fullseye
sk_lbp — 2D texture op
- データ種:
image→image - 呼び出し:
fullseye.apply(img, "sk_lbp", 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
LBP(Local Binary Pattern、局所二値パターン)。各画素を中心に円周上の近傍画素と大小比較して 2 進コードを作る、照明変化に強いテクスチャ記述子。
HALCON に直接対応するものは無い。実装は feature.local_binary_pattern(v, 8, 1+int(a*3)) を正規化したもの —— 近傍点数 P=8 は固定、a は半径 R を 1〜4 に振る(半径が大きいほど粗いスケールのテクスチャを拾う)。★b は符号化 method を選ぶ ―― b<0.60 で 'default'(既定。回転不変ではない)、<0.75 で 'ror'、<0.90 で 'uniform'、それ以上で 'nri_uniform'。
実写のテクスチャで測ると、回転不変な符号化にしても異方な素材は救えない ―― brick / grass / gravel で、回転による自分自身からのずれを素材間の最小距離で割った比は 'default' で 9.64 / 0.17 / 0.19、'uniform' で 1.72 / 0.02 / 0.01。等方な 2 つは 10 倍良くなるのに、brick は 1 を割らない(回した自分より別の素材のほうが近い)。LBP の回転不変性は局所パターンの巡回に対するもので、素材そのものの向きの分布は消せないため。詳細 = examples/poc_real_texture_invariance.py。
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。
詳しい使い方ガイド
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。
- アルゴリズムの正典(著者・年)と用途は上記ファミリ使い方ガイドに記載。
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。
sk_lbp 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)
- gallery2d_texture_freq —
py -3.11 examples/gallery2d_texture_freq.py - poc_real_texture_invariance —
py -3.11 examples/poc_real_texture_invariance.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(texture)
std_filter · gabor · sk_frangi · sk_meijering · sk_hessian · sk_gabor · sk_entropy · sk_shape_index
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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