tb_points_to_voxel — 2D typed op

• Datenarten: points → volume

• Aufruf: fullseye.apply(img, "tb_points_to_voxel", a=0.5, b=0.5) (das 2-D-Modell ist ein Bild plus zwei skalare Regler a,b∈[0,1])

tb_points_to_voxel: input → output

*Die Abbildung ist die tatsächliche Ausgabe auf einer synthetischen 128×128-Eingabe. Links Eingabe, rechts Ausgabe. Punktwolken als Draufsicht-Streudiagramm (Helligkeit = z), 1-D-Reihen als Linie, Volumen als Maximum-Projektion entlang z, Videos als mittleres Bild, komplexe Bilder als Betrag; Rückgabewerte, die kein Bild ergeben, werden als Werte gezeigt.*

*Regler a ändert die Ausgabe nicht (gemessen: identisch bei 0,1 / 0,5 / 0,9).*

*Regler b ändert die Ausgabe nicht (gemessen: identisch bei 0,1 / 0,5 / 0,9).*

Stufen (die vorangehenden Ops → dieser Op, von links nach rechts):

▸ tb_points_to_voxel: Stufen (Doku-Website)

Auf anderen Bildern (synthetische Szene / Foto / Münzen. Obere Reihe: Eingaben, untere Reihe: deren Ausgaben. Regler auf Standard):

▸ tb_points_to_voxel: andere Eingaben (Doku-Website)

Bewegung (GIF: Bilder / Ansichten / Schnitte nacheinander. Die stehende Abbildung ist die vollständige; das GIF ist ergänzend):

tb_points_to_voxel: animation

Verwendung

Punktwolke (N,3) → Dichte-Voxel (size³). Splatting per scatter_add, optional mit Gauß-Glättung.

Mit bounds=(lo,hi) lassen sich mehrere Wolken auf dasselbe Gitter legen (= Voraussetzung für das Matching).

Ablauf: Jeder Punkt wird mit idx = floor((p − lo)/(hi − lo)·(size − 1)) auf das ganzzahlige Gitter gelegt, und zu diesem voxel wird 1 addiert (Wert = Zahl der in diesen voxel gefallenen Punkte). Bei smooth > 0 wird ein gaussian mit σ=smooth (in voxel-Einheiten) als separierbare conv über 3 Achsen angewendet (Radius max(1, int(4σ + 0.5)), Ränder replicate). Die Achsenreihenfolge der Ausgabe ist genau die Spaltenreihenfolge der Punkte (points[:, 0] → Achse 0); eine Umordnung nach (depth,row,col) erfolgt nicht.

• bounds: 2 Vektoren (lo, hi) mit je 3 Dimensionen. Bei None min/max der Punktwolke selbst (das Gitter ändert sich

je Wolke, daher beim Vergleich von 2 Wolken immer dieselben bounds übergeben). Länge ungleich 3, nicht endlich oder eine Achse mit hi <= lo führt zu ValueError (die tsdf-Konvention ((xmin,xmax),...) wird als Länge 2 abgewiesen).

• Punkte außerhalb des Bereichs werden nicht verworfen, sondern auf den Rand-voxel geclippt (am Rand sammelt sich falsche Dichte). Wer sie abschneiden will,

entfernt sie vorher auf Seiten der Punktwolke.

• size: Zahl der voxel je Seite. Eine Achse mit hi − lo gleich 0 wird nur durch 1e-9 ersetzt, ohne Warnung.

• Bei leerer Punktwolke und bounds=None wirft numpys min eine Ausnahme.

• Rückgabewert: (size, size, size) float64 numpy (auch bei Berechnung auf einem device zurück auf die CPU). Die Werte sind Anzahlen

(nach dem Glätten eine gewichtete Verteilung der Anzahlen) und werden nicht normiert.

Nachgelagert: als Eingabe für match_points_ncc / signed_distance_field / voxel_to_mesh.

Die in die 2-D-Evolutionsregistrierung überbrückte 3d-op points_to_voxel. Die Implementierung ist dieselbe, nur die Aufrufkonvention ist an op(v, a, b) angepasst. Diese op hat keine Stellpunkte; weder a noch b wird verwendet.

Referenzen (Beispieldaten, Literatur)

• Katalog der Beispieldaten (Download-URLs / Lizenzen) — 2-D nutzt skimage.data (BSD/Public Domain) plus synthetische Bilder, 3-D nennt Download-URLs echter Datenquellen (Stanford, PDS, …).

• Herkunft und Literatur der Operatoren — die Quellen der Forschung/Verfahren, auf denen diese Operatorfamilie beruht.

In Studio ausprobieren

Das Programm unten ist nachweislich lauffähig (gleiche Eingabe wie die Abbildung). In der Studio-Hilfe wird dieser Block zu Schaltflächen, die es sofort laden und ausführen.

img_to_points 0.50 0.50
tb_points_to_voxel 0.50 0.50

▸ Diese Pipeline laden  ·  Laden & ausführen

Ausführbare Beispiele (verifizierte Samples, die diesen Operator wirklich aufrufen)

Die folgenden Beispiele rufen den zugrunde liegenden Ledger-Op points_to_voxel auf. Dieser Brücken-Op ist dieselbe Implementierung, angepasst an die Konvention fn(v, a, b); das Verhalten gilt unverändert (nur die Aufrufform unterscheidet sich).

• sh_descriptor_retrieval — py -3.11 examples_3d/sh_descriptor_retrieval.py

• shape_desc_pose — py -3.11 examples_3d/shape_desc_pose.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen volume als Eingabe)

identity · vol_gaussian · vol_median · vol_erode · vol_dilate · vol_threshold · vol_reg_dilate · vol_reg_erode

Gleiche Kategorie (typed)

tb_estimate_point_normals · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal · tb_voxel_grid_downsample · tb_mls_smooth


*Provenance: ops.py — 2D Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

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