[發明專利]點云噪聲的去除方法、去噪系統、計算機設備及存儲介質

有效

• 申請號: 201810128719.1
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN110136072B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 胡瑋;高翔;郭宗明
• 申請（專利權）人: 北京大學;北大方正集團有限公司;北京北大方正電子有限公司
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T15/00
• 代理公司: 北京友聯知識產權代理事務所(普通合伙) 11343
• 代理人: 尚志峰;汪海屏

1.一種點云噪聲的去除方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取點云數據；

確定所述點云中的異常點，并將所述異常點刪除；

確定刪除所述異常點后的所述點云中的噪聲點，并將所述噪聲點刪除；

所述確定刪除所述異常點后的所述點云中的噪聲點，并將所述噪聲點刪除的步驟，具體包括：

將所述點云分解為多個點云塊，再將每個所述點云塊分解為多個面片；

擬合出每個所述面片的擬合曲面，計算任一所述面片中每一點到所述擬合曲面的距離，形成所述擬合曲面的距離向量；

將所述面片建為無向圖，并得到所述無向圖的圖拉普拉斯矩陣；

根據所述擬合曲面的距離向量和所述圖拉普拉斯矩陣建立優化方程，并對所述優化方程求解，得到最優距離向量；

將所述最優距離向量與所述擬合曲面的距離向量進行比較，若絕對差值大于預設差值，則將所述點確定為所述噪聲點，并對所述噪聲點進行刪除；

其中，所述擬合曲面為z＝f(x,y)，所述優化方程為所述最優距離向量為q為所述擬合曲面的距離向量，L為所述圖拉普拉斯矩陣，I為單位矩陣，τ₁、τ₂為參數。

2.根據權利要求1所述的點云噪聲的去除方法，其特征在于，所述確定所述點云中的異常點，并將所述異常點刪除的步驟，具體包括：

設置初始距離；

確定以所述點云中的任一點為中心，所述初始距離為半徑的范圍內的點的數量；

若所述數量小于預設值，則將所述點被確定為所述異常點，并對所述異常點進行刪除。

3.根據權利要求1所述的點云噪聲的去除方法，其特征在于，所述計算任一所述面片中每一點到所述擬合曲面的距離，形成所述擬合曲面的距離向量的步驟，包括：

獲取任一所述面片上每一所述點在x0y平面上的投影點，計算所述投影點到所述點的距離，根據所述投影點到所述點的距離選取預設步長；

根據所述預設步長在所述擬合曲面上對應地確定多個曲面點，分別計算所述點到每個所述曲面點的距離，將所述點到所述曲面點的距離中最小的距離作為所述點到所述擬合曲面的距離；

由每個所述點到所述擬合曲面的距離形成所述擬合曲面的距離向量；

其中，p_i(x_i,y_i,z_i)為所述點的坐標，p'_i(x_i,y_i,z'_i)為所述投影點的坐標，z'_i＝f(x_i,y_i)，d＝‖z_i-z'_i‖為所述投影點到所述點的距離，d/l為所述預設步長，l∈Z⁺，多個所述曲面點為

4.根據權利要求3所述的點云噪聲的去除方法，其特征在于，所述將所述面片建為無向圖，并得到所述無向圖的圖拉普拉斯矩陣的步驟，具體包括：

將所述面片上的每一所述點作為頂點，將所述擬合曲面的距離向量作為頂點屬性；

將所述面片建為無向圖，根據第一計算公式計算連接所述頂點之間的邊的權重；

對于任一所述頂點，選取所述頂點的多個所述邊的權重中權重值由小到大的預設數量的頂點作為所述頂點的鄰居點；

保留所述鄰居點對應的所述邊的權重，將剩余的所述邊的權重置0，將所有所述邊的權重作為矩陣元素形成所述無向圖的帶權鄰接矩陣，并根據第二計算公式計算度矩陣；

將所述度矩陣與所述帶權鄰接矩陣的差值作為所述無向圖的圖拉普拉斯矩陣；

其中，所述第一計算公式為w_i,j＝exp(-β‖q_i-q_j‖²)，w_i,j為連接頂點i與頂點j的邊的權重，β為參數，所述第二計算公式為D_i,j為所述度矩陣。