itof op• 数据种类:table → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.itof_unwrap_multifreq(phase, frequencies_hz=None, weights=None, max_range_m=None, method='ml')(要直接调用实现,import itof; itof.itof_unwrap_multifreq(phase, frequencies_hz=None, weights=None, max_range_m=None, method='ml');从台账取用则 opsoptics.get("itof_unwrap_multifreq"))
多个频率的相位 → 距离(多频解包裹)。返回 table。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
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。
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_itof_multifreq — py -3.11 examples/poc_itof_multifreq.py
table 作为输入)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 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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