[發明專利]一種基于圖信號處理的三維動態點云修復方法

有效

• 申請號: 202110190191.2
• 申請日: 2021-02-18
• 公開（公告）號: CN113066016B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 胡瑋;傅澤卿;郭宗明
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T15/08;G06F16/901;G06F17/14;G06K9/62;G06V10/74
• 代理公司: 北京君尚知識產權代理有限公司 11200
• 代理人: 司立彬

1.一種基于圖信號處理的三維動態點云修復方法，其步驟包括：

1)對于輸入的點云序列S＝{P₁，P₂，…，P_q}，P_q為第q幀對應的點云，如果點云序列S中第f幀對應的點云P_f中有缺失區域，則將點云P_f分割成n個立方塊{c₁，c₂，…，c_n}并從中選擇包含缺失數據的立方塊作為目標塊c_t；以及從{c₁，c₂，…，c_n}中選擇點數超過設定閾值的立方塊及其鏡面對稱塊作為候選塊；

2)從所述候選塊中選取與該目標塊c_t相似度最高的候選塊作為幀內源塊c_s；對c_s中的幾何結構與c_t中的幾何結構進行位置匹配，得到最終的幀內源塊

3)在點云P_f-1中找到與c_t相對位置相同的塊c′_t、在點云P_f+1中找到與c_t相對位置相同的塊c″_t；其中第f幀的前一幀第f-1幀對應的點云為P_f-1，第f幀的后一幀第f+1幀對應的點云為P_f+1；

4)圍繞c′_t在P_f-1中創建一個包圍盒并在中搜索目標塊c_t中每個點的最近鄰點；圍繞c″_t在P_f+1中創建一個包圍盒并在中搜索目標塊c_t中每個點的最近鄰點；

5)尋找點云P_f-1中包含c_t的最近鄰點最多的立方塊，作為幀間源塊尋找點云P_f+1中包含c_t的最近鄰點最多的立方塊，作為幀間源塊

6)對幀內源塊中的幾何結構與c_t中的幾何結構進行位置匹配，得到幀間源塊對幀內源塊中的幾何結構與c_t中的幾何結構進行位置匹配，得到幀間源塊

7)利用和中的信息修復目標塊c_t中的缺失區域，其方法為：71)建立三重立方塊在該三重立方塊g上為修復結果塊c_r中的點建立一無向圖其中，c_r為目標塊c_t對應的修復結果塊，為無向圖上頂點的集合，頂點的數量ε_g為邊的集合；W_g為帶權鄰接矩陣；基于無向圖對c_r內的點建立若干空間圖，在c_r中的每個點q_r，k和其在中的最近鄰點之間連接一條無權邊，建立第一時間圖；在c_r中的每個點q_r，k和其在中的最近鄰點之間連接一條無權邊，建立第二時間圖；72)將修復目標塊c_t中的缺失區域的處理轉變為一個正則項為圖平滑算子和二階時間連貫項的優化問題；其中優化方程為其中，α、β和γ是三個權重參數，Ωc_r為c_r內的缺失區域、為c_r內的已知區域、為內的缺失區域、為c_t內的已知區域；W_f-1，f是在與c_r之間建立的第一時間圖連接的權重矩陣，W_f+1，f是在與c_r之間建立的第二時間圖連接的權重矩陣；是在g上建立的空間-時間圖的拉普拉斯矩陣；73)通過對該優化方程中的每個變量進行循環迭代求解得到最終的修復結果塊c_r，用最終得到的修復結果塊c_r替換目標塊c_t。