refine_rotation_z — 3D `refine` op

• 데이터 종류: voxel × voxel × angle → angle

• 호출: import fullseye as fs; fs.ledger.refine_rotation_z(scene, template, init_angle_deg=0.0, device='cpu', iters=40, tol=0.001, max_step_deg=5.0)(구현을 직접 호출하려면 import match3d; match3d.refine_rotation_z(scene, template, init_angle_deg=0.0, device='cpu', iters=40, tol=0.001, max_step_deg=5.0), 원장에서 가져오려면 ops3d.get("refine_rotation_z"))

• 원장 경유의 반환값: fullseye.ledger.refine_rotation_z(...) 는 선언된 out 형 angle 의 값만 반환합니다(실제 함수는 보조 정보도 반환). 버려진 쪽이 필요하면 fullseye.ledger.refine_rotation_z.raw(...) 를 쓰거나 match3d.refine_rotation_z 를 직접 호출하세요.

• GPU: 이 연산자는 GPU 경로가 있습니다(device="cuda")

사용법

z 축 회전각의 Gauss-Newton 정련(SSD 상의 Lucas-Kanade, 1 매개변수).

Fourier-Mellin 등의 대략적인 z 축 회전 추정(±3° 급)을, 회전각 θ 만으로 SSD 를 최소화하여 고정밀화하는 하류 정밀화기. scene ≈ rotate_z(template, θ_true) 를 가정하고, warp_z(template, θ) 가 scene 에일치하는 θ 를 구한다. 반환되는 각은 match_logpolar_z 와 같은 부호(scene = template 를 θ 회전).

정식화: 잔차 r(θ)=T_warp(θ)−S 를 θ 로 선형화. 회전의 steepest-descent image(해석적 야코비안) 는 중심화 격자 (X=W−cx, Y=H−cy) 와 warp 된 템플릿의 공간 기울기 (gx,gy) 로부터 J = ∂T_warp/∂θ = (−gx·Y + gy·X)(rad 당). 1 파라미터 GN 갱신은 Δθ = −(JᵀWr)/(JᵀWJ). 회전으로 0 이 채워진 모서리는 valid 마스크 W 로 제외. step 은 max_step_deg 로 제한하여 발산을 막는다.

실측(48³ 비대칭 volume, CPU, 다른 보간기 scipy order=3 으로 scene 생성=inverse crime 회피):

clean 오차 ~0.0006°, 5% 잡음 0.009°, 10% 잡음 0.017°(모두 <0.3°). 포착 범위는최소 ±10°, 수렴 3-5 반복·~12ms. 대략적 추정 ±3° 를 그대로 쓰는 경우(오차 3°) 대비 ~5000 배 개선.

Parameters

scene : array_like (D,H,W) 기준 volume(이 자세로 template 를 맞춘다).

template : array_like (D,H,W) 회전시켜 scene 에 맞추는 템플릿 volume. 동일 격자·동일 중심.

init_angle_deg : float 대략적 추정각(deg). Fourier-Mellin 등의 초기값.

device : str "cpu" / "cuda". device 비의존.

iters : int 최대 반복 수.

tol : float |Δθ|(deg)가 이보다 작으면 수렴으로 보고 종료.

max_step_deg : float 1 반복당 각 스텝 상한(deg, 발산 방지).

Returns

(angle_deg, n_iters) : (float, int) 정밀화된 각(deg)과 실행 반복 수.

참고(샘플 데이터·문헌)

• 샘플 데이터 카탈로그(DL URL / 라이선스) —— 2-D 는 skimage.data(BSD/public)+ 합성, 3-D 는 실데이터 소스(Stanford/PDS 등)의 DL URL.

• 연산자의 내력·참고문헌 —— 이 연산자 족의 바탕이 된 연구/기법의 출처.

실행 가능한 예제(이 연산자를 실제로 호출하는 검증된 샘플)

• refinement — py -3.11 examples_3d/refinement.py

타입이 이어지는 다음 연산자(`angle` 를 입력으로 받는 것)

fuse_to_voxel

같은 카테고리(`refine`)

refine_peak_newton · refine_translation_lk · refine_lm · icp_point2point_3d · icp_point2plane

*Provenance: match3d.py — 3D 연산자 레지스트리. 이 op 노트는 tools/opdocs.py md 가 자동 생성합니다(직접 편집하지 마세요).*

refine_rotation_z — 3D refine op

사용법