fullseye
tb_estimate_point_normals — 2D typed op
- データ種:
points→points - 呼び出し:
fullseye.apply(img, "tb_estimate_point_normals", 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。
つまみ a を振る(0.1 / 0.5 / 0.9、もう一方は既定):
つまみ b は出力を変えない(実測: 0.1 / 0.5 / 0.9 で同一)。
段階(前置きの op → この op。左から順):
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):
使い方
点群 (N,3) → 単位法線(局所 k 近傍共分散の最小固有ベクトル=PCA)。
FPFH/SHOT/点-面 ICP が要る法線を raw 点群から生成。向きの規約は 2 面:
viewpoint=None(既定)= 重心から外向き(閉じた物体の全周点群向け)/
viewpoint 指定 = 視点(センサ)向き(Hoppe 1992 / PCL 規約。単一視点スキャンの
可視面はセンサ側を向くのが物理的に正しい。pointcloud.estimate_normals と同規約)。
旧版(〜2026-08-30)は viewpoint 指定でも「視点から遠ざける」符号で、単一視点
スキャンという本来用途で全点が裏返っていた。返り値 normals (N,3)。
手順: cKDTree で各点の k 近傍(自分自身を含む。k > N なら N に切り詰め)を取り、
その共分散の最小固有ベクトルを法線にする。返り値 (N,3) float64 の単位ベクトル。
viewpoint は 3 次元の座標(センサ位置)。近傍の点数 min(k, N) が 3 未満(点が
1〜2 個、または k < 3)なら ValueError —— 3 点未満では面が決まらない(1 点だと
共分散すら作れず、2026-10-07 までは einsum の内部エラーで落ちていた)。近傍が同一直線上だと
法線は不定のまま返る(検証は無い)。k が小さいとノイズに弱く、大きいと角が丸まる。
後段: icp_point2plane の dst_normals、render_shaded 用の法線、normals_to_egi。
pointcloud.estimate_normals(台帳 estimate_normals)と同じ規約。
2-D 進化レジストリへ橋渡しした 3d の op estimate_point_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。a が k(既定 16)を振る。b は未使用。
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。
img_to_points 0.50 0.50
tb_estimate_point_normals 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)
次の例は元の台帳 op estimate_point_normals を呼ぶもの。この橋渡し op は同じ実装を fn(v, a, b) 規約に合わせただけなので、挙動はそのまま当てはまる(呼び出し形だけ違う)。
- fpfh_correspondence —
py -3.11 examples_3d/fpfh_correspondence.py
型が繋がる次の op(points を入力に取れる)
identity · tb_points_to_voxel · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_points_render · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal
同カテゴリ(typed)
tb_points_to_voxel · tb_iss_keypoints · tb_project_points · tb_render_point_depth · tb_points_render · tb_statistical_outlier_removal · tb_radius_outlier_removal · tb_voxel_grid_downsample
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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