點雲資料處理(分類 分割 檢測)

2021-09-27 09:47:20 字數 1278 閱讀 2838

2 pointnet

3 總結

傳統深度學習模式(處理二維影象資料),使用序列化的卷積核處理序列化的二維影象資料,但點雲是一種不規則資料,在空間上和數量上可以任意分布,因此傳統的深度學習模式無法處理點雲資料。

在將實景儲存為點雲資料時(以pcd為例),是一行儲存乙個點的xyz資訊,如果放大到多行點雲資料來看,將某幾行資料進行交換,它實際表達的仍然是同一片點雲(xyz資訊沒變),只是在儲存為點雲資料時人為的加入了順序(這是不可避免的)。對比二維影象資料,當交換它的某些點(即xy發生變化)它一定會代表另一種圖案,所以這是傳統深度學習模式無法處理點雲資料的最大的障礙!

基於不同的視角所觀察到的事物的樣子是不相同的,例如這一片點雲代表一輛車,感測器剛好倒放收集了點雲資料,或者觀察視角進行平移點雲資料xyz資訊都發生了變化。如何處理這樣xyz資訊有大量變化但所表達的資訊不變(仍然是一輛車)的資料是傳統深度學習模式無法解決的。

pointnet作為利用深度學習方式處理點雲資料的開山之作,成功的處理了點雲資料,並進行分類、分割。

pointnet利用h-g-y的結構解決了點雲資料無序性的問題:首先通過mlp提取特徵,再通過max篩選最具代表性的特徵,最後通過mlp消化篩選的特徵。我個人的理解是不論點雲的位置如何變化,通過maxpooling篩選出的最大值永遠不會變,所以比較好的解決了點雲資料的無序性問題。

空間中物體的旋轉和平移可以通過矩陣運算來解決(r、t),而深度學習本質上也是矩陣的運算,pointnet在網路加入兩個t-net,讓網路自主學習如何調整位姿以得到更好的輸出結果。

pointnet是用點雲資料進行深度學習的開山之作,所提出的使用maxpool解決點雲無序性更是成為之後所有神經網路優先考慮的模組。

但pointnet仍然有很大的侷限性,pointnet在通過maxpool將所有特徵進行篩選的時候,沒有區域性概念,很難對精細的特徵做學習,在分割上有很大的侷限性;沒有了區域性概念在平移不變性也有侷限性,例如在處理場景點雲資料時,場景內包含多個物體,t-net很難用乙個標準去同一所有的物體。

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