hdr op• データ種: images → image2d
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.hdr_merge(images, exposures, response=None, weight='hat', saturation_margin=1, dark_level=None) (実装を直接呼ぶなら import hdrfusion; hdrfusion.hdr_merge(images, exposures, response=None, weight='hat', saturation_margin=1, dark_level=None)、台帳から引くなら opsoptics.get("hdr_merge"))
• GPU: なし(CPU 参照実装のみ)
Merge an exposure series into a relative radiance map (image2d).
各露出の段 Z を逆応答 X(Z) で露光量に戻し、X / t を重みつきで合成する:
• weight="hat" / "gaussian": Debevec の対数の重み平均 ln E = Σ w(Z)(ln X(Z) − ln t) / Σ w(Z)(X ≤ 0 の段は重み 0)。
• weight="hat_time": 三角の重みに露出時間 t を掛ける。散弾雑音が支配するとき Var(ln X_j) ≈ 1/(η L t_j) なので、t に比例する重みが対数の推定の逆分散の重み(短い露出の暗い段の雑音を持ち込まない。暗部の傷の CNR が 4 倍、PoC で実測)。
• weight="linear": 光子数の和 E = Σ X / Σ t(飽和と Z ≥ L−1−margin を除く全露出、暗部の負の値も含む)。線形のセンサでは散弾雑音の最尤で、暗部も偏らない。
どの露出でも有効でない画素(全部で飽和 / 全部で真っ暗)は、最短(飽和)/ 最長(真っ暗)の露出 1 枚の値で埋める(下限 / 上限の推定 —— NaN を返さない約束。hdr_dynamic_range はここで測れる上限を数える)。response=None は「段 = 露光量」の線形(オフセット 0)。そのときの段数 L は float と uint8 で 256、それ以外の整数 dtype(uint16 に入った 12 bit のセンサ値など、満の値が dtype から決まらないもの)は系列の最大値 + 1 ―― つまり系列で最も明るい段を飽和とみなす。満の値が分かっているなら camera_response_* の応答表(levels)を渡すこと。三角の重みは [dark_level, L−1] に張る(既定 = 逆応答が初めて正になる段。暗いときのオフセットを持つセンサで、オフセットのすぐ上の雑音だらけの段に重みを与えないため)。
Returns radiance in inverse-units per exposure-time unit (relative: Debevec/Robertson fix only the scale g(mid) = 0). ★Assumes a static scene and registered frames.
optics の全 op は入力を検証してから計算する(黙って通さない):
• 単位は引数名に埋め込む — _mm / _um / _deg / _mrad。mm と µm の取り違えは crash ではなく「もっともらしく間違った答え」なので、名前で防ぐ。大きさから単位を推測する処理は一切しない。
• 文字列は ValueError — float('50') は成功してしまうため、未パースの設定値が長さとして通り抜ける(実測: thin_lens('50', '200') がもっともらしい 66.667 mm を返していた)。bool も True == 1 の暗黙昇格として拒否。
• complex / masked array は ValueError(実数枠のみ。虚部の無言切り捨て・マスク剥がしを拒否)。NaN/Inf は全入力で ValueError。ただし宣言された欠測を除く: bottle_fit_from_pattern の u_map は測れなかった画素を NaN で受け取る(∞ は拒否)。
• 0 除算とその親戚を名指しで拒否: 焦点距離 0・曲率半径 0・屈折率 <= 0・不透明な開口(全 0 なので正規化が 0/0)・総和 <= 0 の PSF・S0 = 0 の Stokes ベクトル・物体が前側焦点にある(像が無限遠)。
• 非有限を返すのは 2 op だけ、しかも契約として明記: depth_of_field の過焦点距離以遠の far_mm = inf(それが過焦点距離の定義)と gaussian_beam のウエストでの wavefront_radius_mm = inf(平面波面の曲率半径)。どちらも有限の相棒(far_is_infinite / curvature_per_mm)を併せて返す。それ以外の無言 NaN/Inf は内部で検出して ValueError —「float64 が溢れた」と「答えが無限大」は別の主張なので、後者の顔で前者を返さない。ただし宣言された欠測を除く: bottle_background_map は光線が使えない画素(全反射など)の u_mm を NaN で返し、valid マスクと本数を併せて返す。
• サイズ上限: 生成格子は optics.MAX_GRID(4096)、供給された場/PSF/開口は optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24)、ABCD 素子列は optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024)、Zernike は MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。小さな引数から巨大な内部確保が起きる経路(実測: n_max=40 × 4096² で 108 GB)を fail-closed で塞ぐ。
• 物理的に不可能な状態も拒否: 偏光度 > 1 の Stokes ベクトル、負の透過率、負の強度、n-|m| が奇数などの不正な Zernike 添字。
• サンプルデータ カタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。
• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。
• アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。
• poc_hdr_glossy_metal_inspection — py -3.11 examples/poc_hdr_glossy_metal_inspection.py
image2d を入力に取れる)fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · encircled_energy · ensquared_energy · energy_radii · mtf_tangential_sagittal
hdr)camera_response_debevec · camera_response_robertson · camera_response_linear · exposure_fusion_mertens · hdr_exposure_series_simulate · hdr_radiance_error · hdr_dynamic_range
*Provenance: hdrfusion.py — OPTICS operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*
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