false_color_metric — OPTICS `pixelshift` op

• データ種: rgbimage → table

• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.false_color_metric(rgb, reference=None, border=0) (実装を直接呼ぶなら import pixelshift; pixelshift.false_color_metric(rgb, reference=None, border=0)、台帳から引くなら opsoptics.get("false_color_metric"))

使い方

偽色の量: 色差(BT.601 の Cb, Cr)の大きさの統計。

*reference* が無ければ被写体を無彩色とみなし、各画素の √(Cb² + Cr²) そのものを偽色とする(白黒の配線・織物・網点・解像チャートを撮った場合)。*reference* (H, W, 3) があれば、その色差との差の大きさを取る(色のある被写体)。*border* 画素ぶん四辺を除いてから数える(端の差し戻しを数えないため)。

返り値 {"mean", "rms", "p99", "max", "fraction_over_0.02", "n_pixels"}。値は入力の階調(0〜1 なら 0〜1) の色差。0.02 は 8 bit で約 5 階調。

Raises ValueError: rgb が (H, W, 3) の有限の実数でない / reference の形が違う / border が負・画像を食い尽くす。

ファミリ共通の入力契約(fail-closed)

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。

• 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。

• 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。

詳しい使い方ガイド

• optics_imaging ファミリガイド

参考(サンプルデータ・文献)

• 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。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• poc_pixel_shift — py -3.11 examples/poc_pixel_shift.py

型が繋がる次の op(`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

同カテゴリ(`pixelshift`)

pixel_shift_pattern · pixel_shift_capture · pixel_shift_merge · pixel_shift_motion_mask · pixel_shift_resolution_budget

*Provenance: pixelshift.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)。*

false_color_metric — OPTICS pixelshift op

使い方