tem op• 数据种类:image2d → table
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.tem_ctf_estimate(image, pixel_A=1.0, kv=300.0, cs_mm=2.7, amplitude_contrast=0.07, phase_shift_deg=0.0, defocus_min_A=3000.0, defocus_max_A=50000.0, k_min=0.03333333333333333, k_max=None, tile=None, overlap=0.5, astigmatism=True, min_rings=3, min_peak_z=8.0, on_fail='raise')(要直接调用实现,import temsim; temsim.tem_ctf_estimate(image, pixel_A=1.0, kv=300.0, cs_mm=2.7, amplitude_contrast=0.07, phase_shift_deg=0.0, defocus_min_A=3000.0, defocus_max_A=50000.0, k_min=0.03333333333333333, k_max=None, tile=None, overlap=0.5, astigmatism=True, min_rings=3, min_peak_z=8.0, on_fail='raise');从台账取用则 opsoptics.get("tem_ctf_estimate"))
由显微照片功率谱中的 Thon 环估计欠焦量(及像散)(表)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
手順: (1) タイルの平均のパワースペクトル(tem_power_spectrum と同じ)→ 振幅スペクトル √PS。
(2) 動径平均を k について等間隔に取り、k² について不等間隔の標本に Lomb–Scargle(mathspectral)を掛けて
リングの周期 1/(λΔf) から初期値。(3) 背景 = u = k² の上でリング 1 周期の移動平均、振れ幅で割って平坦にする。
(4) Δf を格子で掃き(位相が k_max で π/8 ずつ動く刻み)、CTF² との正規化相互相関(CTFFIND4 の採点の考え方)が
最大の所を有界の 1 次元探索で詰める。(5) astigmatism=True なら 2-D の環の上で (Δf_u, Δf_v, θ) を Nelder–Mead で詰める(決まった 4 方向から出発、乱数なし)。(6) 不確かさ = タイルを 8 組に分けた jackknife の標準誤差(Δf の平均)。
拒否(on_fail="raise" で ValueError、"report" で accepted=False の表): 相関の最大が掃いた格子の中央値から MAD の min_peak_z 倍に届かない(リングが雑音に埋もれた)、帯域 [k_min, k_max] に零点が min_rings 個無い(周期が決まらない)、最大が探索範囲の端(範囲の外にある疑い)。
返り値: defocus_A(平均)/ defocus_u_A ≥ defocus_v_A / astig_angle_deg(Δf_u の軸、0〜180)/ defocus_sigma_A(jackknife)/ score(2-D の相関)/ score_1d / peak_z / n_rings / fit_resolution_A(局所の相関が 0.3 を下回る最初の周波数の逆数)/ initial_lomb_A / accepted / reason / 曲線 k と flat(平坦にした動径平均)と model。
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。
• 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。
• poc_tem_ctf_thon_rings — py -3.11 examples/poc_tem_ctf_thon_rings.py
table 作为输入)abcd_matrix · wavefront_stats · sfr_from_edge · paraxial_trace · seidel_coefficients · spot_stats · tolerance_analysis · wavefront_from_opd
tem)tem_wavelength · tem_scherzer · tem_ctf · tem_ctf_profile · tem_projected_potential · tem_amorphous_film · tem_image_weak_phase · tem_multislice
*Provenance: temsim.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)。*
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