tb_estimate_normals — 2D typed op

数据种类:pointspoints

调用:fullseye.apply(img, "tb_estimate_normals", a=0.5, b=0.5)(2-D 的模型是一张图 + 两个标量旋钮 a,b∈[0,1])

tb_estimate_normals: input → output

*图为在 128×128 合成输入上实际运行的输出。左为输入,右为输出。点云以俯视散点显示(亮度 = z),一维序列为折线,体数据为沿 z 的最大值投影,视频为中间帧,复数图像为幅值;无法成像的返回值直接显示数值。*

扫描旋钮 a(0.1 / 0.5 / 0.9,另一旋钮取默认):

tb_estimate_normals: knob a sweep (docs site)

*旋钮 b 不改变输出(实测: 0.1 / 0.5 / 0.9 相同)。*

阶段(前置算子 → 本算子,从左到右):

tb_estimate_normals: stages (docs site)

换别的图像(合成场景 / 照片 / 硬币。上排为输入,下排为对应输出。旋钮取默认):

tb_estimate_normals: other inputs (docs site)

用法

统一朝外(远离邻域重心)方向的点云法线。→ (N,3)。

> 以下的详细说明为原文 —— 摘要与标题已翻译。

手順(各点、Python ループ): `cKDTree で自身を含む k+1 近傍(k は N-1 に切り詰め)を取り、クエリ点を原点にした近傍座標の散布行列 local.T @ local` の最小固有ベクトルを法線にする(単位長)。向きは「近傍重心との内積が正なら反転」= 近傍重心から離れる側に揃える。

• 近傍が 5 点未満の点は固定値 `(0, 0, 1)` を返す(推定していない)。

• 向き付けは局所ヒューリスティクスで、閉じた凸形状なら外向きだが、開いた面・薄板・凹部では隣接点どうしで向きが食い違い得る(大域一貫性は保証しない)。大域的に揃えるには `orient_normals に通すか、最初から estimate_oriented_normals を使う。organized 深度画像なら normals_from_depth` が視点向きで速い。

• 返り値は float64 (N,3)。`k` 既定 25。決定論的。

• 内部は `principal_curvatures` と同じ計算を通る(法線推定にも二次曲面フィットまで走る)ので、点数が多いと遅い。

2-D 進化レジストリへ橋渡しした 3d の op `estimate_normals。実装は同じで、呼び出し規約だけ op(v, a, b) に合わせてある。ak(既定 25)を振る。b` は未使用。

参考(示例数据・文献)

• 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。

在 Studio 中试试

下面的程序已确认可以运行(与图相同的输入)。在 Studio 帮助中,此块会变成按钮,可当场加载并运行。

img_to_points 0.50 0.50
tb_estimate_normals 0.50 0.50

▸ Load this pipeline  ·  Load & run

可运行的示例(实际调用该算子并已验证的样例)

下面的示例调用的是底层账本算子 estimate_normals。此桥接算子只是把同一实现适配为 fn(v, a, b) 约定,行为完全相同(只是调用形式不同)。

cylinder_axis_metrologypy -3.11 examples_3d/cylinder_axis_metrology.py

feature_registerpy -3.11 examples_3d/feature_register.py

oriented_normalspy -3.11 examples_3d/oriented_normals.py

类型可衔接的下一个算子(可接受 points 作为输入)

identity · tb_points_to_voxel · tb_estimate_point_normals · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal

同类别(typed)

tb_points_to_voxel · tb_estimate_point_normals · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal · tb_voxel_grid_downsample


*Provenance: ops.py — 2D 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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