[發明專利]基于多尺度點云上采樣的三維模型建立、修復方法及系統

在審

• 申請號: 202010962487.7
• 申請日: 2020-09-14
• 公開（公告）號: CN112241997A
• 公開（公告）日: 2021-01-19
• 發明（設計）人: 周明全;褚彤;耿國華;曹欣;李康
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06N3/04;G06N3/08;G06T19/20
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 王芳

1.基于多尺度點云上采樣的三維模型建立方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：獲取三維數據，對三維數據進行預處理，獲得點云數據；

步驟2：對點云數據依次進行三次下采樣，分別獲得第一尺度點云數據、第二尺度點云數據和第三尺度點云數據；

步驟3：建立多尺度點云上采樣GAN網絡模型，所述多尺度點云上采樣GAN網絡模型包括三個生成器，還包括每個生成器對應的鑒別器；

將第一尺度點云數據、第二尺度點云數據和第三尺度點云數據分別輸入三組生成器，輸出第一尺度生成點云數據、第二尺度生成點云數據和第三尺度生成點云數據并在鑒別器里分別與步驟1的點云數據對比，根據對比結果對多尺度點云上采樣GAN網絡模型進行訓練，訓練好的多尺度點云上采樣GAN網絡模型作為三維點云模型。

2.基于多尺度點云上采樣的三維模型修復方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟a：獲取包含缺失區域的待修復三維數據，對待修復三維數據進行預處理，并對缺失區域進行標記，獲得待修復點云數據；

步驟b：對待修復點云數據依次進行三次下采樣，分別獲得第一尺度待修復點云數據、第二尺度待修復點云數據和第三尺度待修復點云數據；

步驟c：將第一尺度待修復點云數據、第二尺度待修復點云數據和第三尺度待修復點云數據輸入權利要求1所述的三維點云模型，輸出第一尺度生成點云數據、第二尺度生成點云數據和第三尺度生成點云數據；

步驟d：分別提取第一尺度生成點云數據、第二尺度生成點云數據和第三尺度生成點云數據的缺失區域并進行合并，獲得點云補丁，將點云補丁與待修復三維數據進行融合，獲得點云模型修復結果。

3.如權利要求2所述的基于多尺度點云上采樣的三維模型修復方法，其特征在于，所述預處理包括對文物的不同區域的進行切割、對各區域通過平移和剪裁操作獲得網格塊數據、將網格塊數據轉化為點云數據并將點云數據的坐標歸一化為以原點為中心并縮放到單位長度。

4.如權利要求2所述的基于多尺度點云上采樣的三維模型修復方法，其特征在于，所述下采樣采用迭代最遠點采樣方法。

5.基于多尺度點云上采樣的三維模型修復系統，其特征在于，包括數據預處理模塊、下采樣模塊、三維點云模型和模型修復模塊；

所述數據預處理模塊用于獲取包含缺失區域的待修復三維數據，對待修復三維數據進行預處理，并對缺失區域進行標記，獲得待修復點云數據；

所述下采樣模塊用于對待修復的點云數據依次進行三次下采樣，分別獲得第一尺度待修復點云數據、第二尺度待修復點云數據和第三尺度待修復點云數據；

所述三維模型通過權利要求1所述的基于多尺度點云上采樣的模型建立方法建立，用于輸入第一尺度待修復點云數據、第二尺度待修復點云數據和第三尺度待修復點云數據，輸出第一尺度生成點云數據、第二尺度生成點云數據和第三尺度生成點云數據；

所述模型修復模塊用于分別提取第一尺度生成點云數據、第二尺度生成點云數據和第三尺度生成點云數據的缺失區域并進行合并，獲得點云補丁，將點云補丁與待修復的三維數據進行融合，獲得點云模型修復結果。

6.如權利要求5所述的基于多尺度點云上采樣的三維模型修復系統，其特征在于，所述預處理包括對不同區域的進行切割、對各區域通過平移和剪裁操作獲得網格塊數據、將網格塊數據轉化為點云數據并將點云數據的坐標歸一化為以原點為中心并縮放到單位長度。

7.如權利要求5所述的基于多尺度點云上采樣的三維模型修復系統，其特征在于，所述下采樣采用迭代最遠點采樣方法。