bootstrap_std_error — 2D texture op

資料種類:imageimage

呼叫:fullseye.apply(img, "bootstrap_std_error", 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])

bootstrap_std_error: 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。*

*輸出以類 viridis 偽彩色顯示(深紫 = 小,黃 = 大),便於讀取距離、相位、方向、深度這類「量的場」。*

掃描旋鈕 a(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋鈕取預設):

bootstrap_std_error: knob a sweep (docs site)

掃描旋鈕 b(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋鈕取預設):

bootstrap_std_error: knob b sweep (docs site)

換別的影像(合成場景 / 照片 / 硬幣。上排為輸入,下排為對應輸出。旋鈕取預設):

bootstrap_std_error: other inputs (docs site)

*第 4 欄是彩色 (H,W,3) 輸入。此運算子能正確處理顏色而不跨通道(不把顏色通道當作第三個空間軸摺積)。*

用法

> 該運算子的說明尚無譯文,以下照原文給出。

局所標準偏差の標準誤差を、分布を仮定せずに測る(ブートストラップ)。

`local_std が併記する誤差 1/sqrt(2(n-1))` は雑音が正規分布という仮定の

上に立っている。外れ値や二峰性があると、その式は本当のばらつきを過小に言う。

ここでは窓の中の値をそこから重複ありで取り直して統計量を作り直し、その散らばり

そのものを誤差とする —— 仮定が要らない代わりに計算で買う。

`a が窓(3〜9 画素)、b` が取り直しの回数(8〜64)。出力は窓内の標準偏差に

対する相対標準誤差で、`1.0` が「100 % ぶれる」。

読み方: 絶対値ではなく、場所ごとの比で読む。正規分布の白色雑音に当てると

閉形式 `1/sqrt(2(n-1))` より低めに出る(ブートストラップは小標本で標準偏差の

ばらつきを過小に言う)。実測(`b=1.0`、取り直し 64 回):

窓 3x3 (n=9) 実測 0.216 / 閉形式 0.250 = 0.86

窓 5x5 (n=25) 実測 0.133 / 閉形式 0.144 = 0.92

窓 7x7 (n=49) 実測 0.096 / 閉形式 0.102 = 0.94

窓 9x9 (n=81) 実測 0.076 / 閉形式 0.079 = 0.96

つまり窓が大きくなるほど近づく。読みどころは「どこが周りより高いか」で、

そこは分布が正規から外れている(傷・外れ値・二つの材質の境目)。外れ値を 2 % 混ぜた

画像では中央値が閉形式の 1.8 倍まで跳ね上がり、正規の場合(0.9 倍前後)と

はっきり分かれる —— この差が使いどころ。`local_std` と並べて、「ばらつきの

大きさ」と「その数字の信用できなさ」を同時に見る。

適用条件: (1) 窓が小さいとブートストラップ自体がぶれるうえ、上のとおり

系統的に低く出る。(2) 取り直し回数(`b`)を増やすと地図は滑らかになるが、

真の誤差が下がるわけではない。(3) 決定的にするため種は固定してある —— 同じ入力なら

必ず同じ出力を返す。(4) 仮定を計算で買う opなので遅い: 実測で 128x128 が

0.26 秒、256x256 が 1.27 秒(`b=1.0`、64 回)。閉形式で足りる場面では

`local_std` の誤差限界を使うこと —— この op は「その閉形式が信用できるか」を

確かめたいときの道具。

詳細使用指南

gallery2d_texture_freq 族使用指南

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。

• 演算法的正典(作者・年份)與用途見上面的族使用指南

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。

bootstrap_std_error 0.50 0.50

▸ Load this pipeline  ·  Load & run

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

gallery2d_texture_freqpy -3.11 examples/gallery2d_texture_freq.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 image 作為輸入)

identity · gaussian · mean_box · bilateral · unsharp · median · min_filter · max_filter

同類別(texture)

std_filter · local_bimodality · local_std · scale_select_std · structure_tensor_orientation · structure_tensor_coherence · gabor · sk_frangi


*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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