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一句话目标:给出成像链路从采集到发布的标准化契约 C20-* 与可实例化策略卡,支撑自动断言、SLO 护栏与审计可追溯。
I. 范围与对象
- 覆盖对象:Image, Cube, EventStream, ToFDepth 及其派生产物;元数据与清单 manifest;质量面板 SLI.img.* 与 SLI.svc.*。
- 输入侧约束:模式与设备登记齐备(见第3章与 I20-01/02),计量域在线性空间(见第4章),时基统一在 tau_mono(见第13章)。
- 输出侧约束:所有断言以策略卡阈值实例化,并通过 I20-113 emit_qc_manifest 落盘与签名。
II. 术语与符号
- 计量与单位:unit(x), dim(x), check_dim(expr)。
- 时间与到达时:ts, tau_mono, T_arr, c_ref, n_eff, delta_form,路径与测度显式:( ∫_{gamma(ell)} · d ell )。
- 光学与采样:PSF, OTF, MTF(f), f50, f80, MTF_area。
- 噪声与FPN:NoiseModel{sigma_read,k_shot,NPS(f)}, PRNU, DSNU。
- 几何与色彩:GeomModel{K,R,t,dist}, ColorProfile{M,curve,illuminant}, DeltaE_00。
- 运行与SLO:rho, W_q, P99, drop_rate, TS.sli.*。
III. 契约库结构与编号
统一编号:C20-xxx,按主题分段:- 00x 元数据与时基一致化
- 10x 辐射线性与单位量纲
- 20x 光学分辨率与传递函数
- 30x 采样、重建与插值
- 40x 噪声建模与去噪质量
- 50x 平场/暗场与固定图样噪声
- 60x 几何标定与配准
- 70x 色彩管理与白平衡
- 80x HDR 与曝光融合
- 90x 计算成像稳健性
- 100x 时间/路径门控与到达时
- 110x 质量面板与发布冻结
IV. 标准契约集 C20-*(断言定义)
- 元数据与时基(C20-00x)
- C20-001 meta_complete:必填键齐备,check_dim(expr) 可执行,unique(pk) 通过。
- C20-002 timebase_aligned:记录 offset/skew/J,并断言 |offset| ≤ tol_offset, |skew| ≤ tol_skew, J.P99 ≤ tol_jitter。
- C20-003 arrival_two_forms:并行计算
T_arr = ( 1 / c_ref ) * ( ∫ n_eff d ell ) 与 T_arr = ( ∫ ( n_eff / c_ref ) d ell ),断言 delta_form ≤ tol_Tarr。
- 辐射与单位(C20-10x)
- C20-101 linear_domain:工作域为 space="linear",暗电平与增益经 linearize_and_calibrate 修正。
- C20-102 unit_dim_consistent:所有进入方程的字段声明 unit(x), dim(x) 并通过 check_dim( y - f(x) )。
- C20-103 flat_dark_stability:平场均值漂移 ≤ tol_flat_drift,暗场噪声 ≤ tol_dark_sigma。
- C20-104 radiometric_monotonic:辐射响应单调,d y_lin / d exposure ≥ 0 几乎处处成立。
- 光学分辨率(C20-20x)
- C20-201 mtf_f50_min:f50 ≥ f50_min。
- C20-202 psf_normalized:( ∫ PSF dA ) = 1 且 PSF ≥ 0。
- C20-203 otf_support:OTF(f) 在截止频率外衰减 ≤ tol_otf_leak。
- 采样与重建(C20-30x)
- C20-301 demosaic_artifact:拉链/迷宫指标 artifact_score ≤ tol_demosaic_art。
- C20-302 resample_aliasing:混叠能量比 alias_ratio ≤ tol_alias。
- C20-303 superres_gain:MTF_area(gain_band) ≥ gain_sr_min 且无放大振铃 ringing ≤ tol_ringing。
- 噪声与去噪(C20-40x)
- C20-401 noise_model_fit:NoiseModel 回归 R2 ≥ tol_noise_R2。
- C20-402 nps_band_limit:带通 NPS_band.P95 ≤ tol_NPS_band。
- C20-403 detail_preserve:细节保持指数 DPI ≥ tol_DPI。
- FPN 与校正(C20-50x)
- C20-501 prnu_limit:PRNU ≤ tol_PRNU。
- C20-502 dsnu_limit:DSNU ≤ tol_DSNU。
- C20-503 bad_pixel_rate:mask_ratio ≤ tol_badpix。
- 几何与配准(C20-60x)
- C20-601 reproj_error:重投影误差 err_geo ≤ tol_geo。
- C20-602 distortion_residual:去畸变残差 ≤ tol_dist_res。
- C20-603 multimodal_reg:配准误差 ≤ tol_reg 或互信息提升 ≥ tol_MI_gain。
- 色彩与白平衡(C20-70x)
- C20-701 color_accuracy:DeltaE_00.P95 ≤ tol_dE95,DeltaE_00.P99 ≤ tol_dE99。
- C20-702 wb_gray_error:中性灰偏差 ≤ tol_wb_gray。
- C20-703 gamut_clip_ratio:出域像素占比 ≤ tol_oog_ratio。
- HDR 与曝光融合(C20-80x)
- C20-801 hdr_ghosting:拖影度量 ghosting ≤ tol_ghost。
- C20-802 saturation_ratio:过饱和像素占比 ≤ tol_sat_ratio。
- C20-803 local_contrast_consistency:对比一致性偏差 ≤ tol_lcc。
- 计算成像稳健性(C20-90x)
- C20-901 deconv_condition:问题条件数 ≤ tol_cond 且收敛步数 ≤ tol_iter。
- C20-902 cs_residual:残差 || y - Phi x ||_2 ≤ tol_cs_res。
- C20-903 sharpening_ringing:过锐化振铃指标 ≤ tol_sharp_ring。
- 时间/路径门控与到达时(C20-100x)
- C20-1001 gate_window_bound:Delta_t ≤ tol_gate_width。
- C20-1002 sync_quality:同步评分 S_sync ≥ tol_sync。
- C20-1003 arrival_consistency:delta_form ≤ tol_Tarr(两口径并行,见上)。
- 质量面板、SLO 与发布(C20-110x)
- C20-1101 latency_p99:T_proc.P99 ≤ tol_P99。
- C20-1102 drop_rate_bound:drop_rate ≤ tol_drop。
- C20-1103 utilization_stable:rho < 1 且 W_q.P95 ≤ tol_Wq。
- C20-1104 manifest_signed:hash_sha256(blob) 与 signature 存在且匹配。
V. 策略卡模板与示例
- 策略卡字段模板(PolicyCard-IMG)
- version: IMG-v1
- profile: <Lab|Prod|Edge>
- device_id/mode_id: <string>
- refs: <charts|flats|darks|psf|color_profile>
- tolerances: { tol_offset, tol_skew, tol_jitter, tol_Tarr, f50_min, tol_PRNU, tol_DSNU, tol_geo, tol_dE95, tol_dE99, tol_ghost, tol_P99, tol_drop, ... }
- bands: { mtf_band, nps_band, gain_band }
- gates: { Delta_t_max, S_sync_min }
- runtime: { rho_max, W_q_P95_max }
- degrade_policy: { on_violation: <drop|recompute|fallback>, max_retries, notify }
- 示例:Prod-DSLR-4K-v1(片段)
- profile: Prod
- tolerances:
- f50_min: 0.25 cy/pixel
- tol_PRNU: 0.01
- tol_DSNU: 1.5 DN
- tol_dE95: 2.0
- tol_dE99: 3.5
- tol_geo: 0.3 px
- tol_ghost: 0.05
- tol_Tarr: 1e-9 s
- tol_P99: 25 ms
- tol_drop: 0.005
- degrade_policy: { on_violation: fallback, max_retries: 1, notify: ops@etl }
VI. 断言与实现绑定
- 断言入口:assert_contract(ds|img, C20-*, policy),在流水线节点执行后与发布前各触发一次。
- 实现绑定:
- 调用《Methods.Cleaning v1.0》I10-10 assert_contract 执行通用断言;
- 成像专属指标通过本卷 I20-21/22/41/51/61/71/81/91/101/112/113 生成度量,再交由断言引擎比对策略卡。
- 返回语义:{pass, violations[], sli, audit_report};严重违规触发 degrade_policy 与回退路径。
VII. 交叉引用
- 线性化与单位:见本卷第4章;C20-101/102/103/104。
- 光学与采样:见第5章、第6章;C20-201/202/203/301/302/303。
- 噪声与FPN:见第7章、第8章;C20-401/402/403/501/502/503。
- 几何与色彩:见第9章、第10章;C20-601/602/603/701/702/703。
- HDR 与计算成像:见第11章、第12章;C20-801/802/803/901/902/903。
- 时间/路径门控与到达时:见第13章;C20-1001/1002/1003。
- 质量与审计:见第14章;C20-1101/1102/1103/1104。
- 清洗卷交叉:时基、两口径、发布冻结与背压:见《Methods.Cleaning v1.0》第5、6、10、11章。
VIII. 风控与回退
- 分级处置:
- 轻度(告警):artifact_score 轻微超标且 SLI.img.* 稳定 → 继续发布并标注 q_score 降权。
- 中度(回退):DeltaE_00.P99 或 err_geo 超标 → 回退上一个稳定 manifest。
- 重度(隔离):delta_form > tol_Tarr 或 manifest_signed 缺失 → 隔离批次与停止发布。
- 审计要求:所有违规写入 audit_report 并关联 TraceID,在 manifest 中存档。
IX. 小结
- 本附录提供了可实例化的契约库 C20-* 与策略卡模板,覆盖成像链路关键质量点与运行 SLO。
- 结合 I20-* 与《Methods.Cleaning v1.0》的发布与审计接口,可形成“可断言、可回退、可追溯”的成像发布闭环。
版权与许可(CC BY 4.0)
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首次发布: 2025-11-11|当前版本:v5.1
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