aperture_photometry — ASTROSTACK `photometry` op

• Datenarten: image2d × keypoints → table

• Aufruf: import astrostack; astrostack.aperture_photometry(image, centers, r_aperture=5.0, r_inner=8.0, r_outer=12.0, read_sigma=0.0, gain=1.0, supersample=8) (oder opsastrostack.get("aperture_photometry"))

Verwendung

Photometrie mit kreisförmiger Apertur und Ringhintergrund (klassische CCD-Photometrie).

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

開口内の画素は副画素で重み付けする(`supersample^2` 点の標本化)ので、

半径が整数でなくても面積が階段状に飛ばない。背景は `r_inner〜r_outer`

の環の中央値(隣の星が環に入っても引きずられない)。

フラックスは `sum(w * (I - background))`、S/N は古典的な CCD 方程式

(Merline & Howell, *Exp. Astron.* 6, 163 (1995); Howell, *Handbook of CCD

Astronomy*)::

SNR = F / sqrt(F/gain + A*(B/gain + read_sigma^2))

ここで `A は開口の実効画素数、B は背景レベル。read_sigma=0` かつ

`gain=1 なら純 Poisson の F/sqrt(F + A*B)` に落ちる。

Returns 各星 1 つの dict の `list(table 語彙)。キーは row` /

`col / flux / background(1 画素あたり)/ area_px`(開口の実効

画素数)/ `n_annulus / snr / flux_error / mag_instrumental`

(`-2.5 log10(flux)、フラックスが非正なら nan`)。

Ground truth it reproduces(`tests/test_astrostack.py`): ノイズ無しの

ガウシアン星(フラックス 10000 e-)に対して、半径 `r` の開口が拾う割合は

`1 - exp(-r^2/(2 sigma^2))`。開口を広げれば厳密に一致する ——

`r = 8 sigma` では sigma = 1.0 / 1.5 / 2.0 / 3.0 のどれでも

測定 10000.00000、誤差 -0.0000 %。

小さい開口には系統的な負のずれが残る、という正直な話。 `r = 3 sigma`

では実測が理論を下回る::

sigma = 1.0 -> 9798.57 / 9888.91 = -0.914 %

sigma = 1.5 -> 9850.70 / 9888.91 = -0.386 %

sigma = 2.0 -> 9868.61 / 9888.91 = -0.205 %

sigma = 3.0 -> 9879.86 / 9888.91 = -0.092 %

これはバグではなく画素化そのもの。閉形式は連続なガウシアンを円で積分した

値だが、こちらは「画素の総フラックス × 円に入る面積の割合」を足している。

開口の縁にある画素では、円の内側(中心寄り)の方が実際には明るいので、

画素平均で代表すると必ず少なく出る。誤差が `sigma` の 2 乗に反比例

して減る(1.0→3.0 で 10 倍)のがその証拠で、標本化が良くなるほど画素平均と

真の分布の差が縮む。開口を広げれば縁の画素の寄与自体が消えるので誤差も消える。

`supersample は**円の面積**の離散化だけを直す(実測: r=4.5` で

`pi r^2 に対し相対 1.6e-3、r=3` で 2.5e-4)。上のずれとは別の話で、

上げても縁の画素平均の偏りは消えない。

Raises `ValueError: 半径の順序が `0 < r_aperture <= r_inner <

r_outer`` でない / *supersample* が 1 未満 / *gain* が非正 /

*centers* が `(N, 2)` でない場合。

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)

• astro_stacking — py -3.11 examples/astro_stacking.py

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

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Gleiche Kategorie (`photometry`)

star_detect · psf_fit

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

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