sensorgeneral op• 数据种类:signal × signal × signal → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.emva_general_sensitivity(mu_p, mu_y, var_y, mu_y_dark, var_y_dark, mu_p_sat, n_intervals=8)(要直接调用实现,import sensorgeneral; sensorgeneral.emva_general_sensitivity(mu_p, mu_y, var_y, mu_y_dark, var_y_dark, mu_p_sat, n_intervals=8);从台账取用则 opsoptics.get("emva_general_sensitivity"))
特性曲线、输入 SNR、绝对灵敏度阈值、DR 与以光子为单位的暗噪声(General 2.1〜2.4、6.6〜6.8 节)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
*mu_p*: 露光段ごとの画素あたりの平均光子数。*mu_y*, *var_y*: 同じ露光の 2 枚から出した平均と時間分散(式 16・18、sensorchar.emva_pair_statistics)。*mu_y_dark*, *var_y_dark*: 暗画像の同じ量。*mu_p_sat*: 飽和の露光(0.1〜0.2 % の画素が最大値になる露光、6.7 節)。0 ≤ μ_p ≤ μ_p.sat の点だけを使う。
手順:
1. 特性曲線 μ_y − μ_y.dark = R(μ_p) を [0, μ_p.sat] を P 等分した 3 次 B-スプラインで当て、各点の傾き ∂μ_y/∂μ_p と暗い所の傾き R_d = ∂μ_y/∂μ_p|μ_p=0(式 25)を出す(6.6 節)。
2. 出力 SNR_y = (μ_y − μ_y.dark)/σ_y(式 7)、入力 SNR_p = μ_p |∂μ_y/∂μ_p| / σ_y(式 10)、理想 √μ_p(式 15)。
3. 逆の関係 μ_p(SNR_p) を同じ区間数の B-スプラインで当て、SNR_p = 1 の露光を μ_p.min とする(6.8 節)。測った SNR_p が 1 以下の点を含まなければ拒む(外挿になる。付録 D.1 は SNR ≈ 1 の露光を含めよと書く)。
3'. 照合用(規格の手順ではない): SNR_p が 1 をまたぐ隣の 2 点の間を log-log の直線で補間した mu_p_min_local。
規格の逆回帰は [0, SNR_max] 全体を P 等分した区間の 3 次で当てるので、SNR ≈ 1 の近くの点の雑音を拾いやすい
(2 万画素の合成センサで乱数 6 通り: 逆回帰 ±5 %、局所の補間 ±1 %)。
4. SNR_max = 測った SNR_p の最大(6.8 節。線形でないと飽和の露光で最大とは限らない)、DR = μ_p.sat/μ_p.min(式 21)。
5. 暗雑音 [光子] σ_d = √(σ²_y.dark − σ²_q)/R_d(General の式 50)。σ²_y.dark < 0.24 DN² なら推定せず上限 0.40/R_d (式 51)。
返り値 {"slope", "Rd", "snr_y", "snr_p", "snr_p_ideal", "mu_p_min", "mu_p_min_local", "snr_max", "mu_p_at_snr_max", "DR", "DR_dB", "sigma_d_p", "sigma_d_p_upper", "sigma_d_valid", "used", "fit", "n_intervals"}。★η・K・電子の単位の量は返さない(General では測れない、6.7 節)。
Raises ValueError: 長さが違う / μ_p.sat が正でない / 区間に点が足りない(B-スプラインの拒否)/ 傾きが 0 の点 / 分散が正でない点 / SNR_p ≤ 1 の点が無い / var_y_dark が負。
optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):
• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。
• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。
• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。
• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。
• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 optics.MAX_FIELD_ELEMENTS(2^24),ABCD 元件序列受 optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS(1024),Zernike 受 MAX_ZERNIKE_TERMS(512)/ MAX_ZERNIKE_ORDER(40)/ MAX_ZERNIKE_BASIS(2^25)。以 fail-closed 堵住「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。
• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。
• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。
• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。
• poc_emva1288_in_camera_processing — py -3.11 examples/poc_emva1288_in_camera_processing.py
table 作为输入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
sensorgeneral)emva_general_nonuniformity · emva_general_relative_qe
*Provenance: sensorgeneral.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*
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