optscene_defect_mask — OPTICS scene op

• Datenarten: table × table → image2d

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.optscene_defect_mask(scene, camera, index: 'int' = None) -> 'np.ndarray' (die Implementierung direkt: import optscene; optscene.optscene_defect_mask(scene, camera, index: 'int' = None) -> 'np.ndarray'; aus dem Register: opsoptics.get("optscene_defect_mask"))

• Rückgabewert über das Register: fullseye.ledger.optscene_defect_mask(...) liefert nur den Wert des deklarierten Out-Typs image2d (die zugrunde liegende Funktion gibt zusätzlich Hilfsinformationen zurück). Wird das Verworfene gebraucht, nutze fullseye.ledger.optscene_defect_mask.raw(...) oder rufe optscene.optscene_defect_mask direkt auf.

Verwendung

Die Ground-Truth-Maske der Defektpixel (H, W). Sie ist das Label für Training und Bewertung.

Ohne index werden alle Defekte der Szene synthetisiert. Pixelgenau und aus derselben Schnittberechnung wie das Rendering, daher lässt sich die IoU gegenüber Detektionsergebnissen direkt messen. Die Ground Truth eines Defekts wird unabhängig davon zurückgegeben, ob er unter dieser Beleuchtung sichtbar ist ―― dass es eine richtige Antwort gibt, die man nicht sieht, macht die Sichtprüfung schwer, und wer das verbirgt, verleitet zur Fehllesung "null Detektionen = robust".

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

Hintergrundwissen (Physik und Konventionen hinter diesem Operator)

• dataset_conventions — Konventionen für Trainingsdatensätze — COCO / YOLO / VOC und Fallstricke in der Sichtprüfung

• mv_cameras — Hersteller von Industriekameras (Sensorzuordnung, Zeilenkamera / TDI)

• mv_illumination_practice — Beleuchtung in der Praxis — Wellenlänge, Polarisation, Ansteuerung, Fremdlicht, Sicherheit

• mv_image_sensors — Industrielle Bildsensoren (vorwiegend aktuelle Produkte)

• virtual_machine_vision — Virtuelle Bildverarbeitung — Parameter erfassen und Objektmodell

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)

• studio_raytrace_scene — py -3.11 examples/studio_raytrace_scene.py

• virtual_machine_vision — py -3.11 examples/virtual_machine_vision.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen image2d als Eingabe)

fraunhofer_pattern · pupil_psf · pupil_blur · psf_to_mtf · edge_spread · veiling_glare_index · emva_pair_statistics · emva_defect_pixels

Gleiche Kategorie (scene)

scene_material · scene_plane · scene_sphere · scene_box · scene_cylinder · surface_defect · surface_finish · random_defects


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

© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.