fullseye

fill_level_from_image — OPTICS watervision op

• データ種: image2d → table
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.fill_level_from_image(image, pixel_pitch_um, method='edge') -> 'dict' (実装を直接呼ぶなら import watervision; watervision.fill_level_from_image(image, pixel_pitch_um, method='edge') -> 'dict'、台帳から引くなら opsoptics.get("fill_level_from_image"))

使い方

The fill line measured from a side-view bottle image -> dict (level in mm above the bottom row, row, confidence).

The row means of the image make a profile down the bottle. method="edge": the fill line is the row boundary with the strongest step of that profile (the largest absolute difference of neighbouring rows). method="brightness": the profile is split in two constant levels at the boundary that leaves the least squared error (a piecewise-constant fit), which does not depend on one sharp difference. Rows are counted from the top; the bottom row of the image is taken as the base of the bottle (as :func:bottle_image renders it), so level_mm = (rows below the boundary) * pitch. The first liquid row is row and the step is the difference of the two levels (negative when the liquid is darker). confidence is |step| / (|step| + 2 sigma) with sigma the spread of the profile about its two levels (about 1 for a clean image, small when the profile is noise). An image that is constant, or whose row profile has no step above 1e-9 of its mean, is refused: there is no fill line to measure (an empty or a full bottle has none). Non-finite images are refused.

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_water_inspection_images — py -3.11 examples/poc_water_inspection_images.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(watervision)

caustic_irradiance · bottle_image · wet_surface_appearance · wet_dry_inspection_pair · underwater_inspection_image · caustic_floor_segmentation

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Provenance: watervision.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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