關於3D點雲濾波

2022-07-11 23:09:09 字數 1104 閱讀 3677

點雲是三維離散資料,影象是二維稠密矩陣。資料型別的不同決定了其處理方式的差異,但濾波的基本原理和目的有相同之處∶利用資料的低頻特性剔除離群資料,並進行資料平滑或提取特定頻段特徵。點雲濾波包括剔除離群點,擬合區域性平面,方法分別有ransac與3d擬合。影象濾波側重於糾正雜訊點(如中值濾波),並平滑影象(如高斯濾波)或提取特定頻段影象(sobel濾波,帶通濾波)。

點雲濾波

目的:解決採集到的點雲與點雲處理需求上的矛盾。例如,某一點雲處理演算法希望採集到的點雲是均勻的、無雜訊的、無空洞的等。

好的點雲有利於進行更好的配準、特徵提取、曲面重建、視覺化。

常見的點雲處理方法:

方法

概述

優點

缺點

直通濾波

指定某一空間範圍,直接進行的點雲保留或去除

原理簡單,能夠快速擷取想要的點雲區域

原理過於簡單,無法去除保留下來的點雲進行更充分的處理(例如去噪、填充等)

體素法濾波

主要用於下取樣,運用體素的概念對點雲進行降取樣,減少後續點雲處理的資料負擔。

能夠在保留點雲形狀特徵的基礎上減少點雲數量

下取樣就意味著資訊丟失,關鍵看丟失的資訊影不影響後續對點雲其他資訊的發掘

統計濾波

在點雲中,計算每個點到其臨近的k個點的平均距離,若該距離超出所設定的合理區間(一般超出上限值),定義該點為離群點

原理簡單

用類似密度的概念去除點雲中的離群點

需要提前進行點雲建樹,距離的設定一般需要指定

半徑濾波

以點雲中的某個點為中心,半徑為r的圓(或球)區域內,統計點的數目,少於數目n,則該點被剔除

原理簡單

依賴n和r的指定

在有高度落差的邊緣,可能獲得不好的處理效果;

稀疏區域的正常點也可能被濾除;

雙邊濾波

從2d影象處理引入,主要用於模糊保邊緣

模糊保邊緣

高斯濾波

基於隨機取樣一致性濾波

以上優缺點知識大致列舉。還要根據實際應用場合以及相應的處理需求來看,所採用的方法的優缺點還需要具體評估。

3D點雲的深度學習

使用卷積神經網路 cnn 架構的深度學習 dl 現在是解決影象分類任務的標準解決方法。但是將此用於處理3d資料時,問題變得更加複雜。首先,可以使用各種結構來表示3d資料,所述結構包括 1 體素網格 2 點雲 3 多檢視 4 深度圖 對於多檢視和深度圖的情況,該問題被轉換為在多個影象上使用2d cnn...

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