3D點雲的預處理技術

正文

點雲(yun) 濾波，顧名思義(yi) ，就是濾掉噪聲。原始采集的點雲(yun) 數據往往包含大量散列點、孤立點，比如下圖為(wei) 濾波前後的點雲(yun) 效果對比。

點雲(yun) 濾波的主要方法有：雙邊濾波、高斯濾波、條件濾波、直通濾波、隨機采樣一致濾波、VoxelGrid濾波等。

雙邊濾波

雙邊濾波是一種非線性濾波器，它可以達到保持邊緣、降噪平滑的效果。和其他濾波原理一樣，雙邊濾波也是采用加權平均的方法，用

周邊像素亮度值的加權平均代表某個(ge) 像素的強度，所用的加權平均基於(yu) 高斯分布[1]。最重要的是，雙邊濾波的權重不僅(jin) 考慮了像素的

歐氏距離（如普通的高斯低通濾波，隻考慮了位置對中心像素的影響），還考慮了像素範圍域中的輻射差異（例如卷積核中像素與(yu) 中心

像素之間相似程度、顏色強度，深度距離等），在計算中心像素的時候同時考慮這兩(liang) 個(ge) 權重。

高斯濾波

圖像大多數噪聲均屬於(yu) 高斯噪聲，因此高斯濾波器国产成人在线观看免费网站也較廣泛。高斯濾波是一種線性平滑濾波，適用於(yu) 消除高斯噪聲，廣泛国产成人在线观看免费网站於(yu) 圖

像去噪。可以簡單地理解為(wei) ，高斯濾波去噪就是對整幅圖像像素值進行加權平均，針對每一個(ge) 像素點的值，都由其本身值和鄰域內(nei) 的其

他像素值經過加權平均後得到。高斯濾波的具體(ti) 操作是：用一個(ge) 用戶指定的模板（或稱卷積、掩膜）去掃描圖像中的每一個(ge) 像素，用模

板確定的鄰域內(nei) 像素的加權平均灰度值去替代模板中心像素點的值。

條件濾波

通過條件濾波可以移除離群點。通過設定濾波條件進行濾波，刪除點雲(yun) 中不符合用戶指定的一個(ge) 或多個(ge) 條件的點。如下圖，指定至少周

圍有一個(ge) 點則黃色點被刪除，指定周圍至少有兩(liang) 個(ge) 點則黃色和紅色被刪除。滿足的條件可以是一個(ge) 或多個(ge) ，可以是距離也可以是其它。

直通濾波

指定字段，指定坐標範圍進行剪裁，可以選擇保留範圍內(nei) 的點或者範圍外的點。

如果是線結構光的采集方式得到的點雲(yun) ，則沿z向的分布較廣，但沿x、y方向的分布則處於(yu) 有限的範圍內(nei) 。此時，可采用直通濾波，確

定x或者y方向的範圍，快速裁剪離群點。

體(ti) 素化濾波

類體(ti) 素化根據給定的點雲(yun) 構造一個(ge) 三維體(ti) 素柵格並進行下采樣達到濾波的效果。具體(ti) 說來類體(ti) 素化通過輸入的點雲(yun) 數據創建一個(ge) 三維體(ti)

素柵格 ， 然後將每個(ge) 體(ti) 素內(nei) 所有的點都用該體(ti) 素內(nei) 的點集的重心來近似，這樣就大大減少了數據量。所以該類常用於(yu) 對大數據量的下

采樣處理，特別是在配準、曲麵重建等工作之前作為(wei) 預處理．可以很好地提高程序的速度。

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