fullseye

tsdf_from_depth — 3D transform op

• データ種: depth → sdf
• 呼び出し: import fullseye as fs; fs.ledger.tsdf_from_depth(depth, fx, fy, cx, cy, size=64, bounds=None, trunc=3.0) (実装を直接呼ぶなら import match3d; match3d.tsdf_from_depth(depth, fx, fy, cx, cy, size=64, bounds=None, trunc=3.0)、台帳から引くなら ops3d.get("tsdf_from_depth"))

使い方

深度マップ(2.5D)→ TSDF volume(RGB-D 再構成の標準表現)。depth→TSDF 変換。

各 voxel を画像へ投影し、視線上の観測深度との符号付き切詰め距離 [-1,1] を格納 (表面手前 +・奥 −・表面 0)。KinectFusion 系の基本表現。

格子: bounds=(lo, hi) は (X, Y, Z) のカメラ座標(depth_to_points と同じ)で、 None なら深度を逆投影した点群の min−2 / max+2(深度の単位)。出力は (size,size,size) float32 で 軸順は (Z, Y, X)、voxel 中心 = lo + (i + 0.5)/size·(hi − lo)。 bounds の並び (x,y,z) と配列の軸 (z,y,x) が逆なことに注意。

値: 各 voxel 中心を u = X·fx/Z + cx、v = Y·fy/Z + cy で画素へ丸め、その画素の観測深度 d から clip((d − Z)/trunc, −1, 1)(trunc は深度と同じ単位)。画像外に落ちる voxel・観測深度が 0 以下・Z が 0 以下の voxel は +1(未観測=自由) にする(端画素へ clip して観測済みに見せかけない)。深度 0 が無効値の規約。

• 深度が全て 0 で bounds=None だと点群が空になり numpy の min で例外。
• 1 視点の TSDF なので視線の裏側は −1 で埋まる(閉じた物体にはならない)。 後段: voxel_to_mesh(tsdf, iso=0.0) で面を取る。占有にするなら sdf_to_occupancy。

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。

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

• transforms_repr — py -3.11 examples_3d/transforms_repr.py

型が繋がる次の op(sdf を入力に取れる)

sdf_to_occupancy · fuse_to_voxel · integrate · extract_surface_points · query_distance · sdf_union · sdf_intersect · sdf_subtract

同カテゴリ(transform)

points_to_voxel · gaussians_to_voxel · mesh_to_voxel · mesh_to_points · depth_to_points · voxel_to_mips · voxel_to_mesh · signed_distance_field

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Provenance: match3d.py — 3D 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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