用于从点云提取特征区域的方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 本申请要求于2014年6月20日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0075527号 韩国专利申请的优先权权益，所述申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
[0002] 以下描述的至少一些示例实施例涉及一种用于从点云提取特征区域的方法和设 备。
【背景技术】
[0003] 在二维（2D)图像中，将亮度值变化最大的点或使用像素的亮度值的变化提取的 轮廓彼此交叉的点提取为特征点。
【发明内容】
[0004] 至少一个示例实施例公开了一种提取特征区域的方法，所述方法包括：将点云划 分为多个区域；基于点强度从所述多个区域中提取至少一个特征区域。
[0005] 点强度可与点云中的多个点的集中关联。另外，可针对所述多个区域中的每个区 域计算点强度。计算步骤包括基于包括在相应区域中的点的数量计算每个点强度。
[0006] 提取步骤可包括：产生分级结构，其中，在分级结构中所述多个区域分等级地被布 置；对所述多个区域进行分析；基于分级结构，提取至少一个特征区域。
[0007] 包括在更高等级的分级结构中的区域可包括关于与包括在更低等级的分级结构 中的区域相应的点强度的信息。当包括在更高等级的分级结构中的第一区域被探索时，包 括在更低等级的分级结构中的第二区域可被探索。当第一区域被确定为不是更高等级的特 征区域时，第二区域可不被探索。
[0008] 产生步骤可通过将离散小波变换DWT应用于所述多个区域来产生分级结构。基于 与当前正被探索的当前区域相应的DWT子频带可确定当前区域是否是特征区域。
[0009] 提取步骤可基于以下项中的至少一个提取至少一个特征区域：与所述多个区域的 选择的区域的高频特征关联的第一条件；与所述选择的区域是否被连通到至少一个邻近区 域关联的第二条件；与所述选择的区域是否与所述至少一个邻近区域相似关联的第三条 件。
[0010] 可基于点云的分布和所述多个区域的分级结构的深度中的至少一个来确定所述 多个区域中的每个区域的大小。所述多个区域均具有正六面体形状。
[0011] 所述方法还可包括：从至少一个特征区域提取特征点。所述方法还可包括：基于 特征点，识别与点云相应的对象和与点云相应的操作中的至少一个。
[0012] 至少一个示例实施例公开了一种用于提取特征区域的设备，所述设备包括：接收 器，被配置为接收点云；划分器，被配置为将点云划分为多个区域；产生器，被配置为产生 所述多个区域分等级地被布置的分级结构；提取器，被配置为基于分级结构从所述多个区 域提取至少一个特征区域。
[0013] 提取器可提取与分级结构的第一等级的至少一个特征区域相应的区域，可设置包 括分级结构的第二等级的多个第二区域，并对所述多个第二区域进行分析，其中，第一等级 可高于第二等级。
[0014] 提取器可被配置为仅对第二等级的多个第二区域的设置的区域进行分析。提取器 可从第二区域中提取与至少一个特征区域相应的第三区域，设置包括在分级结构的第三等 级的多个第四区域，并对所述多个第四区域进行分析，其中，第三等级可低于第二等级。
[0015] 所述设备还可包括：计算器，被配置为计算与所述多个区域相应的多个点强度。所 述多个区域中的每个区域与分级结构中的等级关联，分级结构的第一等级可包括关于与包 括在分级结构的第二等级中的区域相应的点强度的信息，其中，在分级结构中第一等级高 于第二等级。
[0016] 所述设备还可包括：检测器，被配置为从至少一个特征区域中提取特征点。另外， 所述设备还可包括：识别器，被配置为基于特征点，识别与点云相应的对象和与点云相应的 操作中的至少一个。
[0017] 至少一个示例实施例公开了一种在图像中提取特征点的方法。所述方法包括：从 图像的点云产生多个体素，其中，每个体素具有与相应体素中的点的数量关联的值；基于多 个体素和相应值确定至少一个特征区域；基于至少一个特征区域提取特征点。
[0018] 在示例实施例中，确定步骤包括：基于各个值将离散小波变换（DWT)应用于多个 体素；基于所述应用，确定至少一个特征区域。
[0019] 在示例实施例中，确定步骤包括，选择多个体素中的至少一个体素；确定与选择的 体素关联的连通值，其中，所述连通值指示选择的体素是否被连通到多个体素中的另一体 素；基于所述连通值确定至少一个特征区域。
[0020] 在示例实施例中，确定步骤包括：选择多个体素中的至少一个体素；确定与选择 的体素关联的显著性值，其中，显著性值指示与选择的体素关联的至少阈值数量的子频带 的强度的变化率；基于显著性值，确定至少一个特征区域。
[0021] 在示例实施例中，确定步骤包括：选择多个体素中的至少一个体素；确定与选择 的体素关联的相似性值，其中，相似性值指示选择的体素是否与邻近体素相似；基于相似性 值，确定至少一个特征区域。
[0022] 示例实施例的另外方面将在下面的描述中部分地阐明，并且从描述中部分是清楚 的，或者通过本公开的实施可以被理解。
【附图说明】
[0023] 通过以下结合附图的示例实施例的描述，这些方面和/或其它方面将变得清楚和 更容易理解，在附图中：
[0024] 图1是示出根据至少一个示例实施例的从点云提取特征区域的方法的示图；
[0025] 图2是示出根据至少一个示例实施例的基于点强度的体素网格的示图；
[0026] 图3至图8是示出根据至少一个示例实施例的离散小波变换的示图；
[0027] 图9是示出根据至少一个示例实施例的基于分级结构提取特征区域的方法的流 程图；
[0028] 图10是根据至少一个示例实施例的基于分级结构提取特征区域的方法的示图；
[0029] 图11和图12是示出根据至少一个示例实施例的显著性条件的示图；
[0030] 图13和图14是示出格局至少一个示例实施例的连通性条件的示图；
[0031] 图15和图16是示出根据至少一个示例实施例的相似性条件的示图；
[0032] 图17是示出根据至少一个示例实施例的设置体素网格的范围的方法的示图；
[0033] 图18是示出根据至少一个示例实施例的特征区域提取方法的流程图；
[0034] 图19是示出根据至少一个示例实施例的特征区域提取设备的示例的框图；
[0035] 图20是示出根据至少一个示例实施例的特征区域提取设备的另一示例的框图。
【具体实施方式】
[0036] 现将参照附图更全面地描述示例实施例。可实施很多替代的形式，并且示例实施 例不应被解释为限于在此阐述的示例实施例。在附图中，相同的标号表示相同的元件。
[0037] 将理解，尽管第一、第二等术语在此可用于描述各种元件，但这些元件不应被这些 术语限制。这些术语仅用于将一元件与另一元件区分开。例如，在不脱离示例实施例的范 围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。如在此使 用，术语"和/或"包括关联的所列项目中的一个或更多个项目的全部组合。
[0038] 将理解，当元件被称为被"连接"或"耦接"到另一元件，它可直接被连接或耦接到 另一元件或者可存在介入元件。相反，当元件被称为被"直接连接"或"直接耦接"到另一 元件时，不存在介入元件。应以相同的方式解释用于描述元件之间的关系的其它词语（例 如，"在...之间"对"直接在…之间"、"与…邻近"对"直接与…邻近"等）。
[0039] 在此使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，并不意在限制示例实施例。如在 此使用，除非上下文清楚地另有所指，否则单数形式也意在包括复数形式。将进一步理解， 当术语"包括"、"包括…的"、"包含"和/或"包含…的"在此使用时，但不排除一个或更多 个特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
[0040] 除非特别声明或者通过讨论是显然的，诸如"处理"、"计算"、"运算"、"确定"或"显 示"等的术语表示计算机系统或类似的电子计算装置的操作和处理，其中，所述类似的电子 计算装置对计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理、电子量的数据进行操作，并将 其变换为类似地表示为计算系统或寄存器或其它诸如信息存储器、传输装置或显示装置内 的物理量的其它数据。
[0041] 在以下描述中提供具体细节，以提供对示例实施例的透彻的理解。然而，本领域的 普通技术人员将理解在没有这些具体细节的情况下，可实现示例实施例。例如，可在框图中 示出系统，以使得避免示例实施例因不必要的细节而不清楚。在其它实例中，可在没有不必 要的细节的情况下示出公知的处理结构和技术，以避免使示例实施例不清楚。
[0042] 在以下描述中，将参照可被实现为程序模块或功能性处理的操作的动作和符号表 示（例如，以流程图、流程示图、数据流程示图、结构图、框图等的形式）来描述说明性实施 例，其中，所述功能性处理包括执行特定任务或实现具体的抽象数据类型的例程、程序、对 象、组件、数据结构等并可通过使用现有电子系统（例如，3D显示装置）中的现有硬件来实 现。这样的现有硬件可包括一个或更多个中央处理单元（CPU)、数字信号处理器（DSP)、专 用集成电路、现场可编程门阵列（FPGA)计算机等。
[0043] 尽管流程图可将操作描述为有顺序的处理，但是可并行地、并发地或同时地执行 很多操作。另外，可重新布置操作的顺序。当完成处理的操作时，可终止处理，但所述处理 还可具有未包括在附图中的步骤。处理可与方法、功能、过程、子例程、子程序等相应。当处 理与功能相应时，处理的终止可与功能的调用函数或主函数的返回相应。
[0044]另外，可通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任意组合来实 现示例实施例。当以软件、固件、中间件或微代码来实现用于执行必要的任务的程序代码或 代码段时，它们可存储在机器或计算机可读介质（诸如，计算机可读存储介质）中。当以 软件实现一个处理器或多个处理器时，一个处理器或多个处理器可被编程为执行必要的任 务，进而被变换为专用目的处理器或计算机。
[0045]图1是示出根据至少一个示例实施例的从点云提取特征区域的方法的示图。
[0046] 点云可表示任意坐标系统中的点的集合。例如，点云可以是三维（3D)坐标系统中 的多个点的集合。在3D坐标系统中，可通过x坐标、y坐标和z坐标来对点进行定义，并且 点可分布在将被表不的3D对象的外部表面上。可通过例如使用3D扫描仪等来产生点云。
[0047] 特征区域可表示可能包括特征点的区域。特征点可表示从图像提取的点。可从图 像重复地提取一部分特征点，而保持不受图像的大小、视点、照度变化等的影响。以下，特征 区域可表示包括特征点的概率大于阈值概率的给定的点云的一部分。
[0048] 参照图1，特征区