photon_statistics — PHOTON counting op

Datenarten: image2dtable

Aufruf: import photoncount; photoncount.photon_statistics(counts) (oder opsphoton.get("photon_statistics"))

Verwendung

Poisson-Statistik eines Photonenzählbildes: ist es wirklich schrotrauschbegrenzt?

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

Returns a dict: `mean · variance (population, ddof=0`) ·

`fano_factor = variance / mean` (1 for a Poisson process) ·

`snr_poisson = sqrt(mean)` (the theoretical photon-limited SNR) ·

`snr_measured = mean / std` (what this frame actually achieved) ·

`total_counts · n_samples · zero_fraction` (the fraction of pixels

that saw no photon at all — the honest measure of "photon starved";

`exp(-lambda) for a flat field) · max_counts`.

The Fano factor is evidence of Poisson statistics only on a flat field.

On a structured scene the scene's own spatial variance dominates and the

ratio is large and meaningless — this op computes the number, it cannot tell

you which situation you are in. Measured on the test scenes: a flat

`lambda = 100` field (512x512, seed 0) gives 1.001089; the same detector

looking at a linear ramp from 20 to 180 photons gives 22.4102. Both are

"correct" and only one of them means anything.

Raises `ValueError`: negative, non-finite or non-2-D *counts*, fewer

than 2 pixels (no variance), an all-zero frame (`fano_factor` would be

`0/0` — say "no photons were detected" instead of returning NaN), and a

frame with exactly zero variance (`snr_measured would be inf`; for

`n >= 2` a constant frame is not a Poisson realisation but a synthetic

constant, i.e. an input mistake).

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

Leitfaden zur Familie photon_timeresolved

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

photon_timeresolvedpy -3.11 examples/photon_timeresolved.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen table als Eingabe)

Gleiche Kategorie (counting)

photon_sample · photon_uncertainty


*Provenance: photoncount.py — PHOTON Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

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