[发明专利]一种点云去噪及空洞修补方法

权利要求书

1.一种点云去噪及空洞修补方法，包括：

S1：去噪：对散乱的点云通过滤波消除噪声点和毛刺，突出点云的特征信息；

S2：点云空洞边缘提取：找到经过滤波去噪后的点云的内外边缘，确定内边缘为空洞边缘，进行空洞边缘提取；

S3：点云空洞修补：在提取的空洞边缘内部，找到小于设定阈值的点的位置，以该位置为中心设定两层窗口，利用局部邻域信息进行空洞修补。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：优选的，所述S1包括：

S11：选择M*N模板窗口，将所述模板窗口沿深度图进行行或列方向的位移滑动，在模板窗口里按照行、列等间距选取n个像素点，其中n＝1，2，3…；

S12：对所述S11中选取的n个像素点的值进行排序并确定中值；

S13：用所述S12中获得的中值替代窗口中心位置原始深度值；

S14：对所述S11～S13进行n次滤波循环，完成点云去噪，其中n＞＝2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S2包括：

S21：计算三维点云中各数据点的K邻域点，顺序选取三维点云的数据点P作为待测点；

S22：将数据点P的K邻域点投影到其法矢平面内，连接数据点P与邻域点得到向量集；

S23：对边界点进行检测；

S24：将无序的点连成边界线；

S25：内外边界线识别：对边界线相邻的边界进行叉乘，根据Z轴分量的正负关系和边界线的时针方向确定点云空洞的内、外边界。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述S3包括：

S31：记录空洞边界内深度值为0的位置0(x，y)；

S32：以0(x，y)为中心，定义一个分内、外层的两层窗口；

S33：分别记录内、外层深度值非零像素点的个数Num_in和Num_out；

S34：设定内层阈值th_in和外层阈值th_out；

S35：根据Num_in与th_in或者Num_out与th_out的大小关系确定是否进行空洞修补。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述S23包括：

S231：将数据点P的k邻域点选取距离最近的点作为基准向量；

S232：计算S22中所述向量集中各向量与基准向量之间的夹角，并对夹角值进行升序排列得到夹角集S；

S233：计算夹角集S的序列差得到向量集中相邻向量夹角集L，若L中的最大角度差L_max＞ω，则数据点P为边界点；反之，点P为内部点，其中，ω为弧度角，一般取

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述点P若为边界点，其K邻域点的分布偏向一侧；所述点P若为内部点，其K邻域点将均匀地分布在点P的周围。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述Z轴分量小于0，则边界线的方向为顺时针且边界线为外边界；反之，Z轴分量大于0，则边界线的方向为逆时针且边界线为内边界。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述外层窗口大于内层窗口。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述S35中的Num_in＞th_in或者Num_out＞th_out时，计算出内外层中所有深度值非零的像素中数目最多的一个值，并令0(x，y)等于该值，完成空洞修补；反之，Num_in＜th_in或者Num_out＜th_out时，不需要对0(x，y)位置的点进行修补。