0.0, noise_sigma=0.0)、台帳から引くなら opsoptics.get("pixel_shift_merge"))

使い方

ピクセルシフトの枚を、公称のシフトで格子へ振り分けて合わせる。補間はしない(同じ格子点の標本の平均だけ)。

frames: (N, H, W) の生の画像(:func:pixel_shift_capture の返り値、Bayer か白黒)。 shifts: (N, 2) の公称のシフト(:func:pixel_shift_pattern を error_px=0 で)。1/scale 画素の格子に乗っていなければ拒否する(任意のずれは astrostack.drizzle_resample)。 pattern: Bayer の並び(None = 白黒)。 scale: 1 = 同じ格子(1 画素シフト 4 枚 → 各画素に R・G・B)、2 = 半画素の格子(half4 / 16shot)。 motion_threshold: > 0 なら :func:pixel_shift_motion_mask で動いた格子点を見つけ、そこ(と 8 近傍)だけをシフト (0, 0) の 1 枚から作った像(Bayer は gfx2d.raw_demosaic_bilinear)に差し戻す —— 動いた所は「ピクセルシフトしなかった」画質に戻るが、櫛状の破綻は消える。0 なら差し戻さない。 noise_sigma: 動き検出の雑音 σ(0 = 推定)。

返り値: (H·scale, W·scale, 3)(Bayer)/ (H·scale, W·scale)(白黒)の float64。

端の扱い: シフトのぶん、格子の端(最大シフトの幅)にはどの枚の標本も来ない色がある。そこは (0, 0) の 1 枚から作った像で埋める(黙って 0 にしない)。内側に標本の来ない格子点・色があれば(例: 1 画素シフト 4 枚を scale=2 で合わせる、2 枚だけの Bayer)、このシフト列では格子を埋められないので ValueError。

Raises ValueError: frames・shifts の形・非有限 / 格子に乗らないシフト / scale が 1〜4 でない / 内側の格子点に標本の来ない色がある / motion_threshold > 0 なのにシフト (0, 0) の枚が無い・動きを検出できない。

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-

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_pixel_shift — py -3.11 examples/poc_pixel_shift.py

型が繋がる次の op(`rgbimage` を入力に取れる)

clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture · pixel_shift_capture · false_color_metric

同カテゴリ(`pixelshift`)

pixel_shift_pattern · pixel_shift_capture · pixel_shift_motion_mask · false_color_metric · pixel_shift_resolution_budget

Provenance: pixelshift.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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