fpm op• 데이터 종류: table → table
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.fp_reconstruct(stack, upsample=None, n_iter=200, pupil_update=True, pupil_start=2, alpha=1.0, beta=1.0, led_correction=False, led_start=3, stall_tol=0.01, stall_window=10, agree_tol=0.08, starts=2, margin_px=None, intensity_correction=False, pupil_degree=4, on_fail='raise')(구현을 직접 호출하려면 import fourierptycho; fourierptycho.fp_reconstruct(stack, upsample=None, n_iter=200, pupil_update=True, pupil_start=2, alpha=1.0, beta=1.0, led_correction=False, led_start=3, stall_tol=0.01, stall_window=10, agree_tol=0.08, starts=2, margin_px=None, intensity_correction=False, pupil_degree=4, on_fail='raise'), 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("fp_reconstruct"))
• GPU: 없음(CPU 참조 구현만)
저해상도 영상의 묶음에서 고해상도의 진폭과 위상을 되돌린다(table, kind="fp_result"). 수렴하지 않으면 거부한다.
순차 위상 복원(Ou 등 2014의 EPRY, ePIE와 같은 형태): 조명 NA가 작은 순으로 한 장씩, 추정한 저해상도 장의진폭을 측정한 진폭으로 바꾸고, 그 차이로 물체 스펙트럼을 alpha, 동공을 beta의 보폭으로 고친다(동공은 pupil_start번째부터, 원 밖은 0으로 유지).
• pupil_degree(기본값 4): 동공 위상의 갱신을 원 위에서 직교화한 2–4차 다항식(12개. 디포커스·비점· 코마·구면 등 저차 수차)으로 사영하고, 진폭은 1로 유지한다. None은 화소마다 자유로운 EPRY(원 논문의 형태) —— ★자유로운 동공은 잡음을 흡수해 잔차가 계속 내려가고 정체하지 않는다(32화소·25장의 합성에서 200회 후에도 10회당 1 % 초과).
• upsample: 고해상도 격자의 배율. None이면 조명 NA가 들어가고 화소가 λ/(2 NA_syn) 이하가 되는 최소 정수.
• led_correction: led_start번째부터, 상마다 동공의 중심을 ±1화소의 9가지로 시험해 잔차의 최소를 취하고(동점은 반올림한 값으로 비교하며, 후보 선언 순서에서 앞선 것), 이어서 표의 led_xyz_mm에 LED 어레이의 기하(어긋남 x·y, 회전, 높이)를 최소제곱으로 맞추고, 중심을 그 예측으로 다시 놓는다(Sun 등 2016의 담금질 기법을 결정적인국소 탐색으로 바꾼 것).
• intensity_correction: 3번째부터 상마다의 밝기 비를 추정의 평균에 맞춘다(LED의 밝기를 알 수 없는실제 데이터용). 조명 NA가 최소인 상은 기준으로서 움직이지 않는다 —— ★전부를 움직이면, 추정이 밝아지면 측정한 상도다시 밝게 하는 양의 되먹임이 되어, 실제 데이터에서 잔차가 200회에 2만 배로 발산했다(동공을 다항식에 사영했을 때).
• 수렴: 진폭의 상대 잔차의 부동점 이고 동시에 초기값이 다른 2개(starts=2)가 agree_tol 이내로 일치. 잔차가 내려가지 않음·횟수 소진·2개가 다른 답에 도달, 중 어느 것이든 "수렴하지 않음". on_fail="raise"(기본값)는 FPNotConvergedError(MetricContractError, record에 기록), "record"는 기록을 반환한다(converged=False).
• starts=1은 유일성의 게이트를 거치지 않는다(정체만으로 converged=True가 될 수 있다): uniqueness_checked가 False가되고, reason에 "uniqueness not checked"를 덧붙인다.
• 잔차의 상한: 수렴 판정은 잔차의 변화만 본다. 마지막 잔차가 RESIDUAL_WARN(0.1)을 넘으면 residual_warning=True로 하고 reason에 경고를 덧붙인다(판정은 바꾸지 않는다). 합성 데이터 실측: 수렴한 복원은 0.004〜0.03 (rms 0.12 파의 수차 포함), 조명 k와 무관한 난수 상은 초기값 1개로 0.17에서 정체.
반환값: dict(kind="fp_result", converged, reason, n_iter, residual, residual_history, residual_history_starts, step_history(한 바퀴마다 물체 스펙트럼의 상대 변화), start_disagreement, field_second_start, amplitude, phase, field, pupil, pupil_support, na_synthetic (= NA_obj + 사용한 조명 NA의 최대, 대각선 LED 포함), na_synthetic_axis(x·y 방향 코사인의 최대로 취한 값 = 축을따라 놓인 막대의 분해를 결정하는 값), pixel_um, upsample, margin_px, led_centres, led_geometry, intensity_scale, uniqueness_checked, residual_warning, residual_ceiling).
Raises: ValueError(표가 빠져 있음·값이 범위 밖, 상의 에너지가 0(노출로 나눈 뒤, 가장자리를 뺀 전체 상의 합), LED 보정으로 맞춘 기하가 동공의 중심을 고해상도 격자 밖에 두었음).
optics 의 모든 연산자는 입력을 검증한 뒤에 계산합니다(조용히 통과시키지 않습니다):
• 단위는 인자 이름에 넣습니다 — _mm / _um / _deg / _mrad. mm 와 µm 를 혼동하면 crash 가 아니라 「그럴듯하게 틀린 답」이 나오므로 이름으로 막습니다. 크기로 단위를 추측하는 처리는 일절 하지 않습니다.
• 문자열은 ValueError —— float('50') 은 성공하므로 파싱되지 않은 설정값이 길이로 통과해 버립니다(실측: thin_lens('50', '200') 이 그럴듯한 66.667 mm 를 돌려주고 있었습니다). bool 도 True == 1 의 암묵 승격으로 보고 거부합니다.
• complex / masked array 는 ValueError(실수 슬롯만. 허수부의 무언 절삭·마스크 벗기기를 거부).NaN/Inf 는 모든 입력에서 ValueError.단, 선언된 결측은 예외: bottle_fit_from_pattern 의 u_map 은 측정하지 못한 픽셀을 NaN 으로 받습니다(∞ 는 여전히 거부).
• 0 나눗셈과 그 친척들을 이름을 들어 거부: 초점거리 0, 곡률반경 0, 굴절률 <= 0, 불투명한 조리개(전부 0 이라 정규화가 0/0), 총합 <= 0 인 PSF, S0 = 0 인 스토크스 벡터, 물체가 앞쪽 초점에 있는 경우(상이 무한대).
• 비유한 값을 돌려주는 것은 2 개 연산자뿐이며, 둘 다 계약으로 명시: depth_of_field 의 과초점거리 너머 far_mm = inf(그것이 과초점거리의 정의)와 gaussian_beam 의 허리에서의 wavefront_radius_mm = inf(평면 파면의 곡률반경). 둘 다 유한한 짝(far_is_infinite / curvature_per_mm)을 함께 돌려줍니다. 그 밖의 무언 NaN/Inf 는 내부에서 검출해 ValueError —— 「float64 가 넘쳤다」와 「답이 무한대다」는 다른 주장이므로, 후자의 얼굴로 전자를 돌려주지 않습니다.단, 선언된 결측은 예외: bottle_background_map 은 광선을 쓸 수 없는 픽셀(전반사 등)의 u_mm 을 NaN 으로 돌려주며, valid 마스크와 개수를 함께 돌려줍니다.
• 크기 상한: 생성 격자는 optics.MAX_GRID(4096), 넘겨받은 필드/PSF/조리개는 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24), ABCD 소자열은 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024), Zernike 는 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25). 작은 인자에서 거대한 내부 할당이 일어나는 경로(실측: n_max=40 × 4096² 로 108 GB)를 fail-closed 로 막습니다.
• 물리적으로 불가능한 상태도 거부: 편광도 > 1 인 스토크스 벡터, 음의 투과율, 음의 강도, n-|m| 이 홀수인 잘못된 Zernike 첨자 등.
• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.
• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.
• 알고리즘의 정전(저자·연도)과 용도는 위의 패밀리 사용 가이드에 적혀 있습니다.
• poc_fourier_ptychography — py -3.11 examples/poc_fourier_ptychography.py
table 를 입력으로 받는 것)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
fpm)fp_design · fp_usaf_target · fp_capture · fp_stack_from_images · fp_element_contrast
*Provenance: fourierptycho.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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