tac_surface_normal — 2D tactile op

データ種: imageimage

呼び出し: fullseye.apply(img, "tac_surface_normal", a=0.5, b=0.5) (2-D は 1 画像 + 2 スカラつまみ a,b∈[0,1] のモデル)

tac_surface_normal: input → output

*図は合成の入力 128×128 で実際に走らせた出力。左が入力、右が出力。点群は上から見た散布(明るさ = z)、1-D 列は折れ線、体積は z 方向の最大値投影、動画は中央フレーム、複素画像は振幅、絵にならない返り値は値そのもの。*

つまみ a を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):

tac_surface_normal: knob a sweep (docs site)

つまみ b を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):

tac_surface_normal: knob b sweep (docs site)

別の画像でも(合成シーン / 写真 / 硬貨。上段が入力、下段がその出力。つまみは既定):

tac_surface_normal: other inputs (docs site)

*4 列目はカラー (H,W,3) の入力。この op は色を跨がずに扱える(色チャネルを 3 本目の空間軸として畳み込まない)。*

使い方

陰影勾配から求める法線ベクトルの z 成分(傾きマップ)。Horn の shape-from-shading(陰影からの形状復元)における法線のパラメータ化 `n = (-p, -q, 1)/sqrt(1+p^2+q^2) を用い、p = gain*gxq = gain*gy として nz = 1/sqrt(1+p^2+q^2) を求める。平坦(未接触)なゲルでは nz = 1、急峻な圧痕の壁では 0 に近づくため、このマップはそのまま有効な [0,1] の符号化になる。a = 勾配ゲイン(1〜21 倍、陰影をどれだけ急峻とみなすか)、b` = センサノイズを抑えるための画像の事前平滑化 sigma(0〜3)。一定値の入力 → 全て 1(完全に平坦なゲル)。

何も写っていないフレーム(実測): 明るさが一様な画像を入れると、明るさに関係なく全画素が前景(1)になる。照明が飛んだ・遮られた・被写体が無いフレームは「欠陥 100%」として返るので、上流で「一様かどうか」を判定して弾くこと。

参考(サンプルデータ・文献)

• サンプルデータ カタログ(DL URL / ライセンス) — 2-D は skimage.data(BSD/public)+ 合成、3-D は実データ源(Stanford/PDS 等)の DL URL。

• 演算子の来歴・参考文献 — この op 族の元になった研究/手法の出典。

Studio で試す

下のプログラムは実際に走ることを確かめてある(図と同じ入力)。Studio のヘルプではこのブロックがボタンになり、その場で読み込んで実行できる。

tac_surface_normal 0.50 0.50

▸ Load this pipeline  ·  Load & run

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

sim2real_and_alifepy -3.11 examples/sim2real_and_alife.py

型が繋がる次の op(image を入力に取れる)

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

同カテゴリ(tactile)

tac_contact_mask · tac_height_from_shading · tac_pressure_proxy · tac_shear_field


*Provenance: ops.py — 2D operator registry. この per-op ノートは tools/opdocs.py md が自動生成(手編集しない)。*

© 2026 Kazufumi Furuse — Fullseye operator documentation. Licensed under Apache-2.0.