match_pose op• 数据种类:voxel × voxel → shift
• 调用: import fullseye as fs; fs.ledger.match_phase_3d(a, b, device='cpu', window='tukey', whitening=0.25)(要直接调用实现,import match3d; match3d.match_phase_3d(a, b, device='cpu', window='tukey', whitening=0.25);从台账取用则 ops3d.get("match_phase_3d"))
• GPU:该算子有 GPU 路径(device="cuda")
3D 相位相关(FFT)。返回把 b 对齐到 a 的整数位移 (dz,dy,dx)。
> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。
Reddy & Chatterji の 3D 版。相互パワースペクトル R = A·conj(B) を |R|^`whitening` で割って逆 FFT したピーク = 平行移動。
テンプレート不要・全 volume・O(N log N)。回転/スケールは別途(PCA / log-polar)。
引数: `a, b は同形の 3-D 配列(違えば ValueError)。float32 に落として FFT する。window: "tukey"`(既定、α 0.5)・
`"hann"・None(掛けない)—— 窓は平均を引いてから掛け、長さ 8 未満の軸には掛けない。whitening`: |R| の指数(0〜1、
1 = 古典的な位相相関の全白色化、0 = 素の相互相関、既定 0.25)。
返り値: int の tuple `(dz, dy, dx)、各軸 (−N/2, N/2]` に折り返し済み。意味は
`np.roll(b, (dz,dy,dx), axis=(0,1,2)) ≈ a`(b をこれだけ動かすと a に重なる)。
★既定を替えた理由(2026-10-06、:func:filters_freq.phase_correlation_fft と同じ罠): 0.4.0 までの「窓なし + 全白色化(eps 1e-9)」は、
帯域の限られた volume の 周期的でない切り出し(重なりが部分的な 2 つの撮像という普通の使い方)で、信号の無い周波数のビン
(切り出しの縁の不連続の漏れと丸め)が白色化で信号のあるビンと同じ重みになり、正しいずれを返さなかった —— 低域通過した 32³ の
切り出しでずれ 10 通りが 0 / 10、64³ でも 0 / 10。np.roll の周期的なずれでは厳密なので、それだけの門では見えなかった。
3 次元では 2 次元(既定 Hann + 0.5)より窓が重なりを削り、白色化が雑音のビンを持ち上げやすい: 測った当たり(ずれ 10 通り × 種 3 組)で、
32³・ずれ ±6 の低域の切り出しは Hann + 0.5 が 11 / 30、Hann + 0.25 が 19 / 30、Tukey + 0.25 が 28 / 30、周期的なずれは
それぞれ 9 / 30・18 / 30・27 / 30(旧 30 / 30)。64³ と (1, 256, 256) では 3 つとも全部当たる(旧は低域の切り出しで 0)。
さらに低い帯域(遮断 0.10)の 32³ はどれも 6 / 10 以下で、ここは苦しいまま。だから既定は Tukey(α 0.5)+ 0.25。
旧の挙動は `window=None, whitening=1.0`(数値も同じ経路)。
• 循環相関なので、はみ出した部分は反対側から回り込む。シフトが volume の半分を超えると符号が反転して見える。
窓つきの既定では、小さい volume(32³)の大きな周期的なずれ(辺の 2 割)で外すことがある(上の 27 / 30)—— 周期的なずれだと
分かっているなら `window=None, whitening=1.0`。
• 全 0 の volume は 0 になり index 0 を返す。
• 整数精度。サブボクセルは `refine_translation_lk / refine_peak_newton` へ。
• 回転・スケールがあると効かない(`match_logpolar_z` → 回転補正 → 本 op の順)。
Raises ValueError: 形が違う、window の綴り違い、whitening が [0, 1] の外、torch の無い環境で device が cpu 以外。
• 示例数据目录(下载 URL / 许可证) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有领域)加合成图,3-D 给出真实数据源(Stanford/PDS 等)的下载 URL。
• 算子来历与参考文献 —— 该算子族所依据的研究/方法出处。
• shape_desc_pose — py -3.11 examples_3d/shape_desc_pose.py
shift 作为输入)match_pose)match_pca · moment_axes · match_logpolar_z
*Provenance: match3d.py — 3D 算子登记表。本条目由 tools/opdocs.py md 自动生成(请勿手工编辑)。*
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