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piv_peak_locking — PIV assess op

使い方

ピークロッキングの強さ。小数部の分布が一様からどれだけ外れているか。

サブピクセル推定は、真の変位の小数部が 0 や 0.5 のときにそこへ引き寄せられる 偏りを持つ(相関ピークの形と当てはめる関数の形が違うことから来る、PIV の 教科書的な系統誤差)。流れが一様でなければ小数部は一様分布に近いはずで、 そこからのずれを測る。

指標 c0標本数に依らないカイ二乗型のずれ: sum((n_i - n_bar)^2 / n_bar) / (bins - 1)。一様分布から標本を取ると 期待値 1 になるので、1 前後なら一様と区別できない、大きいほど偏っている。

★ ただしこの指標は「真の変位の小数部が一様である」ことを仮定する。窓の数が 少ない場や、変位がゆっくり変わる場では真値そのものの c0 も大きくなる (実測: 線形ランプの真値で 82 —— 窓格子が 19 列しか無く小数部が離散的に しか現れないため)。したがって c0 は同じ入力の真値と比べて読むこと。

決定的な診断は別にある —— 一様並進の小数部を 0 から 0.9 まで振り、 推定値が対角線に乗るかを見る。実測(win=32、density 0.02):

========== ================= ================== 推定法 小数部誤差の RMS 最大絶対誤差 ========== ================= ================== gauss3 0.0037 px 0.0088 px parabolic 0.0104 px 0.0151 px centroid 0.2259 px 0.3701 px ========== ================= ==================

centroid は真値 0.1 を 0.02、0.9 を 0.98 と答える —— 整数へ引き寄せる 教科書どおりの S 字。出るはずのものが出たことの確認であって、 実装の不具合ではない(だから 3 つとも残してある)。

Args: flow: (2, h, w)。 bins: 小数部のヒストグラムの階級数。 Returns: dict: c0(両成分合わせた指標)、hist((2, bins))、 frac_mean / frac_stdbins

詳しい使い方ガイド

参考(サンプルデータ・文献)

実行できる例(この op を実際に呼ぶ検証済みサンプル)

型が繋がる次の op(table を入力に取れる)

同カテゴリ(assess)

piv_sample_at_windows · piv_error_stats · piv_time_statistics


Provenance: pivops.py — PIV 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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