tb_superquadric_residual — 2D typed op

• 資料種類:points → feature

• 呼叫:fullseye.apply(img, "tb_superquadric_residual", a=0.5, b=0.5)(2-D 的模型是一張圖 + 兩個純量旋鈕 a,b∈[0,1])

tb_superquadric_residual: input → output

*圖為在 128×128 合成輸入上實際執行的輸出。左為輸入,右為輸出。點雲以俯視散點顯示(亮度 = z),一維序列為折線,體資料為沿 z 的最大值投影,影片為中間影格,複數影像為振幅;無法成像的回傳值直接顯示數值。*

*旋鈕 a 不改變輸出(實測: 0.1 / 0.5 / 0.9 相同)。*

*旋鈕 b 不改變輸出(實測: 0.1 / 0.5 / 0.9 相同)。*

階段(前置運算子 → 本運算子,由左至右):

▸ tb_superquadric_residual: 處理階段 (文件網站)

用法

Gross-Boult 體積修正殘差:mean( (sqrt(a1 a2 a3)(F^eps1 - 1))^2 )。

以 inside_outside(points, a, eps, R, t) 求出各點的內外函數 F,將逐點殘差 r_i = sqrt(a1*a2*a3) * (F_i**eps1 - 1) 的 2 次方平均以 float 回傳。表面上的點 F=1,因此殘差為 0,內側為負、外側為正的殘差(因取 2 次方,符號消失)。與 fit_superquadric 所最小化的是同一個量,回傳 dict 中的 residual 也是這個值。

• points:可 reshape 為 (N,3) 的點雲(world 座標)。

• a:半徑 (a1,a2,a3)。eps:形狀指數 (eps1,eps2)(計算 F 時兩者都用,外層的 F**eps1 只用 eps1)。

• R/t:位姿(X_body = R.T @ (X - t))。None 時為單位旋轉 / 原點。

數值保護:F 截斷到 [0, 1e12],a1*a2*a3 先抬高到 1e-12 以上再取 sqrt (以免退化參數產生 inf/NaN。對表面附近的值沒有影響)。

因次:sqrt(a1 a2 a3) 是長度的 3/2 次方,F^eps1 - 1 無因次,因此回傳值具有長度 3 次方的因次,取決於點雲的尺度。不適合在大小不同的物體之間比較。它不是真正的點-表面歐氏距離而是徑向距離近似,並且對離群值毫無防護,這些都如模組 docstring 所述。

橋接到 2-D 演化註冊表的 3d op superquadric_residual。實作相同,只是呼叫慣例改為 op(v, a, b)。此 op 沒有可調參數,a 與 b 都不使用。

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

在 Studio 中試試

下面的程式已確認可以執行(與圖相同的輸入)。在 Studio 說明中,此區塊會變成按鈕,可當場載入並執行。

img_to_points 0.50 0.50
tb_superquadric_residual 0.50 0.50

▸ 載入此管線  ·  載入並執行

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

下面的範例呼叫的是底層帳本運算子 superquadric_residual。此橋接運算子只是把同一實作適配為 fn(v, a, b) 慣例,行為完全相同(只是呼叫形式不同)。

• superquadric_fit — py -3.11 examples_3d/superquadric_fit.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 feature 作為輸入)

identity · feature_to_img

同類別(typed)

tb_points_to_voxel · 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


*Provenance: ops.py — 2D 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

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