pixel_shift_merge — OPTICS pixelshift op

• Datenarten: video × matrix → rgbimage

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.pixel_shift_merge(frames, shifts, pattern='RGGB', scale=1, motion_threshold=0.0, noise_sigma=0.0) (die Implementierung direkt: import pixelshift; pixelshift.pixel_shift_merge(frames, shifts, pattern='RGGB', scale=1, motion_threshold=0.0, noise_sigma=0.0); aus dem Register: opsoptics.get("pixel_shift_merge"))

Verwendung

Pixel-Shift-Bilder mit den nominalen Verschiebungen auf das Raster einsortieren und zusammenführen. Keine Interpolation (nur der Mittelwert der Abtastwerte je Rasterpunkt).

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

*frames*: (N, H, W) の生の画像(pixel_shift_capture の返り値、Bayer か白黒)。*shifts*: (N, 2) の公称のシフト(pixel_shift_pattern を error_px=0 で)。1/scale 画素の格子に乗っていなければ拒否する(任意のずれは astrostack.drizzle_resample)。*pattern*: Bayer の並び(None = 白黒)。*scale*: 1 = 同じ格子(1 画素シフト 4 枚 → 各画素に R・G・B)、2 = 半画素の格子(half4 / 16shot)。*motion_threshold*: > 0 なら pixel_shift_motion_mask で動いた格子点を見つけ、そこ(と 8 近傍)だけをシフト (0, 0) の 1 枚から作った像(Bayer は gfx2d.raw_demosaic_bilinear)に差し戻す —— 動いた所は「ピクセルシフトしなかった」画質に戻るが、櫛状の破綻は消える。0 なら差し戻さない。*noise_sigma*: 動き検出の雑音 σ(0 = 推定)。

返り値: (H·scale, W·scale, 3)(Bayer)/ (H·scale, W·scale)(白黒)の float64。

端の扱い: シフトのぶん、格子の端(最大シフトの幅)にはどの枚の標本も来ない色がある。そこは (0, 0) の 1 枚から作った像で埋める(黙って 0 にしない)。内側に標本の来ない格子点・色があれば(例: 1 画素シフト 4 枚を scale=2 で合わせる、2 枚だけの Bayer)、このシフト列では格子を埋められないので ValueError。

Raises ValueError: frames・shifts の形・非有限 / 格子に乗らないシフト / scale が 1〜4 でない / 内側の格子点に標本の来ない色がある / motion_threshold > 0 なのにシフト (0, 0) の枚が無い・動きを検出できない。

Familienweiter Eingabevertrag (fail-closed)

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|.

Ausführlicher Anwendungsleitfaden

• Leitfaden zur Familie optics_imaging

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• 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.

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

• poc_pixel_shift — py -3.11 examples/poc_pixel_shift.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen rgbimage als Eingabe)

clearcoat_shade · wetness · defocus_blur · diffraction_blur · sensor_capture · pixel_shift_capture · false_color_metric

Gleiche Kategorie (pixelshift)

pixel_shift_pattern · pixel_shift_capture · pixel_shift_motion_mask · false_color_metric · pixel_shift_resolution_budget


*Provenance: pixelshift.py — OPTICS Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

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