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コマンドリファレンス (Ver.1.1.1以降)

使い方

homcloud の各プログラムは

python3 -m homcloud.****

のように python のモジュールとして実行します。

上の python3 -m を使うことで全てのOSで共通のpythonスクリプトからの呼び出しとして使うことができます。 Linux や MacOS 版では homcloud-**** のような形でシェルコマンドとしても実行できます。


«««< HEAD ## [base] diagram-to-text ======= ## birth_death_area

birth-death-area - birth-death-areas を探し、可視化します。

書式

python3 -m homcloud.birth_death_area
                             [-h] [-V] -d DEGREE -x X_RANGE -y Y_RANGE
                             [-o OUTPUT] [-a ALGORITHM]
                             [-O DRAW_OUTLINE_ONLY]
                             [-B DRAW_BIRTH_SIMPLICES]
                             [-D DRAW_DEATH_SIMPLICES]
                             input

エイリアス

homcloud-birth-death-area

解説

このプログラムは birth-death-areas の対を X_RANGE と Y_RANGE の範囲から探します。

«««< HEAD もし -o オプションが与えられれば、vtk ファイルが出力されます。 -o オプションが与えられなければ、paraview によって結果が表示されます。 ======= もし -o オプションが与えられれば、 vtk ファイルが出力されます。 -o オプションが与えられなければ、 paraview によって結果が表示されます。 »»»> e3a9292bbb0b54bfd25d1b919921d8060da942aa

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE <<<<<<< HEAD
                      PHの次数 =======
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1) >>>>>>> e3a9292bbb0b54bfd25d1b919921d8060da942aa
-x X_RANGE, --x-range X_RANGE
                      birth range
-y Y_RANGE, --y-range Y_RANGE
                      death range
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力ファイルのパス
-a ALGORITHM, --algorithm ALGORITHM
                      アルゴリズム
-O DRAW_OUTLINE_ONLY, --draw-outline-only DRAW_OUTLINE_ONLY
                      draw outline only (True/False, default: True)
-B DRAW_BIRTH_SIMPLICES, --draw-birth-simplices DRAW_BIRTH_SIMPLICES
                      draw birth simplices (True/False, default: True)
-D DRAW_DEATH_SIMPLICES, --draw-death-simplices DRAW_DEATH_SIMPLICES
                      --draw death simplices (True/False, default: True)

python3 -m homcloud.pc2diphacomplex -d 3 -I -D points3d.txt points3d.idiagram
python3 -m homcloud.birth_death_area -d 2 -x "[4.5:5.8]" -y "[6:7]" points3d.idiagram

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diagram-to-text

remotes/origin/edit_example

ダイアグラムをテキストに変換します。

書式

python3 -m homcloud.diagram_to_text [-h] [-V] -d DEGREE [-S SHOW_BIRTHDEATH_INFO]
                                    [-o OUTPUT]
                                    input

エイリアス

homcloud-diagram-to-text

解説

オプション

-h, --help          ヘルプを表示し、終了する
-V, --version       バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-S SHOW_SIMPLICES, --show-simplices SHOW_SIMPLICES
                    birth/death を与える単体を表示します。(yes/no, デフォルト:yes)
		(ノート: もしyesの場合、essentialなbirth-death pairは無視される)  
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                    出力ファイル

python3 -m homcloud.diagram_to_text -d 1 -S  yes -o tmp.txt output.idiagram    

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[base] dipha

dipha - diphaを呼び出します。

書式

python3 -m homcloud.dipha
        [-h] [-T TYPE] [-n PARALLELS] input output

エイリアス

homcloud-dipha

解説

このプログラムは dipha コマンドのラッパーとして動作します。 主に index-combined data に対して使われます。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-T TYPE, --type TYPE  input type (dipha, idipha)
-n PARALLELS, --parallels PARALLELS
                      並列して計算する数 (デフォルトは1)
-d, --dual            dual algorithmを使う

python3 -m homcloud.dipha -T idipha -n 2 input.idiagram output.icomplex

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[advanced] dump_diagram

dump_diagram - birth-death-pairs を表示します。

書式

python3 -m homcloud.dump_diagram
        [-h] [-d DEGREE] [-T TYPE] [-o output] input [input ...]

エイリアス

homcloud-dump-diagram

解説

このプログラムは birth-death-pairs をコンソールへ出力します。

もし、-o オプションが与えられれば、結果はファイルに出力されます。

もし入力データが index-map の情報を持っていれば、birth/death を与える単体が表示されます。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイルの書式 (dipha(デフォルト), idipha)
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デフォルト: False)
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力テキストファイル名
-S SHOW_SIMPLICES, --show-simplices SHOW_SIMPLICES
                      birth/death を与える単体を表示します。(yes/no, デフォルト:yes)

出力形式

INDEX-MAP がない場合

birth time は第一列、death time は第二列に表示されます。 列の間はスペースで分けられています。

例:
b1 d1
b2 d2
  :

CUBICAL FILTRATION についての INDEX-MAP の場合

«««< HEAD Birth times are shown on the 1st column, death times are shown on the 2nd column, positions of birth pixels are shown on the 3rd column, and positions of death pixels are shown on the 4th column. The columns are separated by a space.

======= »»»> e3a9292bbb0b54bfd25d1b919921d8060da942aa birth time は第一列、death time は第二列に表示されます。 birth pixel の位置は第三列、death pixel の位置は第四列に表示されます。 列の間はスペースで分けられています。

例:
b1 d1 (x_b1,y_b1) (x_d1,y_d2)
b2 d2 (x_b2,y_b2) (x_d2,y_d2)
    :

ALPHA FILTRATION についての INDEX-MAP の場合

birth time は第一列、death time は第二列に表示されます。 birth を与える単体の頂点は第三列、death を与える単体の頂点は第四列に表示されます。 列の間はスペースで分けられています。

例:
b1 d1 {(x_b11,y_b11,z_b11),(x_b12,y_b12,z_b12)} {(x_d11,y_d11,z_d11),(x_d12,y_d12,z_d12),(x_d13,y_d13,z_d13)}
b2 d2 {(x_b21,y_b21,z_b21),(x_b22,y_b22,z_b22)} {(x_d21,y_d21,z_d21),(x_d22,y_d22,z_d22),(x_d23,y_d23,z_d23)}
    :

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[advanced] full-ph-tree

全PHツリーを計算します。

書式

python3 -m homcloud.full_ph_tree
		[-h] [-V] -d DEGREE [-j DUMP_JSON] input output

エイリアス

homcloud-full-ph-tree

解説

全PHツリーを計算します。

オプション

-h, --help          ヘルプを表示し、終了する
-V, --version       バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE <<<<<<< HEAD
                    PHの次数 =======
                    ホモロジーの字数 (デフォルト: 1) >>>>>>> e3a9292bbb0b54bfd25d1b919921d8060da942aa
-j DUMP_JSON, --dump-json DUMP_JSON
                    jsonへダンプ出力する。

python3 -m homcloud.full_ph_tree -d 2 output.idiagram output.2.pht -j output-tree.2.json

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[advanced] optimal-cycle

pmaxsat による optimal-cycle を計算します。

書式

usage: homcloud-optimal-cycle [-h] [-V] -d DEGREE [-x X] [-y Y] [-X X_RANGE]
                              [-Y Y_RANGE] [-c CUTOFF_RADIUS] [-T TYPE]
                              [-j JSON_OUTPUT] [-v VTK_OUTPUT] [-P] [-n RETRY]
                              [-C OPTIMAL_CYCLE_CHILDREN]
                              [--integer-programming INTEGER_PROGRAMMING]
                              [--debug DEBUG] [--solver SOLVER]
                              [--constrain-on-birth-simplex]
                              [--skip-infeasible SKIP_INFEASIBLE]
                              input

エイリアス

homcloud-optimal-cycle

解説

オプション

-h, --help          ヘルプを表示し、終了する
-V, --version       バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                    ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-x X                birth/death ペアの生成時刻
-y Y                birth/death ペアの消滅時刻
-X X_RANGE, --x-range X_RANGE
                    ペアの生成時刻
-Y Y_RANGE, --y-range Y_RANGE
                    ペアの消滅時刻
-c CUTOFF_RADIUS, --cutoff-radius CUTOFF_RADIUS
                    R^n でのカットオフ半径
-T TYPE, --type TYPE  optimal cycle のタイプ (現在は volume のみ)
-j DUMP_JSON, --dump-json DUMP_JSON
                    json へダンプ出力する
-v VTK_OUTPUT, --vtk-output VTK_OUTPUT
                    vtk へダンプ出力する
-P, --invoke-paraview
                    paraview を起動して可視化する
-n RETRY, --retry RETRY
                    リトライの回数
-C OPTIMAL_CYCLE_CHILDREN, --optimal-cycle-children OPTIMAL_CYCLE_CHILDREN
--integer-programming INTEGER_PROGRAMMING
                    use integer programming (on/*off*)
--debug DEBUG       デバッグモード (on/*off*)
--solver SOLVER     LP solver
--constrain-on-birth-simplex
                    constrain on the birth simplex
--skip-infeasible SKIP_INFEASIBLE
                    skip infeasible (on/*off*)

python3 -m homcloud.optimal_cycle -d 1 -X 0.2:0.25 -Y 0.35:0.4 -j optimal-cycles.json -c 1.0 -n 3 output.idiagram

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[base] pc2diphacomplex

pc2diphacomplex - point clouds から dipha のためのアルファ複体のフィルトレーションを作成します。

書式

python3 -m homcloud.pc2diphacomplex
        [-h] [-t TYPE] [-n NOISE] 
        [-d DIMENSION] [-w] [--no-square] [-I]
        INPUT OUTPUT

エイリアス

homcloud-pc2diphacomplex

解説

このプログラムは dipha のための(重み付き)アルファ複体のフィルトレーションを(重み付き)point clouds から計算します。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-t TYPE, --type TYPE  入力ファイルの書式
-n NOISE, --noise NOISE
                      付加ノイズレベル
-d DIMENSION, --dimension DIMENSION
                      入力ファイルの次元
-w, --weighted        重み付きアルファ複体の filtration を使う
--no-square           出力値を 1/2 乗する (birth を与える半径 r が負の時は -sqrt(abs(r)) を出力する)
--square              出力値を 2 乗する (birth を与える半径 r が負の時は -sqrt(abs(r)) を出力する)
-I, --combine-index-map
                      出力する filtration でインデックスマップを結合する
-D, --convert-to-diagram
                      dipha を呼び出し、直接パーシステント図へ変換する
-P, --partial-filtration
		  partial filtration を計算する (relative homology)
-A, --check-acyclicity
                      paritial filtration のためにacyclicityをチェックする

入力ファイルの書式

使用するアルファ複体のフィルトレーションは、重み付きでも重み無しでも扱えます。

重み無し 3 次元 point cloud の場合の入力:

# A line starting with sharp sign is ignored
x_1 y_1 z_1
x_2 y_2 z_2
:

二次元ポイントクラウドデータを使うこともできます:

x_1 y_1
x_2 y_2
  :

重み付き 3 次元 point cloud の場合の入力:

x_1 y_1 z_1 w_1
x_2 y_2 z_2 w_2
   :

重みは 2 乗の値を使ってください(例えば、ファンデルワールス半径の 2 乗を与えて下さい)。 # から始まる行は無視されます。

現在、cgal の制約より、二次元重み付きアルファ複体はサポートしていません。

出力ファイル

出力ファイルの書式は dipha の WEIGHTED_BOUNDARY_MATRIX です。 詳しくは https://github.com/DIPHA/dipha#file-formats をご覧ください。

もし、オプション -I が与えられた場合は、いくつかの付加データが msgpack によって dipha の WEIGHTED_BOUNDARY_MATRIX へ追加されます

もし、-D オプションが与えられたら、出力ファイルは boundary matrix data ではなく、diagram data です。 この場合、パーシステント図が boundary matrix から計算されます。 もし-I オプションが与えられなければ、dipha のダイアグラムファイルが書き出され、 -I オプションが与えられれば、 indexed-diagram ファイル( idiagram ファイル)が書き出されます。


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[base] pict_binarize

pict.binarize-dipha のための二次元の cubical filtration 二値画像から作成されます。

書式

python3 -m homcloud.pict.binarize [-h] [-V] [-m MODE] [-t THRESHOLD] [--gt GT]
                                  [--lt LT] [-T TYPE] [--metric METRIC] [-I] [-s]
                                  [-w WEIGHT] [-a ANGLE] [-M MASK] [-D]
                                  input output  

エイリアス

homcloud-pict-binarize

解説

このプログラムはデジタル画像データから dipha のための cubical filtration を計算します。

入力画像は閾値が与えられた二値画像です。 黒の領域からの市街地距離(マンハッタン距離)がそれぞれの白ピクセルに割り当てられます。 もし -m オプションが与えられたら、白い領域から (-distance + 1) がそれぞれの黒い領域から割り当てられます。 正の距離は二値化画像が膨張され、負の距離は収縮されることを意味しています。

もし、黒と白のピクセルの役割を入れ替えたいなら、-m オプションを追加します。

市街地距離以外の、計測法を使いたいのであれば、--metric オプショ ンを用いてください。現在、ユークリッド距離、マハラノビス距離が使えます。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-m MODE, --mode MODE  dipha で計算する方法を指定する (黒を基準 or 白を基準、デフォルトは黒を基準)
-t THRESHOLD, --threshold THRESHOLD
                      二値化の閾値 (デフォルト: 128)
--gt GT               lower threshold
--lt LT               upper threshold
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (picture(デフォルト), text)
--metric METRIC       二値画像の距離の測定法 (manhattan, euclidean, and mahalanobis. デフォルト: manhattan)
-I, --combine-index-map
                      出力する filtration でインデックスマップを結合する
-s, --ensmall         収縮の処理も行う
-w WEIGHT, --weight WEIGHT
                      マハラノビス距離の重み
-a ANGLE, --angle ANGLE
                      angle for mahalanobis metric
-M MASK, --mask MASK  bitmap のマスクを設定する (白い領域がマスクとして使われる)
-D, --convert-to-diagram
                      dipha を呼び出し、ダイアグラムに直接変換する

入力ファイルの書式

グレースケールの PNG と TIFF が入力ファイルになります。 他の形式の画像については Pillow (pythonの画像ライブラリ)をお使いください。

もし入力ファイルが16ビットのグレースケールの場合は、ピクセルの値は0から255に規格化されます。

出力形式

出力の書式は dipha の IMAGE_DATA format です。 dipha のファイルの書式についての詳細は https://github.com/DIPHA/dipha#file-formats をご覧ください。

もし、-I オプションが与えられたら、追加のデータが msgpack によって dipha のIMAGE_DATA で追加されます。

もし、-D オプションが与えられたら、出力ファイルは boundary matrix data にはならず、ダイアグラムデータになります。 この場合、パーシステント図は cubical filtration から計算されます。 もし-I オプションが与えられなければ、dipha のダイアグラムファイルが書き出され、-I オプションが与えられれば、 indexed-diagram ファイル( idiagram ファイル)が書き出されます。


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[base] pict_binarize-nd

N次元の erosion-dilation filtration を作ります。

書式

python3 -m homcloud.pict.binarize_nd [-h] [-V] [-T TYPE] [-m MODE] [-t THRESHOLD]
                                     [--gt GT] [--lt LT] -o OUTPUT [-s] [-I]
                                     [--metric METRIC] [-D]
                                     [input [input ...]]

エイリアス

homcloud-pict-binarize-nd

解説

N次元の erosion-dilation filtration を作ります。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-m MODE, --mode MODE  dipha で計算する方法を指定する (黒を基準 or 白を基準、デフォルトは黒を基準)
-t THRESHOLD, --threshold THRESHOLD
                      二値化の閾値 (デフォルト: 128)
--gt GT               lower threshold
--lt LT               upper threshold
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力する complex file の名前
-s, --ensmall         収縮の処理も行う
-t THRESHOLD, --threshold THRESHOLD
                      二値化の閾値 (binarize modeでのみ使用化)
-I, --combine-index-map
                      出力する filtration でインデックスマップを結合する
--metric METRIC       二値画像の距離の測定法 (manhattan, euclidean, and mahalanobis. デフォルト: manhattan)
-D, --convert-to-diagram
                      dipha を呼び出し、ダイアグラムに直接変換する

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[base] pict_binarize3d

pict.binarize3d - 二値化したデジタル画像の三次元 cubical dilation-erosion filtration が画像のスタックとして作成されます。

書式

python3 -m homcloud.pict.binarize3d [-h] [-V] [-m MODE] [-t THRESHOLD] [--gt GT] [--lt LT]
                                    -o OUTPUT [-s] [-I] [--metric METRIC] [-D]
                                    [input [input ...]]

エイリアス

homcloud-pict-binarize3d

解説

このプログラムはデジタル画像から 三次元 cubical filtration を計算します。

入力画像は (-t) を閾値として与えて二値化され、スタックされます。 その後 dilation-erosion filtration が計算され、計算された filtlationが OUTPUT として計算されます。

もし、黒と白のピクセルの役割を入れ替えたいなら、-m オプションをお使いください。

デフォルトでは市街地距離が使われます。もし、他の計測法を使いたいのであれば、--metric オプションを用いてください。現在、ユークリッド距離、チェビシェフ距離が使えます。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-m MODE, --mode MODE  dipha で計算する方法を指定する (黒を基準 or 白を基準、デフォルトは黒を基準)
-t THRESHOLD, --threshold THRESHOLD
                      二値化の閾値 (デフォルト: 128)
--gt GT               lower threshold
--lt LT               upper threshold
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力する complex file の名前
-s, --ensmall         収縮処理も行う
-t THRESHOLD, --threshold THRESHOLD
                      二値化の閾値 (binarize modeでのみ使用化)
-I, --combine-index-map
                      出力する filtration でインデックスマップを結合する
--metric METRIC       二値画像の距離の測定法 (manhattan, euclidean, and mahalanobis. デフォルト: manhattan)
-D, --convert-to-diagram
                      dipha を呼び出し、ダイアグラムに直接変換する

入力ファイルの書式

グレースケールの PNG と TIFF が入力ファイルになります。 他の形式の画像については Pillow (pythonの画像ライブラリ)をお使いください。

全ての画像のピクセルサイズは同じである必要があります。もし違う場合はエラーとなります。

もし入力ファイルが16ビットのグレースケールの場合は、ピクセルの値は0から255に規格化されます。

出力形式

出力の書式は dipha の IMAGE_DATA format です。 dipha のファイルの書式についての詳細は https://github.com/DIPHA/dipha#file-formats をご覧ください。

もし、-I オプションが与えられた場合、msgpack によって、dipha の IMAGE_DATA でいくつかの追加のデータが加えられます。

もし、-D オプションが与えられたら、出力ファイルは boundary matrix data にはならず、ダイアグラムデータになります。 «««< HEAD この場合、パーシステンスダイアグラムは cubical filtration から計算されます。 もし-I オプションが与えられなければ、dipha のダイアグラムファイルが書き出され、-I オプションが与えられれば、indexed-diagram ファイル( idiagram ファイル)が書き出されます。 ======= この場合、パーシステント図は cubical filtration から計算されます。 もし-I オプションが与えられなければ、dipha のダイアグラムファイルが書き出され、-I オプションが与えられれば、 indexed-diagram ファイル( idiagram ファイル)が書き出されます。 »»»> e3a9292bbb0b54bfd25d1b919921d8060da942aa


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[base] pict-merge-tree-levelset

書式

 python3 -m homcloud.pict.merge_tree_levelset [-h] [-V] [-m MODE] [-T TYPE] [-t OUTPUT_TYPE]
                                              -o OUTPUT
                                              [input [input ...]]

エイリアス

homcloud-pict-merge-tree-levelset

解説

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-m MODE, --mode MODE  dipha で計算する方法を指定する (superlevel or sublevel、デフォルトは sublevel)
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (text2d, text_nd(デフォルト), picture2d, picture3d, npy)
-t OUTPUT_TYPE, --output-type OUTPUT_TYPE
                      出力ファイル書式 (json, msgpack(デフォルト))
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力ファイル名


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[base] pict_pixel_levelset

pict.pixel_levelset - デジタル画像から dipha の 二次元 cubical filtaration がそのピクセル値を使って作成されます。

書式

python3 -m homcloud.pict.pixel_levelset [-h] [-V] [-m MODE] [-u UPPER_BOUND] [-l LOWER_BOUND]
                                        [-I] [-T TYPE] [-D]
                                        input output

エイリアス

homcloud-pict-pixel-levelset

解説

このプログラムはデジタル画像データから dipha の cubiacal filtaration を計算します。

それぞれのピクセル値はそのピクセルの birth time として使われます。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-m MODE, --mode MODE  dipha で計算する方法を指定する (superlevel or sublevel、デフォルトは sublevel)
-u UPPER_BOUND, --upper-bound UPPER_BOUND
                      ピクセル値の上限
-l LOWER_BOUND, --lower-bound LOWER_BOUND
                      ピクセル値の上限
-I, --combine-index-map
                      出力する filtration でインデックスマップを結合する
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (picture(デフォルト), text)
-D, --convert-to-diagram
                      dipha を呼び出し、ダイアグラムに直接変換する

入力ファイルの書式

グレースケールの PNG と TIFF が入力ファイルになります。 他の形式の画像については Pillow (pythonの画像ライブラリ)をお使いください。

もし入力ファイルが16ビットのグレースケールの場合は、ピクセルの値は0から255に規格化されます。

-T text オプションを明示的に与えた場合、テキストファイルを画像ファイルの代わりに使うことができます。テキストファイルの書式は以下になります。

v11 v12 ... v1N
v21 v22 ... v2N
 :   :       :
vM1 vM2 ... vMN

出力形式

出力の書式は dipha の IMAGE_DATA format です。 dipha のファイルの書式についての詳細は https://github.com/DIPHA/dipha#file-formats をご覧ください。

もし、-I オプションが与えられた場合、msgpack によって、dipha の IMAGE_DATA でいくつかの追加のデータが加えられます。

もし、-D オプションが与えられたら、出力ファイルは boundary matrix data にはならず、ダイアグラムデータになります。 この場合、パーシステント図は cubical filtration から計算されます。 もし-I オプションが与えられなければ、dipha のダイアグラムファイルが書き出され、-I オプションが与えられれば、 indexed-diagram ファイル( idiagram ファイル)が書き出されます。


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[base] pict_pixel_levelset-nd

pict.pixel_levelset - デジタル画像から dipha の 二次元 cubical filtaration がそのピクセル値を使って作成されます。

書式

python3 -m homcloud.pict.pixel_levelset_nd [-h] [-V] [-m MODE] [-u UPPER_BOUND]
                                           [-l LOWER_BOUND] [-I] [-T TYPE] [-D] -o OUTPUT
                                           [input [input ...]]

エイリアス

homcloud-pict-pixel-levelset-nd

解説

pict.pixel_levelset - デジタル画像から dipha の 二次元 cubical filtaration がそのピクセル値を使って作成されます。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-m MODE, --mode MODE  dipha で計算する方法を指定する (superlevel or sublevel、デフォルトは sublevel)
-u UPPER_BOUND, --upper-bound UPPER_BOUND
                      ピクセル値の上限
-l LOWER_BOUND, --lower-bound LOWER_BOUND
                      ピクセル値の上限
-I, --combine-index-map
                      出力する filtration でインデックスマップを結合する
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (text2d,text_nd(デフォルト),picture2d,pictures3d,npy)
-D, --convert-to-diagram
                      dipha を呼び出し、ダイアグラムに直接変換する
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力ファイル

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[base] pict_tree

0次のパーシステンスツリーと (n-1)-th のパーシステンスツリーを計算する (和訳正しいか確認してください 9/20)

書式

python3 -m homcloud.pict.tree [-h] [-V] -m MODE [-t THRESHOLD] [--gt GT] [--lt LT] [-s]
                              [--metric METRIC] [-T TYPE] [-O OUTPUT_TYPE] -o OUTPUT
                              [input [input ...]]

エイリアス

homcloud-pict-tree

解説

0次のパーシステントツリーとn-1次のパーシステントツリーを計算する。

オプション

positional arguments:

input                 input files

optional arguments:

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-m MODE, --mode MODE  モード (2値画像については白基準か黒基準か、superlevelかsublevelについてはレベルセット)

二値化について:

-t THRESHOLD, --threshold THRESHOLD
--gt GT               lower threshold
--lt LT               upper threshold
-s, --ensmall         収縮処理も行う
--metric METRIC       二値画像の距離の測定法 (manhattan, euclidean, and mahalanobis. デフォルト: manhattan)

入出力について: -T TYPE, –type TYPE 入力ファイル書式 (text2d, text_nd(デフォルト), picture2d, picture3d, npy) -O OUTPUT_TYPE, –output-type OUTPUT_TYPE 出力ファイル書式 (json, msgpack(デフォルト)) -o OUTPUT, –output OUTPUT 出力ファイル名


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[advanced] plot_PD

plot_PD - dipha の出力をプロットします。

書式

python3 -m homcloud.plot_PD [-h] [-V] -d DEGREE [-T TYPE] [-N] [-p POWER] [-l]
                            [--loglog] [--linear-midpoint LINEAR_MIDPOINT] [-m MAX]
                            [--vmin VMIN] [-c COLORMAP] [-s STYLE] [-t TITLE]
                            [-U UNIT_NAME] [--font-size FONT_SIZE] [--aspect ASPECT]
                            [-D SCATTERING_SIZE] [-o OUTPUT] [-x X_RANGE] [-X XBINS]
                            [-y Y_RANGE] [-Y YBINS] [-n NORMALIZE_CONSTANT] [-M MARKER]
                            [--dpi DPI]
                        INPUT [INPUT ...]

エイリアス

homcloud-plot-PD

解説

このプログラムは dipha の出力データをプロットします。

RANGE-MIN 、RANGE-MAX 、BINS はデータをプロットするために常に明示してください。 RANGE-MIN と RANGE-MAX はプロットする範囲を表し、BINS はヒストグラムの分割数を表します。

また、ヒストグラムのスケールは -p-l--loglog-m によって明示します。

複数のファイルを入力できます。この場合、全ての対が一つの図として表示されます。

オプション

positional arguments:

INPUT                 Input file path

optional arguments:

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (dipha, idipha, text) (デフォルト: autodetect)
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デファルト: False)
-p POWER, --power POWER
                      それぞれの x の値に対して x^POWER を出力する
-l, --log             それぞれの x の値に対して log(x+1) を出力する
--loglog              log(log(x+1)+1) を出力する
--linear-midpoint LINEAR_MIDPOINT
                      線形補間する。
-m MAX, --vmax MAX    カラーバーの最大値 (デフォルト: autoscale)
--vmin VMIN           カラーバーの最小値
-c COLORMAP, --colormap COLORMAP
                      matplotlibのカラーマップの名前
-s STYLE, --style STYLE
                      プロットスタイル (colorhistogram(デフォルト), contour)
-t Title, --title Title
                      タイトルの文字列
-U UNIT_NAME, --unit-name UNIT_NAME
                      birth/death 軸の単位の名前
--font-size FONT_SIZE
	          フォントサイズ (デフォルト: 12)
--aspect ASPECT       ヒストグラムのアスペクト (デフォルト: 自動) 
-D SCATTERING_SIZE, --diffuse-pairs SCATTERING_SIZE
                      標準偏差 SCATTERING_SIZE のガウス分布を使って各 birth/death 対を拡散させる
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力ファイル名
-x X_RANGE, --x-range X_RANGE
                      birth の範囲
-X XBINS, --xbins XBINS
                      birth軸についての bin の数
-y Y_RANGE, --y-range Y_RANGE
                      death の範囲
-Y YBINS, --ybins YBINS
                      death 軸の分割数
-n NORMALIZE_CONSTANT, --normalize-constant NORMALIZE_CONSTANT
                      ヒストグラムの高さについての規格化定数
-M MARKER, --marker MARKER
                      マーカーファイル
--dpi DPI             output DPI (used with -o option, デフォルト is
                      savefig.dpi of matplotlib)

入力形式

dipha の PERSISTENCE_DIAGRAM format、index-combined dipha diagram format、テキストが使えます。

index-combined dipha diagram format は pict.binarize、pict.pixel-levelset、pict.binarize3d の -I オプションによって生成されます。

テキストの書式は以下の書式になります。

birth1 death1
birth2 death2
   :

テキストを使う場合、-d オプションは無視されます。

出力形式

もし出力の引数が与えられないと、プロット内容はディスプレイへ表示されます。 出力が引数として与えられた場合は、出力の書式はその拡張子によって決定されます。 PNG(.png)、PDF(.pdf)、または EPS(.eps) が出力できます。 他にも matplotlib がサポートするファイルタイプであれば出力できます。


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[advanced] plot-PD-gui

plot_PD_gui – plot_PD - dipha の出力を対話形式でプロットします。

書式

python3 -m homcloud.plot_PD_gui [-h] [-V] -d DEGREE [-T TYPE] [-N] [-x X_RANGE]
                                [-X XBINS] [-y Y_RANGE] [-Y YBINS] [-t TITLE]
                                [-U UNIT_NAME] [--font-size FONT_SIZE] [--aspect ASPECT]
                                [-n NORMALIZE_CONSTANT] [-p PH_TREES]
                                [--optimal-cycle OPTIMAL_CYCLE]
                                [--optimal-cycle-options OPTIMAL_CYCLE_OPTIONS]
                                input [input ...]

エイリアス

homcloud-plot-PD-gui

解説

このプログラムを使うと、dipha の出力を対話形式でプロットでき、範囲や分割数を GUI で変更することができます。

複数のファイルを入力できます。この場合、全ての対が一つの図として表示されます。

オプション

positional arguments:

input                 input file

positional arguments:

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (dipha(デフォルト), idipha, text)
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デフォルト: False)
-x X_RANGE, --x-range X_RANGE
                      birth の範囲 (必須)
-X XBINS, --xbins XBINS
                      birth軸の分割数 (必須)
-y Y_RANGE, --y-range Y_RANGE
                      death の範囲
-Y YBINS, --ybins YBINS
                      death軸の分割数
-t Title, --title Title
                      タイトルの文字列
-U UNIT_NAME, --unit-name UNIT_NAME
                      birth/death 軸の単位の名前
--font-size FONT_SIZE
                      フォントサイズ (デフォルト: 12)
--aspect ASPECT       ヒストグラムのアスペクト (デフォルト: 自動)
-n NORMALIZE_CONSTANT, --normalize-constant NORMALIZE_CONSTANT
                      ヒストグラムの高さの規格化定数
-p PH_TREES, --ph-trees PH_TREES
                      ph ツリーファイル (.pht)
--optimal-cycle OPTIMAL_CYCLE
		  optimal cycle のスイッチ (on/off)
--optimal-cycle-options OPTIMAL_CYCLE_OPTIONS
                      optimal_cycle モジュールのためのオプション

動作環境

このプログラムは numpy、scipy、matplotlib に加えて、pyqt5 が必要になります。

既存のバグ

現在、xrange == yrange のチェックボックスは動作しません。常に xrange == yrange の設定が使われます。


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[advanced] plot_PD_slice

パーシステント図のヒストグラムの一次元スライスを表示する。

書式

pythom -m homcloud.plot_PD_slice [-h] [-V] -d DEGREE [-T TYPE] [-N] [-l LEFT_LABEL]
                                 [-r RIGHT_LABEL] [-b BINS] [--log] [-o OUTPUT]
                                 [--text-output] [-t TITLE] [--dpi DPI]
                                 birth1 death1 birth2 death2 width input [input ...]

エイリアス

   homcloud-plot-PD-slice

解説

このプラグラムは (birth1, death1) から (birth2, death2) のパーシステント図のヒストグラムの一次元スライス(断面図)を表示します。 widthの幅で切り取られたセグメント上の点が1次元ヒストグラムへカウントされます。

オプション

positional arguments:

birth1 birth of starting point death1 death of starting point birth2 birth of end point death2 death of end point width width for histogram input input file path

optional arguments:

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (dipha(デフォルト), idipha, text)
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デフォルト: False)
-l LEFT_LABEL, --left-label LEFT_LABEL
                      出発点のラベル
-r RIGHT_LABEL, --right-label RIGHT_LABEL
                      終点のラベル
-b BINS, --bins BINS  分割数
--log                 対数表示にする
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力ファイルのパス
--text-output         output histgram data into a text file
-t TITLE, --title TITLE
     		  タイトル
--dpi DPI             出力解像度(dpi)

python3 -m homcloud.plot_PD_slice -d 1 -l 0.1 -r 0.2 -b 50 0.1 0.1 0.1 0.2 0.02 output.idiagram -o output.1.slice1.png
python3 -m homcloud.plot_PD_slice -d 1 -l 0.1 -r 0.2 -b 50 0.1 0.2 0.2 0.2 0.02 output.idiagram -o output.1.slice2.png
python3 -m homcloud.plot_PD_slice -d 1 -l 0.1 -r 0.2 -b 50 0.1 0.1 0.1 0.2 0.02  --text-output -o tmp.txt output.idiagram

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[base] plot-diagram

ダイアグラムをプロットします。

書式

python3 -m homcloud.plot_diagram [-h] [-V] -d DEGREE [-x RANGE] [-X BINS] [-l] [-m VMAX]
                                 [-N] [-o OUTPUT]
                                 input[-h] [-V] -d DEGREE [-x RANGE] [-X BINS] [-l]

エイリアス

homcloud-plot-diagram

解説

diphaによって出力された idiagram からパーシステント図をプロットします。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-x RANGE, --range RANGE
                      プロットレンジの指定
-X BINS, --bins BINS  プロットするビンの指定 (デフォルト: 128)
-l, --log             ログスケールのヒストグラムを描く
-m VMAX, --vmax VMAX  カラーバーの最大値
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デフォルト: False)
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      output file

python3 -m homcloud.plot_diagram -d 1 -x "[0:0.5]" -X 256 -l -m 100 output.idiagram -o tmp.png

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[advanced] pwgk

pgwk – PWGKのカーネルを使って、gram matrix を計算します。

書式

python3 -m homcloud.pwgk [-h] [-V] -d DEGREE [-T TYPE] -D GAUSSIAN_SD [-C C] [-p P]
                         [-s SECOND_GAUSSIAN_SD] [-N NUM_SAMPLES] [-o OUTPUT]
                         input [input ...]

エイリアス

homcloud-pwgk

解説

与えられたパーシステント図から、PWGK カーネルを使って gram matrix を計算します。

重み関数は以下になります。:

atan(C * pers(x)^p)

ここで、pers(x) は birth-death pair x の寿命、C と p は -C-p オプションで与えられるパラメータです。

もし -o オプションが与えられないと、gram matrix は標準出力されます。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (dipha, idipha, text) (デフォルト: autodetect)
-D GAUSSIAN_SD, --gaussian-sd GAUSSIAN_SD
                      standard deviation of gaussian diffusion
-C C                  定数 C の重み
-p P                  定数 p の重み
-s SECOND_GAUSSIAN_SD, --second-gaussian-sd SECOND_GAUSSIAN_SD
                      second gaussian parameter
-N NUM_SAMPLES, --num-samples NUM_SAMPLES
                      number of samples for computing PWGK with Monte-Carlo
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力ファイル名

出力形式

与えられたダイアグラム D1、D2、… Dn について、その出力はカーネル関数 k に対する gram matrix となります。

k(D1, D1) k(D1, D2) ... K(D1, Dn)
k(D2, D1) k(D2, D2) ... K(D2, Dn)
    :        :              :
k(Dn, D1) k(Dn, D2) ... K(Dn, Dn)

番号はスペースによって区切られています。matrix は numpy (numpy.loadtxt) によって読み込みできます。


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[advanced] query-full-ph-tree

full_ph_tree によって作られたPHツリーを尋ねます。

書式

python3 -m homcloud.query_full_ph_tree [-h] [-V] [-c COMMAND] [-C COLOR]
                                       [-B DRAW_BIRTH_SIMPLICES]
                                       [-D DRAW_DEATH_SIMPLICES]
                                       input

エイリアス

homcloud-query-full-ph-tree

解説

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-c COMMAND, --command COMMAND
                      コマンド???外部コマンドでも呼んでる?
-C COLOR, --color COLOR
                      write-* で使われるカラー
-B DRAW_BIRTH_SIMPLICES, --draw-birth-simplices DRAW_BIRTH_SIMPLICES
                      birth simplices を描く(True/False, デフォルト: False)
-D DRAW_DEATH_SIMPLICES, --draw-death-simplices DRAW_DEATH_SIMPLICES
                      death simplices を描く(True/False, デフォルト: False)


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[advanced] vectorize-PD

ダイアグラムをテキストに変換します。

書式

python3 -m homcloud.vectorize_PD [-h] [-V] -d DEGREE [-T TYPE] [-N] [-x X_RANGE]
                                 [-X XBINS] [-y Y_RANGE] [-Y YBINS] -D GAUSSIAN_SD
                                 [-C C] [-p P] [-c COORDINATES]
                                 [-H HISTOGRAM_INFORMATION] [-o OUTPUT] [-w WEIGHT_TYPE]
                                 [--reorder-process]
                                 input

エイリアス

homcloud-vectorize-PD

解説

ダイアグラムをPWGKによる処理を行ってから一次元のベクトルデータに変換し、テキストとして保存します。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (dipha, idipha, text) (デフォルト: autodetect)
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デフォルト: False)
-x X_RANGE, --x-range X_RANGE
                      birth range
-X XBINS, --xbins XBINS
                      birth軸についての bin の数
-y Y_RANGE, --y-range Y_RANGE
                      death range
-Y YBINS, --ybins YBINS
                      death軸についての bin の数
-D GAUSSIAN_SD, --gaussian-sd GAUSSIAN_SD
                      拡散のためのガウス関数の標準偏差
-C C                  定数 C の重み
-p P                  定数 p の重み
-c COORDINATES, --coordinates COORDINATES
                      座標を書き出すためのファイル
-H HISTOGRAM_INFORMATION, --histogram-information HISTOGRAM_INFORMATION
                      ヒストグラムの情報を書き出すためのファイル
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力ファイル名
-w WEIGHT_TYPE, --weight-type WEIGHT_TYPE
                      重みのタイプ (atan(デフォルト),linear,none)
--aspect ASPECT       ヒストグラムのアスペクト (デフォルト: 自動)
--reorder-process     説明なし

python3 -m homcloud.vectorize_PD -d 1 -x "0:0.5" -X 64 -D 0.008 -C 30 -p 3.0 -H histoinfo.json -o vector.txt output.idiagram

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[advanced] view_index_pict

view_index_pict – デジタル画像によって作られた二次元 cubical filtration に対して、birth と death ピクセルを指定します。

書式

python3 -m homcloud.view_index_pict [-h] [-V] -d DEGREE [-T TYPE] [-N] [-f FILTER]
                                    [-v VECTORIZED_HISTOGRAM_MASK] [-H HISTOINFO]
                                    [-B] [-D] [-L] [-s SCALE] [-M MARKER_TYPE]
                                    [-S MARKER_SIZE] [--show-command SHOW_COMMAND]
                                    [--no-label] [--birth-color BIRTH_COLOR]
                                    [--death-color DEATH_COLOR]
                                    [--line-color LINE_COLOR] [-o OUTPUT]
                                    picture diagram

エイリアス

homcloud-view-index-pict

解説

デジタル画像によって作られた二次元の cubical filtration birth と death ピクセルを指定します。 pict.binarize 、pict.pixel_levelset、または dipha によって作られたダイアグラムを使うことができます。

二つのファイル、画像とダイアグラム、を明示する必要があります。 画像はオリジナルの画像ファイルであること、ダイアグラムは dipha の PERSISTENCE_DIAGRAM ファイルまたは index-combined dipha diagram file でなければいけません。

birth と death のピクセル値をインタラクティブに見たい場合、view_index_pict_gui を代わりに使ってください。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-T TYPE, --type TYPE  入力ファイル書式 (dipha, idipha, text) (デフォルト: autodetect)
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デフォルト: False)
-f FILTER, --filter FILTER
                      フィルター (例: "lifetime > 5.0")
-v VECTORIZED_HISTOGRAM_MASK, --vectorized-histogram-mask VECTORIZED_HISTOGRAM_MASK
                      マスクのための 0-1 のベクトルのテキストファイル
-H HISTOINFO, --histoinfo HISTOINFO
                      ベクトル化したヒストグラムの情報 ( -V と -H の両方が必要 )
                      required)
-B, --birth           birth pixels をプロットする
-D, --death           death pixels をプロットする
-L, --line            death pixel と birth pixel の間に線を引く
-s SCALE, --scale SCALE
                      イメージのスケーリング因子 (1, 3, 5, ...)
-M MARKER_TYPE, --marker-type MARKER_TYPE
                      マーカーのタイプ (point, filled-diamond(デフォルト), square,
                      filled-square, circle, filled-circle)
-S MARKER_SIZE, --marker-size MARKER_SIZE
                      マーカーのサイズ (デフォルト: 1)
--show-command SHOW_COMMAND
                      image display command
--no-label            birth-death ラベルを表示しない
--birth-color BIRTH_COLOR
                      birth pixel color
--death-color DEATH_COLOR
                      death pixel color
--line-color LINE_COLOR
		  birth-death line color
-o OUTPUT, --output 出力ファイル名

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[advanced] view_index_pict_gui

view_index_pict_gui – デジタル画像によって作られた2次元 cubical filtration に対する birth と death のピクセル値を対話形式で見ます。

書式

python3 -m homcloud.view_index_pict_gui [-h] -d DEGREE [-T TYPE] [-N]
                                        picture diagram

エイリアス

homcloud-view-index-pict-gui

解説

パーシステント図の二次元 cubical filstration に対する birthと death のピクセル値をインタラクティブに見ることができます。 pict.binarize、pict.pixel_levelset と dipha によって作られたダイアグラムを使うことができます。

このプログラムを使う場合、pict.binarize または、pict.pixel_levelset -i/-I オプションと共に実行し、index_map を作成しておく必要があります。

二つのファイル、画像とダイアグラム、を明示する必要があります。 画像はオリジナルの画像ファイルであること、ダイアグラムは dipha の PERSISTENCE_DIAGRAM ファイルまたは index-combined dipha diagram file でなければいけません。

オプション

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-d DEGREE, --degree DEGREE
                      ホモロジーの字数 (デフォルト: 1)
-T TYPE, --type TYPE  Input file format (dipha(デフォルト), idipha)
-N, --negate          birth/death 時間の符号を反転し、superleve persistence を出力する (デフォルト: False)

動作環境

このプログラムは numpy、scipy、matplotlib に加えて、pyqt5 が必要になります。


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[advanced] view_vectorized_PD

このプログラムは、vectorize_PDによって生成された、ベクトル化されたパーシステント図をヒストグラムスタイルでプロットします。

書式

pythom3 -m homcloud.view_vectorized_PD [-h] [-V] [-o OUTPUT] [-p POWER] [-l] [--loglog]
                                        [--linear-midpoint LINEAR_MIDPOINT] [-m MAX]
                                        [--vmin VMIN] [-c COLORMAP] [-s STYLE] [-t TITLE]
                                        [-U UNIT_NAME] [--font-size FONT_SIZE]
                                        [--aspect ASPECT]
                                        input vectorization_info

エイリアス

homcloud-view-vectorized-PD

解説

このプログラムは、vectorize_PDによって生成された、ベクトル化した PD をヒストグラムスタイルでプロットします。

オプション

positional arguments:

input                 ベクトルデータファイル
vectorization_info    ベクトル化の情報を持った json データファイル

optional arguments:

-h, --help            ヘルプを表示し、終了する
-V, --version         バージョンを表示し、終了する
-o OUTPUT, --output OUTPUT
                      出力画像ファイル名
-p POWER, --power POWER
                      それぞれの x について x^POWER を出力する
-l, --log             それぞれの x について log(x+1) を出力する
--loglog              それぞれの x について log(log(x+1)+1) を出力する
--linear-midpoint LINEAR_MIDPOINT
                      線形補間する
-m MAX, --vmax MAX    カラーバーの最大値 (デフォルト: autoscale)
--vmin VMIN           カラーバーの最小値
-c COLORMAP, --colormap COLORMAP
                      matplotlibのカラーマップの名前
-s STYLE, --style STYLE
                      プロットスタイル (colorhistogram(デフォルト), contour)
-t Title, --title Title
                      タイトルの文字列
-U UNIT_NAME, --unit-name UNIT_NAME
                      birth/death 軸の単位の名前
--font-size FONT_SIZE
                      フォントサイズ (デフォルト: 12)
--aspect ASPECT       ヒストグラムのアスペクト比 (デフォルト: 自動)

homcloud-vectorize-PD -d 0 -x "[-20.25:20.25]" -X 81 -D 0.5 -C 6 -p 4 -H histoinfo.json -o vect.txt data.idiagram
# do something statistical processing
# v.txt is created by the processing

# View v.txt
homcloud-view-vectorized-PD v.txt histoinfo.json

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