scene_flow_lk — 3D `motion` op

• Datenarten: voxel × voxel → flow_dense

• Aufruf: import fullseye as fs; fs.ledger.scene_flow_lk(vol0, vol1, device='cpu', win=3, levels=3, iters=3, reg=0.001) (die Implementierung direkt: import match3d; match3d.scene_flow_lk(vol0, vol1, device='cpu', win=3, levels=3, iters=3, reg=0.001); aus dem Register: ops3d.get("scene_flow_lk"))

• GPU: Dieser Operator hat einen GPU-Pfad (device="cuda")

Verwendung

Lucas-Kanade-Szenenfluss (die 3-D-Version des 2-D-optischen Flusses). Ein Bewegungsfeld d = (dz, dy, dx) je Voxel.

> Die ausführliche Beschreibung unten ist der Originaltext — Zusammenfassung und Überschriften sind übersetzt.

テンプレ照合と違い 密な運動/変形を推定する。明るさ一定 ∇I·d + I_t = 0 を窓内最小二乗で

per-voxel に解く(3x3 構造テンソル A=Σ∇I∇Iᵀ, b=-Σ∇I·I_t を窓和 conv3d で)。pyramid + warp の

coarse-to-fine で大変位に対応(各 level で I1 を現 flow で戻し残差を反復補正=Gauss-Newton)。

vol1(x) ≈ vol0(x - d)。返り値 flow (3,D,H,W)。並進・拡大(発散)・回転(渦)場を捉える。

実測: 一様並進 [1.5,-2,1] を中央領域平均で誤差 0.044 voxel、拡大場で外向き発散を正しく検出。

grad_scale=32 は sobel3d(deriv[-1,0,1]×smooth[1,2,1]²)の実測スケール。GPU 対応(全 conv3d)。

引数: `vol0, vol1` は同形の 3-D(違えば ValueError。NaN/Inf や float32 桁あふれも

ValueError)。`win は窓の半幅(窓は一辺 2·win+1)、levels` はピラミッド段数(各段

`avg_pool3d で 2 倍縮小。大変位ほど段数を増やす)、iters は各段の warp 反復、reg` は

構造テンソル対角への正則化(平坦部の 0 除算回避。大きいほど平坦部の flow が 0 に寄る)。

1 反復の更新は各軸 ±2 voxel に clamp される。

返り値 `(3, D, H, W) float32 numpy、flow[0]=dz, flow[1]=dy, flow[2]`=dx

(voxel 単位)。`vol1(x) ≈ vol0(x − d)、すなわち vol0 の構造が +d` 動いて vol1 になる。

端は border 補間で埋まるので端 1〜2 voxel の値は信用しない。剛体運動の R,t が欲しいなら

点群にして `icp_point2point_3d / fit_rigid` へ。

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.

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

• motion_scene — py -3.11 examples_3d/motion_scene.py

Typkompatible Folge-Operatoren (nehmen `flow_dense` als Eingabe)

fuse_to_voxel

Gleiche Kategorie (`motion`)

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*Provenance: match3d.py — 3D Operator-Registry. Diese Notiz wird von tools/opdocs.py md erzeugt (nicht von Hand bearbeiten).*

scene_flow_lk — 3D motion op