[发明专利]一种自适应的点云条带划分方法

说明书

本发明公布了一种自适应的点云条带的划分方法，该方法首先对点云进行一定深度的空间划分，得到多个局部点云；然后统计各个局部点云内点数，将其与条带点数上下限进行比较，判断点数是否满足要求；经过一系列对局部点云再分割或再融合操作，调整各局部点云内的点数直至满足范围，从而得到最后的点云条带；点云条带的划分，获得多个可独立编解码的局部结构，支持并行处理，增强系统容错性，提高编码效率；同时，考虑到大尺度点云的传输带宽受限等现实因素，点云条带的尺寸往往也有限制范围，本发明公布的方法可以很好地满足这一需求，在支持并行处理的同时产生多个点数合理的点云条带。

技术领域

本发明属于点云数据处理技术领域，涉及点云数据分割方法，尤其涉及一种自适应的点云条带划分方法。

背景技术

三维点云是现实世界数字化的重要表现形式。随着三维扫描设备(激光、雷达等)的快速发展，点云的精度、分辨率更高。高精度点云广泛应用于地理信息系统、城市数字化地图的构建和自由视点广播等，在如智慧城市、无人驾驶、文物保护等众多热门研究中起技术支撑作用。点云是三维扫描设备对物体表面采样所获取的，一帧点云的点数一般是百万级别，大型点云内的点数甚至高达千万，其中每个点包含几何信息和颜色、纹理等属性信息，数据量十分庞大。三维点云庞大的数据量给数据存储、传输等带来巨大挑战，所以为了支持点云的并行处理，并提升系统容错性，将大型点云划分成一系列可以独立处理的点云条带十分必要。

目前点云条带的划分技术并不常见，仍处于探索阶段。而传统视频编码中条带的划分，主要分为两种：

1)对视频图像的均匀条带划分：对单帧图像进行均匀划分，得到的条带几何尺寸相同。

2)对视频图像的不均匀条带划分：对单帧图像进行非均匀划分，得到的条带几何尺寸不相同。

发明内容

为了缓解点云传输和存储的压力，在考虑计算复杂度的条件下，本发明提供一种自适应的点云条带的划分方法。

本发明提供的技术方案，首先对点云进行一定深度的空间划分，得到多个局部点云；然后统计各个局部点云内点数，将其与条带点数上下限进行比较，判断点数是否满足要求；经过一系列对局部点云再分割或再融合操作，调整各局部点云内的点数直至满足范围，从而得到最后的点云条带。点云条带的划分，获得多个可独立编解码的局部结构，支持并行处理，增强系统容错性，提高编码效率。同时考虑到大尺度点云的传输带宽受限等现实因素，点云条带的尺寸往往也有限制范围，本发明公布的方法可以很好地满足这一需求，在支持并行处理的同时产生多个点数合理的点云条带。

本发明主要包括如下步骤：

1)点云初步划分获得局部点云：

读入待处理的点云，首先对点云的几何空间进行初步的划分，然后通过排序得到一组有先后顺序的局部点云。

2)局部点云的点数与限制范围的比较：

由于传输需求和带宽限制，支持并行处理的点云条带内点数需要符合一个限制范围(minSize,maxSize)，其中点数上下限分别为maxSize和minSize。

3)局部点云再划分或再融合获得最终点云条带：

在局部点云划分的基础上，对于超出点数上限的局部点云再划分，对于点数少于下限的局部点云进行融合，以得到点数满足限制范围的点云条带。对于点数超过上限的局部点云，以maxSize为间隔进行再划分，得到新的一组局部点云。遍历得到的所有局部点云，对于点数少于下限的局部点云，结合点云分布情况和莫顿码顺序，选择进行前向局部点云融合或者后向局部点云融合。

完成以上步骤则可得到点数满足限制范围的点云条带。