moire_align op• 資料種類:image2d → table
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.moire_phase(image, period_px=None, axis=1, region=None, window='hann', method='lockin')(要直接呼叫實作,import moirealign; moirealign.moire_phase(image, period_px=None, axis=1, region=None, window='hann', method='lockin');從台帳取用則 opsoptics.get("moire_phase"))
讀取條紋的相位(以影像原點 x = 0 為基準)、振幅與條紋數。
> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。
method="lockin": 区画を縞に沿って平均した 1 次元の輪郭に、既知の周期 period_px の (1, cos, sin) を窓の重みで最小二乗に当てる(複素復調 Σ w(x) p(x) e^{−i2πx/P} と同じ量を、縞の本数が整数でないときの負の周波数の漏れまで含めて解いたもの。正弦 1 本 + 直流なら厳密)。窓 "hann" は照明むら・高調波の漏れを抑えるが、雑音の分散は一様窓の約 1.5 倍(moire_phase_crlb に同じ係数)。window="none" は白色雑音だけなら最良。method="fft": Takeda ら(1982)の FFT 法 —— complexops.cx_fft の側帯域だけを残して逆変換し、位相の地図を complexops.phase_unwrap で繋ぐ。地図の傾きから周期を測り直す(period_fit_px、倍率や回転の誤差が見える)。period_px を省くと輪郭の FFT の山を放物線で補間して推定する(period_estimated = True)。
region = (r0, r1, c0, c1)(省略で全面)、axis = 1 は縞が x に並ぶ(線は縦)、0 は y に並ぶ。
返り値: dict(phase_rad(−π..π)、amplitude(縞の余弦の振幅)、mean、n_fringes、period_px、period_estimated、fft のときは period_fit_px と phase_map も)。Raises ValueError: 2 次元でない・NaN/Inf、period_px < 2(ナイキスト超え)、区画に縞が 1 周期未満、区画が空、綴り違い。
optics 的每個運算子都先檢驗輸入再計算(不讓任何東西無聲通過):
• 單位寫進參數名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不會當掉,而是給出「看似合理卻是錯的答案」,所以用命名來防。這裡絕不從數值大小去猜單位。
• 字串一律 ValueError —— float('50') 會成功,於是未解析的設定值會被當成長度混進來(實測:thin_lens('50', '200') 曾回傳看似合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隱式提升拒絕。
• complex / masked array 一律 ValueError(僅接受實數槽位;拒絕無聲丟棄虛部或剝掉遮罩)。所有輸入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。
• 逐項點名拒絕除零及其近親:焦距 0、曲率半徑 0、折射率 <= 0、全不透明光闌(全為 0,正規化變成 0/0)、總和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 向量、物體位於前焦點(像在無窮遠)。
• 只有兩個運算子會回傳非有限值,而且都寫進了契約:depth_of_field 在超焦距以外回傳 far_mm = inf(這正是超焦距的定義),gaussian_beam 在束腰處回傳 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半徑)。兩者都同時回傳一個有限的夥伴(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的無聲 NaN/Inf 都在內部檢出並 ValueError ——「float64 溢位了」和「答案是無窮大」是兩種不同的主張,不能拿後者的臉去交付前者。
• 尺寸上限:生成網格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,傳入的場/PSF/光闌受 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「小參數引發巨大內部配置」的路徑(實測:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。
• 物理上不可能的狀態同樣拒絕:偏振度 > 1 的 Stokes 向量、負穿透率、負強度、n-|m| 為奇數等非法 Zernike 指標。
• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。
• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。
• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。
• poc_moire_alignment — py -3.11 examples/poc_moire_alignment.py
• poc_moire_screen — py -3.11 examples/poc_moire_screen.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
moire_align)moire_magnification · moire_talbot_gap · moire_overlay_image · moire_phase_to_shift · moire_differential_shift · moire_mark_read · moire_phase_crlb
*Provenance: moirealign.py — OPTICS 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*
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