pixel_shift_merge — OPTICS `pixelshift` op

• 数据种类:video × matrix → rgbimage

• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.pixel_shift_merge(frames, shifts, pattern='RGGB', scale=1, motion_threshold=0.0, noise_sigma=0.0)(要直接调用实现,import pixelshift; pixelshift.pixel_shift_merge(frames, shifts, pattern='RGGB', scale=1, motion_threshold=0.0, noise_sigma=0.0);从台账取用则 opsoptics.get("pixel_shift_merge"))

用法

用标称位移把像素位移的各帧分配到网格上合成。不插值(只取同一网格点样本的平均)。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

*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。

该族通用的输入契约(fail-closed)

optics 的每个算子都先校验输入再计算(不让任何东西无声通过):

• 单位写进参数名 —— _mm / _um / _deg / _mrad。把 mm 和 µm 弄混不会崩溃,而是给出「看着合理却是错的答案」,所以用命名来防。这里绝不从数值大小去猜单位。

• 字符串一律 ValueError —— float('50') 会成功,于是未解析的配置值会被当成长度混进来(实测:thin_lens('50', '200') 曾返回看着合理的 66.667 mm)。bool 也按 True == 1 的隐式提升拒绝。

• complex / masked array 一律 ValueError(仅接受实数槽位;拒绝无声丢弃虚部或剥掉掩码)。所有输入中的 NaN/Inf 一律 ValueError。

• 逐项点名拒绝除零及其近亲:焦距 0、曲率半径 0、折射率 <= 0、全不透明光阑(全为 0,归一化变成 0/0)、总和 <= 0 的 PSF、S0 = 0 的 Stokes 矢量、物体位于前焦点(像在无穷远)。

• 只有两个算子会返回非有限值,而且都写进了契约:depth_of_field 在超焦距以外返回 far_mm = inf(这正是超焦距的定义),gaussian_beam 在束腰处返回 wavefront_radius_mm = inf(平面波前的曲率半径)。两者都同时返回一个有限的搭档(far_is_infinite / curvature_per_mm)。除此之外的无声 NaN/Inf 都在内部检出并 ValueError ——「float64 溢出了」和「答案是无穷大」是两种不同的主张,不能拿后者的脸去交付前者。

• 尺寸上限:生成网格受 optics.MAX_GRID(4096)限制,传入的场/PSF/光阑受 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「小参数引发巨大内部分配」的路径(实测:n_max=40 × 4096² 需要 108 GB)。

• 物理上不可能的状态同样拒绝:偏振度 > 1 的 Stokes 矢量、负透过率、负强度、n-|m| 为奇数等非法 Zernike 指标。

详细使用指南

• optics_imaging 族使用指南

参考(示例数据、文献)

• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。

• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。

• 算法的正典(作者、年份)与用途见上面的族使用指南。

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

• poc_pixel_shift — py -3.11 examples/poc_pixel_shift.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 `rgbimage` 作为输入)

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

同类别(`pixelshift`)

pixel_shift_pattern · pixel_shift_capture · pixel_shift_motion_mask · false_color_metric · pixel_shift_resolution_budget

*Provenance: pixelshift.py — OPTICS 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*

pixel_shift_merge — OPTICS pixelshift op

用法