itof op• Datenarten: table → table
• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.itof_unwrap_multifreq(phase, frequencies_hz=None, weights=None, max_range_m=None, method='ml') (die Implementierung direkt: import itof; itof.itof_unwrap_multifreq(phase, frequencies_hz=None, weights=None, max_range_m=None, method='ml'); aus dem Register: opsoptics.get("itof_unwrap_multifreq"))
Phasen bei mehreren Frequenzen → Tiefe (Mehrfrequenz-Phasenentfaltung). Gibt eine table zurück.
> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.
周波数 f_i の位相 φ_i は距離を周期 p_i = c/(2 f_i) の剰余 r_i = φ_i p_i / (2π) で教える。周期の最小公倍数 U = c / (2·gcd f) までが一意(非曖昧距離)。
• method="ml"(既定)—— 最も高い周波数(距離の誤差が最も小さい帯)の剰余を錨にして、その次数の仮説 v = r_hi + k p_hi(k = 0 … U/p_hi)を全部、フェーザの一致 Σ w_i cos(2π(v − r_i)/p_i) で採点し、最良の仮説を逆分散の重み平均で精密化する(仮説を全部試す最尤の復号。位相雑音が帯ごとに同じなら、錨の誤差が最も小さい)。
• method="crt" —— residue.residue_crt(重みつきの頑健な中国剰余定理)にそのまま渡す。★residue_crt は Wang–Xia(2010)の錨の選び方 —— 雑音の分散 p²/w が最小の帯、同分散なら剰余 mod Γ が円上の最小二乗の共通剰余に最も近い帯 —— で錨を選ぶので、位相雑音が帯ごとに同じ iToF でも "ml" と同等になる(PoC の合成 0.1161 対 0.1160、実データ 0.131 対 0.131。以前の、常に最も長い周期を錨にする実装は 0.556 / 0.293 と大きく誤った)。保証(itof_unwrap_error_rate の guaranteed_phase_rad)の外の画素があると residue.ResidueBoundWarning を出す(値は返す)。
• method="beat" —— 2 周波だけ。うなりの位相 φ_1 − φ_2 で粗い距離(周期 c/(2|f_1 − f_2|))を出し、各周波数の次数をそれに最も近く丸めて重み平均する(教科書の古典的な方法)。
*weights* の既定は、itof_phase_amplitude の表なら A²/B(∝ 1/σ_φ²)、配列なら全帯 1。*max_range_m* で探す範囲 [0, max_range_m) を狭められる(非曖昧距離より広くは拒否)。
返す dict: depth、order (F, ...)(各周波数で何周目か)、margin(最良と次点の採点の差。小さい = 次数が際どい)、score、residual (F, ...) [m]、unambiguous_range、periods、method。
Raises ValueError: 周波数・位相の形が合わない / 周期が通約できない(非曖昧距離が有限でない)/ max_range_m が非曖昧距離より広い / beat で 2 周波でない / method が不正 / 仮説 × 画素が上限を超える。
Jeder optics-Operator prüft seine Eingabe vor der Berechnung (nichts rutscht stillschweigend durch):
• Einheiten stecken im Argumentnamen — _mm / _um / _deg / _mrad. Eine Verwechslung von mm und µm stürzt nicht ab, sondern liefert eine plausibel aussehende falsche Antwort; der Name verhindert das. Aus der Größenordnung wird nie auf die Einheit geschlossen.
• Strings lösen ValueError aus — float('50') gelingt, sodass ein ungeparster Konfigurationswert als Länge durchrutschen würde (gemessen: thin_lens('50', '200') lieferte plausible 66,667 mm). bool wird als implizite Hochstufung True == 1 ebenfalls abgelehnt.
• complex / Masked Arrays lösen ValueError aus (nur reelle Slots; das stille Verwerfen des Imaginärteils bzw. Abstreifen der Maske wird abgelehnt). NaN/Inf löst bei jeder Eingabe ValueError aus.
• Division durch null und Verwandtes wird namentlich abgelehnt: Brennweite 0, Krümmungsradius 0, Brechzahl <= 0, undurchlässige Blende (alles 0, die Normierung wird 0/0), PSF mit Summe <= 0, Stokes-Vektor mit S0 = 0 und ein Objekt im vorderen Brennpunkt (Bild im Unendlichen).
• Nur zwei Operatoren liefern einen nicht-endlichen Wert, und beide halten das vertraglich fest: depth_of_field liefert jenseits der hyperfokalen Distanz far_mm = inf (genau das bedeutet die hyperfokale Distanz), und gaussian_beam liefert an der Taille wavefront_radius_mm = inf (der Krümmungsradius einer ebenen Wellenfront). Beide liefern zusätzlich einen endlichen Partner (far_is_infinite / curvature_per_mm). Jedes andere stille NaN/Inf wird intern erkannt und löst ValueError aus — "float64 ist übergelaufen" und "die Antwort ist unendlich" sind verschiedene Aussagen; die erste wird nie im Gewand der zweiten geliefert.
• Größenobergrenzen: erzeugte Gitter durch optics.MAX_GRID (4096), übergebene Felder/PSFs/Blenden durch optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD-Elementketten durch optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike durch MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25). Damit werden Pfade fail-closed geschlossen, in denen ein kleines Argument eine riesige interne Allokation auslöst (gemessen: n_max=40 × 4096² braucht 108 GB).
• Physikalisch unmögliche Zustände werden ebenfalls abgelehnt: Stokes-Vektor mit Polarisationsgrad > 1, negative Transmission, negative Intensität und ungültige Zernike-Indizes wie ungerades n-|m|.
• Leitfaden zur Familie optics_imaging
• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).
• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.
• Der kanonische Algorithmus (Autor, Jahr) und seine Anwendungen stehen im Familienleitfaden oben.
• poc_itof_multifreq — py -3.11 examples/poc_itof_multifreq.py
table als Eingabe)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
itof)itof_capture · itof_phase_amplitude · itof_noise_budget · itof_unwrap_error_rate · itof_multipath_separate · itof_flying_pixel_mask · itof_wiggling_correct
*Provenance: itof.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*
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