emva_spatial_nonuniformity — OPTICS sensorchar op

• Datenarten: volume × volume → table

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.emva_spatial_nonuniformity(dark_stack, bright_stack, K, highpass=None) (die Implementierung direkt: import sensorchar; sensorchar.emva_spatial_nonuniformity(dark_stack, bright_stack, K, highpass=None); aus dem Register: opsoptics.get("emva_spatial_nonuniformity"))

Verwendung

DSNU und PRNU (Gl. 33-42, 65-67).

*dark_stack*, *bright_stack*: L Aufnahmen bei gleicher Belichtung ((L, M, N), L ≥ 2). bright wird bei etwa 50 % der Sättigung aufgenommen. Von der räumlichen Varianz des Mittelwertbildes wird das restliche zeitliche Rauschen σ²_y/L abgezogen (Gl. 36), in Spalten-, Zeilen- und Pixelanteile zerlegt (Gl. 42), DSNU1288 = s_y.dark / K [e⁻] (Gl. 66), PRNU1288 = √(s²_y.50 − s²_y.dark)/(μ_y.50 − μ_y.dark) (Gl. 67, ein Verhältnis).

*highpass*: None (Standard; die übergebenen Bilder werden unverändert verwendet, aus Kompatibilitätsgründen) / "r4" (Abschnitt 8.1; die Norm berechnet Gl. 66 und 67 aus hochpassgefilterten Bildern) / "r3.1" (die ältere Fassung aus Anhang C.5). Das Filtern verwirft einen Rand von 9 Pixeln (2 Pixel bei r3.1), und der Abzug des restlichen zeitlichen Rauschens wird mit dem Weißrausch-Gewinn des Filters multipliziert (Herleitung: auch das zeitliche Rauschen des Mittelwertbildes läuft durch dasselbe Filter). ★Auch die Varianz eines weißen Musters selbst wird mit dem Gewinn highpass["white_variance_gain"] multipliziert. Der Text von 4.0 schreibt diese Korrektur nicht vor, daher wird nicht korrigiert (der ältere Anhang C.5 verlangte die Division durch 0,96).

Rückgabe {"dark": {...}, "bright": {...}, "DSNU1288_e", "PRNU1288", "var_temporal_dark", "var_temporal_bright", "L", "highpass"} (highpass ist die Filterinformation oder None).

Raises ValueError: nicht 3-D / L < 2 / unterschiedliche Formen / K nicht positiv / Mittelwert von bright ≤ dark / s²_y.50 < s²_y.dark / unbekannter highpass-Name / Bild zu klein für das Filter.

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_emva1288_in_camera_processing — py -3.11 examples/poc_emva1288_in_camera_processing.py

• poc_emva1288_sensor — py -3.11 examples/poc_emva1288_sensor.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen table als Eingabe)

abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd

Gleiche Kategorie (sensorchar)

emva_pair_statistics · emva_photon_transfer · emva_quantum_efficiency · emva_linearity_error · emva_snr_curve · emva_sensitivity_threshold · emva_dynamic_range · emva_dark_current


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

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