fullseye
tac_height_from_shading — 2D tactile op
- データ種:
image→image - 呼び出し:
fullseye.apply(img, "tac_height_from_shading", 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)
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。
出力は viridis 風の疑似カラー(暗い紫 = 小、黄 = 大)。距離・位相・向き・深度のような「量の場」を読むため。
つまみ a を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):
つまみ b を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):
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):
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
Height/relief map by Poisson integration of the shading gradients – the
integration stage of GelSight depth reconstruction (and of photometric
stereo): the image gradients are read as surface slopes p = gain*gx,
q = gain*gy and the Poisson equation lap(h) = div(p,q) is solved
spectrally, h_hat = div_hat / lap_hat with the discrete Laplacian symbol
2cos(2*pi*u/W)+2cos(2*pi*v/H)-4 and the (undetermined) DC mode pinned to
zero. a = gradient gain (0.25..4.25x), b = pre-smoothing sigma of the
gradient field (0..3). Output is min-max normalised to [0,1] and refit to
HxW; a constant frame integrates to a flat (all-zero) relief.
つまみ(実測): a を 0 から 1 まで振っても出力は変わらない(実測。4 種類の入力で確認)。
値の比較可能性(実測): 出力をその画像の最大値で正規化している(出力の最大が常に 1.0、入力を定数倍しても出力が変わらない)。したがって画像をまたいで値を比較できない —— 同じ強さの特徴でも、その画像の中で最も強い特徴が何かによって値が変わる。弱い特徴しか無い画像では雑音が 1.0 まで持ち上がる。画像間で比べたいときは、共通の基準で割り直すこと。
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、明るさに関係なく空(全画素が背景 0)になる。真っ白でも真っ黒でも同じで、明るさそのものでは何も検出しない。
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_height_from_shading 0.50 0.50
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_alife —
py -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_surface_normal · 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)。
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