light_section op• データ種: image2d → table
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.laser_line_center_centroid(image, min_peak_rel=0.1, half_window=None, background=0.0, clip_negative=True) (実装を直接呼ぶなら import lightsection; lightsection.laser_line_center_centroid(image, min_peak_rel=0.1, half_window=None, background=0.0, clip_negative=True)、台帳から引くなら opsoptics.get("laser_line_center_centroid"))
• GPU: なし(CPU 参照実装のみ)
Sub-pixel centre of a bright laser line in every column by the intensity centroid (table).
列ごとに最大の行 p を探し、[p − half_window, p + half_window](None = 列全体)の輝度から background を引いて負を 0 にした重みの重心を返す。最大値が画像全体の最大の min_peak_rel 倍以下の列は valid=False(row は NaN)。
For each column the peak row p is found, and the centroid of max(I − background, 0) over [p − half_window, p + half_window] (None = the whole column) is returned. Columns whose peak is at most min_peak_rel × the image maximum are marked valid=False (row NaN). clip_negative=False keeps negative weights (zero-mean noise stays zero-mean: the estimator is then linear in the noise, which is what light_section_uncertainty_budget's read-noise term assumes). Pixel-centre convention of camera: row r is the coordinate v = r exactly.
Returns {"kind": "laser_line_centers", "method": "centroid", "col", "row", "valid", "peak", "n_valid", "saturated", "truncated"}. Ground truth: a symmetric line profile has its centroid at the true centre; the centroid of a column-binned image equals that of the unbinned one (tests/test_lightsection.py). ★Limits: the centroid is biased toward the window's centre when the window cuts an off-centre profile, and a background left in the weights pulls it toward the column's middle.
★Saturation: the "peak" is the plateau of rows within 1e-9 of the column maximum that is connected to the first maximum; the window is [lo − half_window, hi + half_window] around that plateau (one row for an unclipped line: the same as before). A clipped, flat-topped line used to be windowed at the plateau's first row (−6.7 px at 20× over full scale, still valid). saturated marks the columns whose plateau has ≥ 3 rows, or ≥ 2 rows at the image's maximum (the ceiling); only those columns get the plateau window, every other column is windowed at its first maximum exactly as before (bit for bit). Two equal rows below the ceiling are common in quantised, unclipped lines (uint8, σ 3 px: 6 % of the columns at a peak of 200, 15 % at 60) and are not a plateau. The result in a saturated column is a centroid of clipped data, so treat it as degraded. ★Not detected: a plateau broken by a dip (dark-frame or flat-field correction after clipping leaves 1 LSB dips) — the plateau ends at the dip and the window shifts toward it again (measured 3.5 px, gauss 3.2 px, valid; 5.6 px before the plateau window); pass uncorrected data or clip it back to the ceiling first. truncated marks the columns whose weight at either end of the window (or of the image) is still ≥ max(min_peak_rel, 1e-3) × the column's peak weight — the profile was cut, so the centroid is pulled toward the window's middle (measured: σ 2 px, true 0.4 → 1.48). valid is not changed by either flag.
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_3d_sensor_modalities — py -3.11 examples/poc_3d_sensor_modalities.py
• poc_weld_bead_profile — py -3.11 examples/poc_weld_bead_profile.py
table を入力に取れる)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
light_section)laser_line_center_gauss · laser_line_center_steger · light_section_rig · light_section_targets · light_section_render · light_plane_calibrate · light_section_profile · light_section_scan
*Provenance: lightsection.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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