watervision op• 데이터 종류: rgbimage × image2d → table
• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.underwater_inspection_image(scene_albedo, distance_map_m, water_type, light='camera', lamp_power=1.0, camera_distance_m=None, depth_m=2.0, exposure_photons=10000.0, fov_deg=60.0, beam_exponent=6.0) -> 'dict'(구현을 직접 호출하려면 import watervision; watervision.underwater_inspection_image(scene_albedo, distance_map_m, water_type, light='camera', lamp_power=1.0, camera_distance_m=None, depth_m=2.0, exposure_photons=10000.0, fov_deg=60.0, beam_exponent=6.0) -> 'dict', 원장에서 가져오려면 opsoptics.get("underwater_inspection_image"))
• GPU: 없음(CPU 참조 구현만)
선체나 배관 검사 이미지: 카메라 위치의 램프가 물을 통해 벽을 비춘다 -> dict(이미지, 화소별 SNR).
> 아래 상세 설명은 원문입니다 —— 요약과 제목은 번역되어 있습니다.
A thin layer over watermedia.underwater_image (the Akkaynak and Treibitz form: direct signal plus backscatter veil). scene_albedo is (H, W) or (H, W, 3) and distance_map_m (H, W) the camera-to-surface distance (> 0). light="camera": the only light is a lamp at the camera of lamp_power (relative power at 1 m); the wall is lit by lamp_power exp(-c r) / r^2 (beam attenuation c of the water at 0.61 / 0.54 / 0.465 um), reflects its albedo and the return path attenuates with Kd. The lamp also lights the water in front of the lens: the veil of the water type's single-scattering backscatter grows as 1 - exp(-Kd r) and is weighted by the lamp's beam pattern, cos(theta)^beam_exponent with theta the angle of the pixel from the axis (fov_deg across the width): strongest in the centre, where the lamp and the camera look at the same water. A baseline between lamp and camera, camera_distance_m (default
None: the lamp is at the camera), reduces the overlap of the lit and the seen water by 1 / (1 + (baseline / r)^2). light="ambient": daylight at depth_m and a veil of the daylight, uniform over the image (lamp_power is not used). light="both": the lamp and the daylight together (the signals and the veils add).
snr = sqrt(N) direct / sqrt(direct + backscatter + 1e-12) is the shot-noise limited signal to noise of the direct signal against its own shot noise and the shot noise of the veil (N = exposure_photons per unit radiance): it falls with distance because the direct term falls and the veil grows. snr_clear is the same expression for water that does not attenuate or scatter (equal to snr as the distance tends to 0). The table has image (H, W, 3), direct, backscatter, snr, snr_clear, snr_mean (over the three bands), veil_profile (H, W), transmission, beam_attenuation_c, kd, water_type and light. A zero or negative distance, an albedo outside [0, 1], an unknown water type and a bad light are refused.
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.
• 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.
• 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_water_inspection_images — py -3.11 examples/poc_water_inspection_images.py
table 를 입력으로 받는 것)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
watervision)caustic_irradiance · bottle_image · fill_level_from_image · wet_surface_appearance · wet_dry_inspection_pair · caustic_floor_segmentation
*Provenance: watervision.py — OPTICS 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*
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