[發(fā)明專利]一種基于類八叉樹(shù)索引的顯著性特征強(qiáng)化采樣方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810910824.0
• 申請(qǐng)日: 2018-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109325993B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯斌;王強(qiáng);李阿楠;陳娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)（保定）
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T17/10;G06T17/20
• 代理公司: 石家莊開(kāi)言知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13127
• 代理人: 趙俊嬌

1.一種基于類八叉樹(shù)索引的顯著性特征強(qiáng)化采樣方法,其特征在于，針對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，該方法首先在類八叉樹(shù)空間分割的基礎(chǔ)上，對(duì)局部缺失嚴(yán)重的模型進(jìn)行自適應(yīng)點(diǎn)云特征強(qiáng)化；然后采用基于子空間的最鄰近采樣算法對(duì)增強(qiáng)后的點(diǎn)云進(jìn)行下采樣；最后，依據(jù)所得的采樣點(diǎn)在增強(qiáng)后的點(diǎn)云中提取骨架；該方法包含步驟：

1)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)P；

2)建立類八叉樹(shù)索引結(jié)構(gòu)，分隔點(diǎn)云空間；

該步驟是將數(shù)據(jù)模型通過(guò)建立KD樹(shù)和八叉樹(shù)空間，建立類八叉樹(shù)多層索引結(jié)構(gòu)，把散亂點(diǎn)集P分割成空間化的數(shù)據(jù)，其類八叉樹(shù)的每個(gè)葉子結(jié)點(diǎn)中保存了不同子空間的點(diǎn)集；

3)自適應(yīng)點(diǎn)云增強(qiáng)；

4)點(diǎn)云下采樣；

5)L1中值骨架提取；

6)輸出優(yōu)化后的骨架；

其中，步驟3)自適應(yīng)點(diǎn)云增強(qiáng)及4)點(diǎn)云下采樣是對(duì)類八叉樹(shù)所有葉子結(jié)點(diǎn)所在空間Sj做如下操作：

①計(jì)算分布度量值μ_j和加點(diǎn)數(shù)N_addj，對(duì)此空間中的點(diǎn)集加點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云增強(qiáng)，得到此空間加點(diǎn)后新的點(diǎn)集Q_j；

②基于分割閾值T_e，對(duì)上述加點(diǎn)后的空間進(jìn)一步做八叉樹(shù)分割，得到空間S_j分割的空間集合E_j；

③計(jì)算空間集合E_j中，對(duì)每個(gè)空間E_jk，其到其他點(diǎn)歐氏距離平均值最小的點(diǎn)，作為空間E_jk的采樣點(diǎn)N_jk，

最終得到加點(diǎn)后的點(diǎn)集Q，采樣點(diǎn)集N。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于類八叉樹(shù)索引的顯著性特征強(qiáng)化采樣方法，其特征在于，步驟2)建立類八叉樹(shù)索引結(jié)構(gòu)，分隔點(diǎn)云空間具體步驟為：

首先,自上而下采用KD樹(shù)結(jié)構(gòu)對(duì)模型點(diǎn)云進(jìn)行空間分割；

選擇點(diǎn)云三個(gè)維度中坐標(biāo)方差最大的維度k，在該維度上選擇中值點(diǎn)作為KD樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)：根據(jù)模型點(diǎn)云的最小和最大坐標(biāo)，得到一個(gè)包圍整個(gè)模型的立方體，將此立方體以根結(jié)點(diǎn)的k軸坐標(biāo)劃分為兩個(gè)子空間，再對(duì)每一個(gè)子空間進(jìn)一步進(jìn)行遞歸劃分，直至子空間內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)目達(dá)到KD樹(shù)分割精度時(shí)，不再分隔空間，結(jié)束KD樹(shù)的分解；

然后，進(jìn)行八叉樹(shù)分割；

利用KD樹(shù)分割點(diǎn)云模型生成葉子結(jié)點(diǎn)后，將其葉子結(jié)點(diǎn)所在空間的包圍盒立方體的中心點(diǎn)作為八叉樹(shù)的根結(jié)點(diǎn)，把空間均分成8個(gè)子立方體，每個(gè)立方體的中心點(diǎn)作為8個(gè)孩子結(jié)點(diǎn)，對(duì)8個(gè)子空間進(jìn)一步進(jìn)行遞歸劃分，直至子空間內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)目達(dá)到八叉樹(shù)分割精度時(shí)，結(jié)束八叉樹(shù)的分解，最終得到一棵完整的八叉樹(shù)，即所有含有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的葉子結(jié)點(diǎn)都建立關(guān)聯(lián)的八叉樹(shù)；

其中，全局KD樹(shù)是第一層索引，局部八叉樹(shù)是建立在KD樹(shù)葉子結(jié)點(diǎn)之下的第二層索引。