[發明專利]基于邊緣特征融合的3D點云分割目標檢測系統

有效

• 申請號: 202110786257.4
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113538474B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 毛琳;向姝芬;楊大偉;張汝波
• 申請（專利權）人: 大連民族大學
• 主分類號: G06T7/12
• 分類號: G06T7/12;G06V10/80
• 代理公司: 大連智高專利事務所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

1.基于邊緣特征融合的3D點云分割目標檢測系統，其特征在于，包括串聯使用的擴張提取特征模塊、保持提取特征模塊和還原提取特征模塊，每個模塊均包括多個邊緣特征提取單元，所述邊緣特征提取單元包括點云特征采樣層、點云特征保持支路和點云特征提取支路，所述點云特征采樣層改變從三維圖像中獲取的點云特征尺寸，所述點云特征保持支路采用1維卷積對改變尺寸后的點云特征進一步處理，保證卷積處理前后的點云特征一致性，所述點云特征提取支路通過提取型多層感知機獲得邊緣特征，再與一致性的點云特征相融合；

在所述邊緣特征提取單元中為獲取點云邊緣融合特征，其實施步驟如下：

第1步：將三維圖像中原始點云特征向量作為輸入，讀取該特征向量，尺寸為n×3，n表示點云數量，每個點用(x,y,z)的3維坐標表示，輸入三維圖像中原始點云特征向量的具體形式為

第2步：將所述原始點云特征通過點云特征采樣層進行處理，得到尺寸改變后的轉換型點云特征其表達式如下：

第3步：在點云特征保持支路中，以所述轉換型點云特征作為特征向量輸入，采用1個尺寸為1的卷積核做1維卷積操作，輸出的點云保持特征如下所示：

其中，是點云特征保持支路中的特征向量輸入表達特式，v^σi是點云保持支路中的向量表征表達式，一維卷積操作的具體表達為i表示點云特征維度，卷積處理的卷積核大小為1×1，s表示卷積操作的步長，s＝1；

同時，在點云特征提取支路中，也以所述轉換型點云特征作為特征向量輸入，經過提取型多層感知機提取特征，得到點云提取特征如下式所示：

其中表示提取型多層感知機中的一維卷積操作，卷積核大小為1×1，s代表卷積操作的步長，且s＝1，λ表示每層感知機的偏移量；

第4步：將點云保持特征和點云提取特征進行融合，得到點云邊緣融合特征具體如下：

經過對三維圖像中原始點云特征進行上述操作，最終輸出點云邊緣融合特征如下；

2.根據權利要求1所述基于邊緣特征融合的3D點云分割目標檢測系統，其特征在于，所述擴張提取特征模塊包括a個邊緣特征提取單元，每個邊緣特征提取單元中的點云特征采樣層均為點云特征擴張采樣層為獲取點云邊緣融合擴張特征，其實施步驟如下：

第1步：將三維圖像中原始點云特征向量作為輸入，讀取該特征向量，尺寸為n×3，n表示點云數量，每個點用(x,y,z)的3維坐標表示，輸入三維圖像中原始點云特征向量的具體形式為

第2步：將所述原始點云特征通過點云特征擴張采樣層進行處理，得到尺寸改變后的轉換型點云特征表達式如下：

第3步：在點云特征保持支路中，以所述轉換型點云特征作為特征向量輸入，采用1個尺寸為1的卷積核做1維卷積操作，輸出的點云保持特征如下所示：

其中，是點云特征保持支路中的特征向量輸入表達式；

同時，在點云特征提取支路中，也以所述轉換型點云特征作為特征向量輸入，經過提取型多層感知機提取特征，得到點云提取特征如下式所示：

第4步：將點云保持特征和點云提取特征進行融合，得到點云邊緣融合擴張特征具體如下：

第1邊緣特征提取單元的輸出作為第2邊緣特征提取單元的輸入，以此類推，得到a個點云邊緣融合擴張特征。