[發明專利]一種點云去噪及空洞修補方法

在審

• 申請號: 201711152983.0
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN109801223A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 葛晨陽;劉欣;謝艷梅
• 申請（專利權）人: 寧波盈芯信息科技有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 覃婧嬋

1.一種點云去噪及空洞修補方法，包括：

S1：去噪：對散亂的點云通過濾波消除噪聲點和毛刺，突出點云的特征信息；

S2：點云空洞邊緣提?。赫业浇涍^濾波去噪后的點云的內外邊緣，確定內邊緣為空洞邊緣，進行空洞邊緣提?。?/p>

S3：點云空洞修補：在提取的空洞邊緣內部，找到小于設定閾值的點的位置，以該位置為中心設定兩層窗口，利用局部鄰域信息進行空洞修補。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：優選的，所述S1包括：

S11：選擇M*N模板窗口，將所述模板窗口沿深度圖進行行或列方向的位移滑動，在模板窗口里按照行、列等間距選取n個像素點，其中n＝1，2，3…；

S12：對所述S11中選取的n個像素點的值進行排序并確定中值；

S13：用所述S12中獲得的中值替代窗口中心位置原始深度值；

S14：對所述S11～S13進行n次濾波循環，完成點云去噪，其中n＞＝2。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述S2包括：

S21：計算三維點云中各數據點的K鄰域點，順序選取三維點云的數據點P作為待測點；

S22：將數據點P的K鄰域點投影到其法矢平面內，連接數據點P與鄰域點得到向量集；

S23：對邊界點進行檢測；

S24：將無序的點連成邊界線；

S25：內外邊界線識別：對邊界線相鄰的邊界進行叉乘，根據Z軸分量的正負關系和邊界線的時針方向確定點云空洞的內、外邊界。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述S3包括：

S31：記錄空洞邊界內深度值為0的位置0(x，y)；

S32：以0(x，y)為中心，定義一個分內、外層的兩層窗口；

S33：分別記錄內、外層深度值非零像素點的個數Num_in和Num_out；

S34：設定內層閾值th_in和外層閾值th_out；

S35：根據Num_in與th_in或者Num_out與th_out的大小關系確定是否進行空洞修補。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述S23包括：

S231：將數據點P的k鄰域點選取距離最近的點作為基準向量；

S232：計算S22中所述向量集中各向量與基準向量之間的夾角，并對夾角值進行升序排列得到夾角集S；

S233：計算夾角集S的序列差得到向量集中相鄰向量夾角集L，若L中的最大角度差L_max＞ω，則數據點P為邊界點；反之，點P為內部點，其中，ω為弧度角，一般取

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于：所述點P若為邊界點，其K鄰域點的分布偏向一側；所述點P若為內部點，其K鄰域點將均勻地分布在點P的周圍。

7.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述Z軸分量小于0，則邊界線的方向為順時針且邊界線為外邊界；反之，Z軸分量大于0，則邊界線的方向為逆時針且邊界線為內邊界。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述外層窗口大于內層窗口。

9.根據權利要求4所述的方法，其特征在于：所述S35中的Num_in＞th_in或者Num_out＞th_out時，計算出內外層中所有深度值非零的像素中數目最多的一個值，并令0(x，y)等于該值，完成空洞修補；反之，Num_in＜th_in或者Num_out＜th_out時，不需要對0(x，y)位置的點進行修補。