itof op• Data kinds: depth → table
• Call: import fullseye as fs; fs.ledger.itof_capture(depth, reflectivity=None, frequencies_hz=(20000000.0,), n_phases=4, signal_electrons=2000.0, demod_contrast=0.5, ambient_electrons=0.0, read_noise_e=0.0, waveform='sine', paths_depth=None, paths_amplitude=None, supersample=1, falloff_m=None, noise=True, seed=0) (implementation को सीधे call करना हो तो import itof; itof.itof_capture(depth, reflectivity=None, frequencies_hz=(20000000.0,), n_phases=4, signal_electrons=2000.0, demod_contrast=0.5, ambient_electrons=0.0, read_noise_e=0.0, waveform='sine', paths_depth=None, paths_amplitude=None, supersample=1, falloff_m=None, noise=True, seed=0), registry से लेना हो तो opsoptics.get("itof_capture"))
depth map → indirect ToF का raw signal (हर modulation frequency पर K phase-step bucket, electrons में)। table (dict) लौटाता है।
> नीचे का विस्तृत विवरण मूल text में है — सारांश और headings का अनुवाद हो चुका है।
画素(細かく描いた標本)ごとに、直接の経路(距離 *depth*、強さ signal_electrons · reflectivity)と、任意で余分な経路(*paths_depth* = 往復の経路長の半分 [m]、*paths_amplitude* = signal_electrons に掛ける強さ)が入る。経路 p の位相は φ_p = 4π f d_p / c。段 k(参照の位相 θ_k = 2πk/K)のバケットの期待値は
m_k = (Σ_p a_p + ambient) / K + demod_contrast · Σ_p a_p · corr(φ_p − θ_k) / K
(corr は *waveform*: "sine" なら cos、"square" なら矩形どうしの相関 = 三角波、配列なら余弦の係数 c_1..c_N)。つまり 1 回の測定(K 段の合計)に信号 a_p 電子と背景光 ambient_electrons 電子が入る。*noise* が真なら各バケットに Poisson のショット雑音と、標準偏差 *read_noise_e* の正規の読み出し雑音を足す。
*supersample* = s > 1 なら *depth* などはセンサの s 倍の細かさで描いたものとみなし、s × s の標本のバケットを平均して 1 画素にする(バケットは経路の光の線形和なので、これは画素の開口で光を足すのと同じ)。前景と背景をまたぐ画素では 2 つの位相が混ざり、フライングピクセルが生まれる。*falloff_m* を与えると直接の経路の強さに (falloff_m / depth)²(逆二乗)を掛ける。
返す dict: kind("itof_raw")、samples (F, K, H, W)、mean_samples(雑音なしの期待値)、frequencies_hz、phase_offsets_rad、true_depth(画素内の直接経路の距離の平均)、mixed(画素内の距離の幅 [m])、waveform、demod_contrast、read_noise_e、ambiguity_range (F,)。
Raises ValueError: depth が 2 次元でない・正でない・非有限 / reflectivity・経路の形が合わない・負 / 周波数が (0, 2 GHz] でない・重複 / n_phases が 3〜32 でない / demod_contrast が (0, 1] でない / 電子数が負 / 形が supersample で割り切れない / 画素数・経路数・計算量が上限を超える / waveform が不正。
optics के सभी ops गणना से पहले input की जाँच करते हैं (कुछ भी चुपचाप पास नहीं होता):
• Unit argument के नाम में ही लिखी होती है — _mm / _um / _deg / _mrad। mm और µm की गड़बड़ी crash नहीं करती, बल्कि "सही दिखने वाला पर गलत उत्तर" देती है, इसलिए नाम से इसे रोका जाता है। मान के आकार से unit का अनुमान बिल्कुल नहीं लगाया जाता।
• String से ValueError — float('50') सफल हो जाता है, इसलिए बिना parse किया config value length के रूप में निकल जाता (मापा गया: thin_lens('50', '200') सही दिखने वाला 66.667 mm लौटा रहा था)। bool को भी True == 1 वाले implicit promotion के रूप में अस्वीकार किया जाता है।
• complex / masked array से ValueError (केवल real-valued slots; imaginary part को चुपचाप छोड़ना या mask हटाना अस्वीकार)। हर input पर NaN/Inf से ValueError।
• शून्य से भाग और उससे जुड़े मामलों को नाम लेकर अस्वीकार किया जाता है: focal length 0, radius of curvature 0, refractive index <= 0, पूरी तरह opaque aperture (सब 0, इसलिए normalisation 0/0), ऐसा PSF जिसका योग <= 0 हो, S0 = 0 वाला Stokes vector, और front focal point पर रखा object (image अनंत पर)।
• केवल 2 ops non-finite value लौटाते हैं, और वह भी contract के रूप में लिखा हुआ: depth_of_field hyperfocal distance से आगे far_mm = inf (hyperfocal distance की परिभाषा यही है) और gaussian_beam waist पर wavefront_radius_mm = inf (plane wavefront की radius of curvature)। दोनों साथ में एक finite साथी (far_is_infinite / curvature_per_mm) भी लौटाते हैं। इसके अलावा कोई भी चुपचाप आया NaN/Inf अंदर ही पकड़ा जाता है और ValueError देता है — "float64 overflow हुआ" और "उत्तर अनंत है" अलग-अलग दावे हैं, इसलिए पहले को दूसरे का चेहरा पहनाकर नहीं लौटाया जाता।
• Size की सीमा: generate होने वाले grid के लिए optics.MAX_GRID (4096), दिए गए field/PSF/aperture के लिए optics.MAX_FIELD_ELEMENTS (2^24), ABCD element chain के लिए optics.MAX_SYSTEM_ELEMENTS (1024), Zernike के लिए MAX_ZERNIKE_TERMS (512) / MAX_ZERNIKE_ORDER (40) / MAX_ZERNIKE_BASIS (2^25)। छोटे argument से बहुत बड़ा internal allocation होने वाले रास्तों (मापा गया: n_max=40 × 4096² पर 108 GB) को fail-closed ढंग से बंद किया गया है।
• भौतिक रूप से असंभव states भी अस्वीकार: degree of polarisation > 1 वाला Stokes vector, ऋणात्मक transmittance, ऋणात्मक intensity, और n-|m| odd जैसे अमान्य Zernike indices।
• Sample data catalog (DL URL / license) — 2-D के लिए skimage.data (BSD/public) + synthetic, 3-D के लिए real data sources (Stanford/PDS आदि) के DL URL।
• Operators का स्रोत और संदर्भ — इस op family के मूल research/methods के स्रोत।
• Algorithm का मानक स्रोत (लेखक, वर्ष) और उपयोग ऊपर की family usage guide में दिए गए हैं।
• poc_itof_multifreq — py -3.11 examples/poc_itof_multifreq.py
table को input के रूप में लेते हैं)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
itof)itof_phase_amplitude · itof_noise_budget · itof_unwrap_multifreq · itof_unwrap_error_rate · itof_multipath_separate · itof_flying_pixel_mask · itof_wiggling_correct
*Provenance: itof.py — OPTICS operator registry. यह per-op note tools/opdocs.py md से अपने-आप generate होता है (हाथ से edit न करें)।*
© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.