edge_spread — OPTICS `imaging` op

• Datenarten: image2d → table

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.edge_spread(img, roi, *, oversample=4, orientation='auto') (die Implementierung direkt: import edgesfr; edgesfr.edge_spread(img, roi, *, oversample=4, orientation='auto'); aus dem Register: opsoptics.get("edge_spread"))

Verwendung

> Für diesen Operator gibt es noch keine Übersetzung. Es folgt der Originaltext unverändert.

傾いたエッジ(ISO 12233)の ROI から、画素より細かい ESF を作る。

手順: ROI を「エッジが行を横切る」向きにそろえる(`orientation="auto"` は列方向と行方向の勾配の大きさで決める、

`"vertical" = エッジが縦に走る / "horizontal"` = 横に走る)→ 行ごとに 1 階差分の重心でエッジの位置を出す →

位置を行番号に直線で当てる(最小二乗)→ 各画素の中心のエッジからの垂直距離 d を出し、幅 1/oversample px の升に

振り分けて平均する。

返り値 ``{"x": 升の中心の距離 [px] (エッジに垂直), "esf": 升の平均, "count": 升の画素数, "angle_deg": エッジの傾き

(行に対する、符号つき), "oversample", "orientation": 使った向き, "edge_x0": ROI の 0 行目でのエッジの位置 [px]}``。

★傾きが小さすぎる(画素の位相が升を埋めない)と空の升が出る —— 黙って補間しないで `ValueError`。

ISO 12233 が 2〜10° 程度の傾きを求めるのはこのため。傾きが 45° を越えるなら `orientation` が逆。

Raises `ValueError`: 画像が 2-D の実数でない / NaN・inf / roi が画像の外・空・4 行 × 8 列未満 /

oversample が 1〜16 の整数でない / 行の中にエッジ(差分の変化)が無い / 傾きが 45° 以上 / 空の升が出た。

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):

• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.

• **Strings lösen ValueError aus** — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.

• **complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.**

• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).

• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). **Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus** — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.

• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).

• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie optics_imaging

Hintergrundwissen (Physik und Konventionen hinter diesem Operator)

• measurement_uncertainty — 計測の不確かさと校正の知識 — 「測れている」を主張するために

• mv_cameras — 産業用カメラメーカー（センサとの紐付け・ラインスキャン / TDI）

• virtual_machine_vision — 仮想マシンビジョン — パラメータの洗い出しとオブジェクト模型

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)

• poc_veiling_glare — py -3.11 examples/poc_veiling_glare.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `table` als Eingabe)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

Gleiche Kategorie (`imaging`)

psf_to_mtf · mtf_diffraction · wavefront_stats · sfr_from_edge · mtf50 · veiling_glare_index

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

edge_spread — OPTICS imaging op