[发明专利]基于体素的孔洞填补方法及装置

权利要求书

1.一种基于体素的孔洞填补方法，其特征在于，包括：

确定三维表面模型中孔洞的边界位置；

在所述孔洞的边界附近向所述孔洞的中心方向对体素多次叠加扩充；以及

得到孔洞填补后完整的三维表面模型。

2.根据权利要求1所述的孔洞填补方法，其特征在于，确定三维表面模型中孔洞的边界位置包括如下条件：

当前体素本身是有效的；

所述体素周围邻域内的体素，至少有一个是无效的体素；

邻域体素中至少有一个有效的体素，并且所述有效体素的SDF值与被检测体素的SDF值异号，

其中，

一个体素有八个角点，所有体素统一选取某一个角点代表该体素的整体，通过读取该角点的SDF值为整体体素SDF值；

选取该体素的权重值为有效体素的判断依据，若有权重值，则为有效的体素。

3.根据权利要求1所述的孔洞填补方法，其特征在于，在所述孔洞的边界附近向所述孔洞的中心方向对体素多次叠加扩充包括：

初始化体素数据得到扩充体素数据和原始体素数据；

对扩充体素数据中至少包括：有符号距离函数值SDF和判断该体素是否有效的值；

对原始体素数据至少包括：体素到重建表面的距离SDF值和权重值；

其中，有符号距离函数值SDF表示为sdf，判断该体素是否有效的值表示为valid，SDF表示为sdf_s，权重值表示为w_s。

4.根据权利要求1所述的孔洞填补方法，其特征在于，在所述孔洞的边界附近向所述孔洞的中心方向对体素多次叠加扩充包括：

获取前一次迭代的估计值；

根据所述估计值用滤波器进行插值计算，估计当前体素的SDF值。

5.根据权利要求4所述的孔洞填补方法，其特征在于，根据所述估计值用滤波器进行插值计算包括：采用均值滤波器，通过对孔洞边缘的有效体素的均值给孔洞进行插值计算。

6.根据权利要求1所述的孔洞填补方法，其特征在于，在所述孔洞的边界附近向所述孔洞的中心方向对体素多次叠加扩充包括：

判断体素是否有效；

如果体素是有效，则读取该体素的sdf值采用低通滤波器执行模糊卷积操作。

7.根据权利要求1所述的孔洞填补方法，其特征在于，确定三维表面模型中孔洞的边界位置之前还包括：

遍历以XYZ轴中的一预设轴为参考坐标取切片；

在该切片上遍历所有的扫描线并复制一个扫描线的副本，作为扩充体素样本；

在扫描线上遍历每一个体素。

8.根据权利要求7所述的孔洞填补方法，其特征在于，得到孔洞填补后完整的三维表面模型包括：

迭代混合时使用阿尔法迭代混合，利用扫描线的副本和原始数据进行混合。

9.根据权利要求1所述的孔洞填补方法，其特征在于，在所述孔洞的边界附近向所述孔洞的中心方向对体素多次叠加扩充还包括：

条件1：对于每一个体素检测是否为孔洞边界；

如果对于每一个体素检测为孔洞边界，则对当前体素的SDF值进行累加记录，且对节点数据加1；

条件2：对于每一个体素检测是否为空体素或者修改过的体素；

如果对于每一个体素检测为空体素或者修改过的体素，则对该体素进行模糊赋值，模糊赋值的数据来自于所述条件1执行均值滤波后的结果。

10.一种基于体素的孔洞填补装置，其特征在于，包括：

确定模块，用于确定三维表面模型中孔洞的边界位置；

扩充模块，用于在所述孔洞的边界附近向所述孔洞的中心方向对体素多次叠加扩充；以及

混合模块，用于得到孔洞填补后完整的三维表面模型。