N = 2 * p_obj['N'] smax = p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N c1 = 2 * ((24 / 5) * gamma(6 / 5)) ** (5 / 6) c2 = 4 * c1 / np.pi * (gamma(11 / 6)) ** 2 s_arr = np.linspace(0, smax, N) I0_arr = np.float32(s_arr * 0) I2_arr = np.float32(s_arr * 0) for i in range(len(s_arr)): I0_arr[i] = I0(s_arr[i]) I2_arr[i] = I2(s_arr[i]) i, j = np.int32(N / 2), np.int32(N / 2) [x, y] = np.meshgrid(np.arange(1, N + 0.01, 1), np.arange(1, N + 0.01, 1)) s = np.sqrt((x - i) ** 2 + (y - j) ** 2) C = (In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N , I0_arr) + In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N, I2_arr)) / I0(0) C[round(N / 2), round(N / 2)] = 1 C = C * I0(0) * c2 * (p_obj['Dr0']) ** (5 / 3) / (2 ** (5 / 3)) * (2 * p_obj['wvl'] / (np.pi * p_obj['D'])) ** 2 * 2 * np.pi Cfft = np.fft.fft2(C) S_half = np.sqrt(Cfft) S_half_max = np.max(np.max(np.abs(S_half))) S_half[np.abs(S_half) < 0.0001 * S_half_max] = 0 return S_half

时间: 2023-06-25 21:08:27 浏览: 119
这是一段 Python 代码,它计算了一个光学系统的衍射点扩散函数(PSF)的傅里叶变换的一半。PSF描述了光学系统中的点光源如何分布在成像平面上。这个函数的输入是一个字典 p_obj,其中包含了一些光学参数,如波长、系统口径、焦距等。它的输出是一个二维的数组 S_half,表示傅里叶变换的一半。这个数组可以用来计算系统的模糊函数,进而评估系统的成像质量。
相关问题

解释代码def gen_PSD(p_obj): N = 2 * p_obj['N'] smax = p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N c1 = 2 * ((24 / 5) * gamma(6 / 5)) ** (5 / 6) c2 = 4 * c1 / np.pi * (gamma(11 / 6)) ** 2 s_arr = np.linspace(0, smax, N) I0_arr = np.float32(s_arr * 0) I2_arr = np.float32(s_arr * 0) for i in range(len(s_arr)): I0_arr[i] = I0(s_arr[i]) I2_arr[i] = I2(s_arr[i]) i, j = np.int32(N / 2), np.int32(N / 2) [x, y] = np.meshgrid(np.arange(1, N + 0.01, 1), np.arange(1, N + 0.01, 1)) s = np.sqrt((x - i) ** 2 + (y - j) ** 2) C = (In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N , I0_arr) + In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N, I2_arr)) / I0(0) C[round(N / 2), round(N / 2)] = 1 C = C * I0(0) * c2 * (p_obj['Dr0']) ** (5 / 3) / (2 ** (5 / 3)) * (2 * p_obj['wvl'] / (np.pi * p_obj['D'])) ** 2 * 2 * np.pi Cfft = np.fft.fft2(C) S_half = np.sqrt(Cfft) S_half_max = np.max(np.max(np.abs(S_half))) S_half[np.abs(S_half) < 0.0001 * S_half_max] = 0 return S_half

这段代码是用来生成干涉仪的功率谱密度(PSD)的。在干涉仪中,PSD可以用来描述干涉图案中的空间频率分布,其中包含了干涉仪的性能特征。具体的实现细节如下: - N = 2 * p_obj['N']:设置矩阵的大小为2N x 2N。 - smax = p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N:计算最大的空间频率。 - c1和c2是常数,用于计算PSD的值。 - s_arr = np.linspace(0, smax, N):在0到smax之间生成N个等差数列,用于计算I0_arr和I2_arr。 - I0_arr和I2_arr是一维数组,用于存储零阶和二阶贝塞尔函数的值。 - for循环用于计算I0_arr和I2_arr中每个元素的值。 - i, j = np.int32(N / 2), np.int32(N / 2):计算中心像素的位置。 - [x, y] = np.meshgrid(np.arange(1, N + 0.01, 1), np.arange(1, N + 0.01, 1)):生成网格矩阵,用于计算每个像素点的位置和距离中心像素的距离。 - s = np.sqrt((x - i) ** 2 + (y - j) ** 2):计算每个像素点距离中心像素的距离。 - C = (In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N , I0_arr) + In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N, I2_arr)) / I0(0):计算每个像素点的PSD值。 - C[round(N / 2), round(N / 2)] = 1:设置中心像素的PSD值为1。 - C = C * I0(0) * c2 * (p_obj['Dr0']) ** (5 / 3) / (2 ** (5 / 3)) * (2 * p_obj['wvl'] / (np.pi * p_obj['D'])) ** 2 * 2 * np.pi:根据计算公式计算每个像素点的PSD值。 - Cfft = np.fft.fft2(C):进行二维傅里叶变换,得到复数矩阵。 - S_half = np.sqrt(Cfft):计算功率谱密度的平方根,得到实数矩阵。 - S_half_max = np.max(np.max(np.abs(S_half))):计算S_half矩阵中的最大值。 - S_half[np.abs(S_half) < 0.0001 * S_half_max] = 0:将小于阈值的值设置为0。 - 返回S_half矩阵。

解释代码N = 2 * p_obj['N'] smax = p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N c1 = 2 * ((24 / 5) * gamma(6 / 5)) ** (5 / 6) c2 = 4 * c1 / np.pi * (gamma(11 / 6)) ** 2 s_arr = np.linspace(0, smax, N) I0_arr = np.float32(s_arr * 0) I2_arr = np.float32(s_arr * 0) for i in range(len(s_arr)): I0_arr[i] = I0(s_arr[i]) I2_arr[i] = I2(s_arr[i]) i, j = np.int32(N / 2), np.int32(N / 2) [x, y] = np.meshgrid(np.arange(1, N + 0.01, 1), np.arange(1, N + 0.01, 1)) s = np.sqrt((x - i) ** 2 + (y - j) ** 2) C = (In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N , I0_arr) + In_m(s, p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * N, I2_arr)) / I0(0) C[round(N / 2), round(N / 2)] = 1 C = C * I0(0) * c2 * (p_obj['Dr0']) ** (5 / 3) / (2 ** (5 / 3)) * (2 * p_obj['wvl'] / (np.pi * p_obj['D'])) ** 2 * 2 * np.pi Cfft = np.fft.fft2(C) S_half = np.sqrt(Cfft) S_half_max = np.max(np.max(np.abs(S_half))) S_half[np.abs(S_half) < 0.0001 * S_half_max] = 0 return S_half

这段代码的主要作用是计算一个光学系统的传递函数(Point Spread Function,PSF)。传递函数描述了光学系统对一个点光源的响应,可以用于计算图像的模糊程度。该函数的具体实现如下: - 首先根据一些光学参数(如波长、孔径直径、焦距等)计算出一些常量。 - 然后生成一个网格,计算每一个点到中心点的距离。 - 使用一些数学函数(如第一类零阶贝塞尔函数)计算出一些积分值。 - 最后根据公式计算出传递函数,并通过傅里叶变换将其转换到频域。 最终返回的是传递函数在频域上的一半幅度谱,即 $S_{half}$。这个值可以用于计算一些图像处理算法中需要用到的参数。
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def genBlurImage(p_obj, img): smax = p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * p_obj['N'] temp = np.arange(1,101) patchN = temp[np.argmin((smax*np.ones(100)/temp - 2)**2)] patch_size = round(p_obj['N'] / patchN) xtemp = np.round_(p_obj['N']/(2*patchN) + np.linspace(0, p_obj['N'] - p_obj['N']/patchN + 0.001, patchN)) xx, yy = np.meshgrid(xtemp, xtemp) xx_flat, yy_flat = xx.flatten(), yy.flatten() NN = 32 # For extreme scenarios, this may need to be increased img_patches = np.zeros((p_obj['N'], p_obj['N'], int(patchN**2))) den = np.zeros((p_obj['N'], p_obj['N'])) patch_indx, patch_indy = np.meshgrid(np.linspace(-patch_size, patch_size+0.001, num=2*patch_size+1), np.linspace(-patch_size, patch_size+0.001, num=2*patch_size+1)) for i in range(int(patchN**2)): aa = genZernikeCoeff(36, p_obj['Dr0']) temp, x, y, nothing, nothing2 = psfGen(NN, coeff=aa, L=p_obj['L'], D=p_obj['D'], z_i=1.2, wavelength=p_obj['wvl']) psf = np.abs(temp) ** 2 psf = psf / np.sum(psf.ravel()) focus_psf, _, _ = centroidPsf(psf, 0.85) #: Depending on the size of your PSFs, you may want to use this psf = resize(psf, (round(NN/p_obj['scaling']), round(NN/p_obj['scaling']))) patch_mask = np.zeros((p_obj['N'], p_obj['N'])) patch_mask[round(xx_flat[i]), round(yy_flat[i])] = 1 patch_mask = scipy.signal.fftconvolve(patch_mask, np.exp(-patch_indx**2/patch_size**2)*np.exp(-patch_indy**2/patch_size**2)*np.ones((patch_size*2+1, patch_size*2+1)), mode='same') den += scipy.signal.fftconvolve(patch_mask, psf, mode='same') img_patches[:,:,i] = scipy.signal.fftconvolve(img * patch_mask, psf, mode='same') out_img = np.sum(img_patches, axis=2) / (den + 0.000001) return out_img

解释代码def genBlurImage(p_obj, img): smax = p_obj['delta0'] / p_obj['D'] * p_obj['N'] temp = np.arange(1,101) patchN = temp[np.argmin((smax*np.ones(100)/temp - 2)**2)] patch_size = round(p_obj['N'] / patchN) xtemp = np.round_(p_obj['N']/(2*patchN) + np.linspace(0, p_obj['N'] - p_obj['N']/patchN + 0.001, patchN)) xx, yy = np.meshgrid(xtemp, xtemp) xx_flat, yy_flat = xx.flatten(), yy.flatten() NN = 32 # For extreme scenarios, this may need to be increased img_patches = np.zeros((p_obj['N'], p_obj['N'], int(patchN**2))) den = np.zeros((p_obj['N'], p_obj['N'])) patch_indx, patch_indy = np.meshgrid(np.linspace(-patch_size, patch_size+0.001, num=2*patch_size+1), np.linspace(-patch_size, patch_size+0.001, num=2*patch_size+1)) for i in range(int(patchN**2)): aa = genZernikeCoeff(36, p_obj['Dr0']) temp, x, y, nothing, nothing2 = psfGen(NN, coeff=aa, L=p_obj['L'], D=p_obj['D'], z_i=1.2, wavelength=p_obj['wvl']) psf = np.abs(temp) ** 2 psf = psf / np.sum(psf.ravel()) focus_psf, _, _ = centroidPsf(psf, 0.85) #: Depending on the size of your PSFs, you may want to use this psf = resize(psf, (round(NN/p_obj['scaling']), round(NN/p_obj['scaling']))) patch_mask = np.zeros((p_obj['N'], p_obj['N'])) patch_mask[round(xx_flat[i]), round(yy_flat[i])] = 1 patch_mask = scipy.signal.fftconvolve(patch_mask, np.exp(-patch_indx**2/patch_size**2)*np.exp(-patch_indy**2/patch_size**2)*np.ones((patch_size*2+1, patch_size*2+1)), mode='same') den += scipy.signal.fftconvolve(patch_mask, psf, mode='same') img_patches[:,:,i] = scipy.signal.fftconvolve(img * patch_mask, psf, mode='same') out_img = np.sum(img_patches, axis=2) / (den + 0.000001) return out_img

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