imaging op• 資料種類:image2d → table
• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.edge_spread(img, roi, *, oversample=4, orientation='auto')(要直接呼叫實作,import edgesfr; edgesfr.edge_spread(img, roi, *, oversample=4, orientation='auto');從台帳取用則 opsoptics.get("edge_spread"))
由傾斜邊緣(ISO 12233)的 ROI 建立比像素更細的 ESF。
步驟：將 ROI 調整為「邊緣橫越各列」的方向(orientation="auto" 依行方向與列方向梯度的大小決定，"vertical" = 邊緣縱向延伸 / "horizontal" = 橫向延伸)→ 逐列以 1 階差分的重心求出邊緣位置 → 以直線將位置擬合至列號(最小平方)→ 求各像素中心到邊緣的垂直距離 d，分配到寬 1/oversample px 的箱中並取平均。
回傳值 {"x": 箱中心的距離 [px] (垂直於邊緣), "esf": 箱的平均, "count": 箱內像素數, "angle_deg": 邊緣的傾斜(相對於列，帶正負號), "oversample", "orientation": 所用方向, "edge_x0": ROI 第 0 列的邊緣位置 [px]}。
★傾斜過小(像素的相位填不滿各箱)時會出現空箱 —— 不默默內插，而是 ValueError。ISO 12233 要求 2〜10° 左右的傾斜正是為此。傾斜超過 45° 則 orientation 反了。
Raises ValueError：影像不是 2-D 實數 / NaN、inf / roi 超出影像、為空、少於 4 列 × 8 行 / oversample 不是 1〜16 的整數 / 列內沒有邊緣(差分的變化)/ 傾斜在 45° 以上 / 出現空箱。
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。
• measurement_uncertainty — 量測不確定度與校正知識 —— 為了能主張「量得準」
• mv_cameras — 工業相機廠商(與感測器的對應、線掃描 / TDI)
• virtual_machine_vision — 虛擬機器視覺 —— 梳理參數與物件模型
• 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_veiling_glare — py -3.11 examples/poc_veiling_glare.py
table 作為輸入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
imaging)psf_to_mtf · mtf_diffraction · wavefront_stats · sfr_from_edge · mtf50 · veiling_glare_index
*Provenance: edgesfr.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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