[發(fā)明專利]一種基于權(quán)值的點(diǎn)云壓縮方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910362558.7
• 申請(qǐng)日: 2019-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110211040B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何熹;賈東峰;趙磊;成煜鈐;張勁光;王棟;張洋;夏中原;郭凱;郭果;李茹勤;梁向陽(yáng);郭磊;王偉;孫鵬;姚偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司電力科學(xué)研究院;國(guó)網(wǎng)河南省電力公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06T3/40
• 分類號(hào): G06T3/40
• 代理公司: 蘇州知途知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32299
• 代理人: 陳瑞瀧;張錦波

本申請(qǐng)涉及一種基于權(quán)值的點(diǎn)云壓縮方法和裝置，通過(guò)考慮到點(diǎn)與其鄰近域內(nèi)的點(diǎn)的關(guān)系，賦予每個(gè)點(diǎn)一權(quán)值，權(quán)值反應(yīng)點(diǎn)云的疏密情況，在點(diǎn)密集的地方，權(quán)值相對(duì)較小，在點(diǎn)稀疏的地方，權(quán)值相對(duì)較大，壓縮掉權(quán)值較低的點(diǎn)，從而在壓縮度相同時(shí)，能夠提高保真度，并且提高壓縮效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于權(quán)值的點(diǎn)云壓縮方法和裝置。

背景技術(shù)

隨著三維激光掃描儀數(shù)據(jù)獲取的速度越來(lái)越快，單次掃描獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)可達(dá)幾十萬(wàn)乃至上百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)，而利用點(diǎn)云進(jìn)行曲面重構(gòu)、三角網(wǎng)格構(gòu)造或用于評(píng)價(jià)被測(cè)曲面的誤差,一般都不需要過(guò)密或過(guò)多的數(shù)據(jù)點(diǎn),特別是在被測(cè)曲面的曲率較小處。在重構(gòu)曲面時(shí),過(guò)密的點(diǎn)云不但計(jì)算量大,而且可能影響其光順性。由于過(guò)密點(diǎn)云構(gòu)造的三角面片模型過(guò)于巨大,因此存儲(chǔ)、處理或顯示都將消耗大量的時(shí)間和計(jì)算機(jī)資源。另外,用于誤差評(píng)價(jià)時(shí),點(diǎn)云也不能過(guò)密,否則計(jì)算量會(huì)更大。因此,研究點(diǎn)云的壓縮與簡(jiǎn)化算法對(duì)后期的表面重建有重要的意義。

目前，常見(jiàn)的包圍盒壓縮算法的基本思想如下：首先，求取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最小包圍盒，然后把最小包圍盒劃分成若干大小相等的包圍盒，使每個(gè)包圍盒中包含一定個(gè)數(shù)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，最后選取每個(gè)包圍盒中最靠近包圍盒中心的點(diǎn)來(lái)代替整個(gè)包圍盒中的點(diǎn)。圖1顯示的是包圍盒壓縮點(diǎn)云數(shù)據(jù)的流程，首先顯示點(diǎn)云數(shù)據(jù)的最小包圍盒，然后對(duì)最小包圍盒進(jìn)行細(xì)分，直到每個(gè)包圍盒中都包含一定數(shù)量的點(diǎn)，這里點(diǎn)的個(gè)數(shù)一般取1≤i≤5。在使用包圍盒壓縮點(diǎn)云時(shí)，一般使用經(jīng)驗(yàn)公式：

來(lái)設(shè)定子包圍盒的邊長(zhǎng)。在這里，(x_min,y_min,z_min),(x_max,y_max,z_max)是包圍盒的最小和最大點(diǎn)，n是點(diǎn)的個(gè)數(shù)。包圍盒壓縮點(diǎn)云的特點(diǎn)是：執(zhí)行效率高，且易于編程實(shí)現(xiàn)，如果包圍盒劃分較小，則特征保留較好；如果包圍盒劃分較大，則特征保留較差。然而在針對(duì)散亂點(diǎn)云時(shí)，包圍盒壓縮算法和其它壓縮算法不能很好地適應(yīng)散亂點(diǎn)云的特征，導(dǎo)致壓縮后無(wú)法顯示原先特征。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，從而提供一種壓縮效率高、保真率高的基于權(quán)值的點(diǎn)云壓縮方法和裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于權(quán)值的點(diǎn)云壓縮方法，

S1：獲取一點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

S2：將點(diǎn)云數(shù)據(jù)規(guī)格化，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)劃分出若干近鄰域；

S3：對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的所有點(diǎn)賦予一個(gè)權(quán)值，權(quán)值反映點(diǎn)云在該區(qū)域的采樣密度，所述權(quán)值通過(guò)點(diǎn)的近鄰域得出，

設(shè)一局部點(diǎn)集則集中點(diǎn)p_i的權(quán)值為：其中是點(diǎn)p_i的K個(gè)近鄰域；

S4：設(shè)定初始的權(quán)閾值為：

其中(x_min,y_min,z_min),(x_max,y_max,z_max)為近鄰域的最小和最大點(diǎn)，n是近鄰域內(nèi)點(diǎn)的個(gè)數(shù)；

S5：舍去集中點(diǎn)p_i中權(quán)值小于權(quán)閾值的點(diǎn)，將大于等于權(quán)閾值的點(diǎn)保留，計(jì)算壓縮率；

S6：判斷計(jì)算得到的壓縮率與設(shè)定的壓縮率的大小，若計(jì)算得到的壓縮率大于等于設(shè)定的壓縮率，則停止，輸出壓縮后的點(diǎn)云；

若計(jì)算得到的壓縮率小于設(shè)定的壓縮率，則增大權(quán)閾值，并重復(fù)S5步驟。