grating_interf op• Data kinds: images → table
• Call: import fullseye as fs; fs.ledger.grating_step_period_estimate(stack, p_min=None, p_max=None, p_step=0.05, region=None, min_visibility=0.05) (implementation को सीधे call करना हो तो import gratinginterf; gratinginterf.grating_step_period_estimate(stack, p_min=None, p_max=None, p_step=0.05, region=None, min_visibility=0.05), registry से लेना हो तो opsoptics.get("grating_step_period_estimate"))
phase-stepping image stack से 'एक period में कितने steps हैं' (P) का अनुमान, sine fit के residual के न्यूनतम से।
> नीचे का विस्तृत विवरण मूल text में है — सारांश और headings का अनुवाद हो चुका है।
実際の装置では、格子を動かす量の較正のずれや「1 周期の両端を含む走査」で、1 周期のステップ数 P が撮った枚数 N と一致しない。P を間違えると縞の位相・振幅の読みが系統的に狂う(grating_three_image_retrieve の fit_residual_* が大きくなる)。この op は P を p_min..p_max(既定 N − 2 .. N + 2)で p_step 刻みに振り、region の画素で I_k = a + b cos(φ − 2πk/P) をあてた残差の RMS / 平均を、画素について二乗平均した値が最小の P を返す。残差は 9 桁に丸めて比べ、同点は小さい P を取る(argmin が同点で返す位置が、丸めの屑で OS ごとに変わらないように)。
region: (y0, y1, x0, x1) の画素の範囲(試料の無い空気・基準の画素を選ぶ)。None は全画素。
min_visibility: 残差に数える画素の縞の可視度の下限(P = N で一度あてた振幅 / 平均)。格子の欠陥・影・試料の縁など、縞の弱い画素は正弦の残差が雑音だけになって P の判定を薄めるので、数に入れない。
次のときは値を返さずに拒否する(fail-closed):
• N < 5(未知数 3 + P に対して残差の自由度が足りない)
• 可視度が min_visibility 以上の画素が 1 つも無い(縞が無い)
• 最小が探索の範囲の端(本当の最小は外にあるかもしれない)
• 残差の最大 / 最小が 1.1 未満(曲線が平らで P が決まらない。判定の定数で、つまみではない)
返り値 dict: steps_per_period(P)/ n_steps(N)/ p_grid / residual(各 P の残差)/ residual_min / residual_at_n(P = N の残差。N が格子に無ければ None)/ visibility_median (数に入れた画素の)/ n_pixels(数に入れた画素の数)/ resolution(= p_step)。Raises ValueError: 上の拒否、画像列が 3-D でない・NaN/Inf、region が画像の外、p_min ≥ p_max、p_step ≤ 0、格子が 2000 点を超える。
optics के सभी ops गणना से पहले input की जाँच करते हैं (कुछ भी चुपचाप पास नहीं होता):
• Unit argument के नाम में ही लिखी होती है — _mm / _um / _deg / _mrad। mm और µm की गड़बड़ी crash नहीं करती, बल्कि "सही दिखने वाला पर गलत उत्तर" देती है, इसलिए नाम से इसे रोका जाता है। मान के आकार से unit का अनुमान बिल्कुल नहीं लगाया जाता।
• String से ValueError — float('50') सफल हो जाता है, इसलिए बिना parse किया config value length के रूप में निकल जाता (मापा गया: thin_lens('50', '200') सही दिखने वाला 66.667 mm लौटा रहा था)। bool को भी True == 1 वाले implicit promotion के रूप में अस्वीकार किया जाता है।
• complex / masked array से ValueError (केवल real-valued slots; imaginary part को चुपचाप छोड़ना या mask हटाना अस्वीकार)। हर input पर NaN/Inf से ValueError।
• शून्य से भाग और उससे जुड़े मामलों को नाम लेकर अस्वीकार किया जाता है: focal length 0, radius of curvature 0, refractive index <= 0, पूरी तरह opaque aperture (सब 0, इसलिए normalisation 0/0), ऐसा PSF जिसका योग <= 0 हो, S0 = 0 वाला Stokes vector, और front focal point पर रखा object (image अनंत पर)।
• केवल 2 ops non-finite value लौटाते हैं, और वह भी contract के रूप में लिखा हुआ: depth_of_field hyperfocal distance से आगे far_mm = inf (hyperfocal distance की परिभाषा यही है) और gaussian_beam waist पर wavefront_radius_mm = inf (plane wavefront की radius of curvature)। दोनों साथ में एक finite साथी (far_is_infinite / curvature_per_mm) भी लौटाते हैं। इसके अलावा कोई भी चुपचाप आया NaN/Inf अंदर ही पकड़ा जाता है और ValueError देता है — "float64 overflow हुआ" और "उत्तर अनंत है" अलग-अलग दावे हैं, इसलिए पहले को दूसरे का चेहरा पहनाकर नहीं लौटाया जाता।
• Size की सीमा: generate होने वाले grid के लिए optics.MAX_GRID (4096), दिए गए field/PSF/aperture के लिए optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD element chain के लिए optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike के लिए MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25)। छोटे argument से बहुत बड़ा internal allocation होने वाले रास्तों (मापा गया: n_max=40 × 4096² पर 108 GB) को fail-closed ढंग से बंद किया गया है।
• भौतिक रूप से असंभव states भी अस्वीकार: degree of polarisation > 1 वाला Stokes vector, ऋणात्मक transmittance, ऋणात्मक intensity, और n-|m| odd जैसे अमान्य Zernike indices।
• Sample data catalog (DL URL / license) — 2-D के लिए skimage.data (BSD/public) + synthetic, 3-D के लिए real data sources (Stanford/PDS आदि) के DL URL।
• Operators का स्रोत और संदर्भ — इस op family के मूल research/methods के स्रोत।
• Algorithm का मानक स्रोत (लेखक, वर्ष) और उपयोग ऊपर की family usage guide में दिए गए हैं।
• grating_interferometry — py -3.11 examples/grating_interferometry.py
• poc_grating_interferometry — py -3.11 examples/poc_grating_interferometry.py
table को input के रूप में लेते हैं)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
grating_interf)talbot_grating_design · grating_stepping_simulate · grating_three_image_retrieve · darkfield_scatter_relation · talbot_carpet · talbot_source_visibility · dpc_integrate
*Provenance: gratinginterf.py — OPTICS operator registry. यह per-op note tools/opdocs.py md से अपने-आप generate होता है (हाथ से edit न करें)।*
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