tsdf_from_depth — 3D transform op

• 資料種類:depth → sdf

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.tsdf_from_depth(depth, fx, fy, cx, cy, size=64, bounds=None, trunc=3.0)(要直接呼叫實作,import match3d; match3d.tsdf_from_depth(depth, fx, fy, cx, cy, size=64, bounds=None, trunc=3.0);從台帳取用則 ops3d.get("tsdf_from_depth"))

用法

深度圖(2.5D)→ TSDF volume(RGB-D 重建的標準表示)。depth→TSDF 轉換。

將每個 voxel 投影到影像上,儲存與視線上觀測深度之間的帶符號截斷距離 [-1,1] (表面前方 +、後方 −、表面 0)。KinectFusion 系的基本表示。

網格: bounds=(lo, hi) 是 (X, Y, Z) 的相機座標(與 depth_to_points 相同), 為 None 時取深度反投影點雲的 min−2 / max+2(深度單位)。輸出為 (size,size,size) float32,軸順序為 (Z, Y, X),voxel 中心 = lo + (i + 0.5)/size·(hi − lo)。注意 bounds 的排列 (x,y,z) 與陣列的軸 (z,y,x) 相反。

值: 以 u = X·fx/Z + cx、v = Y·fy/Z + cy 將各 voxel 中心取整到像素,由該像素的觀測深度 d 計算 clip((d − Z)/trunc, −1, 1)(trunc 與深度同單位)。落在影像外的 voxel、觀測深度為 0 以下、Z 為 0 以下的 voxel 設為 +1(未觀測=自由)(不會 clip 到邊界像素而偽裝成已觀測)。約定深度 0 為無效值。

• 深度全為 0 且 bounds=None 時點雲為空,numpy 的 min 拋出例外。

• 由於是 1 個視點的 TSDF,視線背面以 −1 填滿(不會成為封閉物體)。

後續: 用 voxel_to_mesh(tsdf, iso=0.0) 擷取表面。要轉為佔據則用 sdf_to_occupancy。

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。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• transforms_repr — py -3.11 examples_3d/transforms_repr.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 sdf 作為輸入)

sdf_to_occupancy · fuse_to_voxel · integrate · extract_surface_points · query_distance · sdf_union · sdf_intersect · sdf_subtract

同類別(transform)

points_to_voxel · gaussians_to_voxel · mesh_to_voxel · mesh_to_points · depth_to_points · voxel_to_mips · voxel_to_mesh · signed_distance_field

*Provenance: match3d.py — 3D 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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