用于从点云提取特征区域的方法和设备的制造方法_4

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的点的强度的变化率沿三个方向大于第一阈值thresholdi,相应地,可能满足体 素1410的显著性条件。特征区域提取设备可基于连通性条件确定体素1410不是特征区域。
[0119] 特征区域提取设备可基于下面示出的等式8和等式9计算连通性条件。
[0120] [等式 8]
[0121]
[0122] 其中,在等式8中,CNblb2b3是连通性条件,bl、b2、b3表示用于指示与体素VHi,j,k) 邻近的体素的变量,bl、b2和b3中的每个可具有例如值-1,、值0和值1之一。自然地, 可不同地改变,bl、b2和b3中的每个的值的范围。特征区域提取设备可基于邻近体素的 强度确定体素vkuk)是否被连通到邻近体素。例如,当邻近体素的强度大于第三阈值 threshold^t,特征区域提取设备可确定体素V1 (i,j,k)被连通到邻近体素。
[0123][等式9]
[01241
[0125] 其中,CeN是指示连通性条件的值。当体素VH^k)被连通到均具有大于第四阈 值thresholci^^值的邻近体素时,可能满足连通性条件。例如,第四阈值threshold4可被 设置为"3"。在该示例中,当体素VHUk)被连通到至少四个邻近体素时,可能满足连通 性条件。
[0126] 图15和图16示出根据至少一个示例实施例的相似性条件。
[0127] 参照图15,根据至少一个示例实施例的特征区域提取设备可计算相似性条件以确 定体素是否是特征区域。相似性可表示体素vkuk)与邻近体素相似的程度。当体素 V1 (i,j,k)与邻近体素之间的相似性增加时,体素V1 (i,j,k)可作为特征区域或特征点而具 有较低的值。
[0128] 在示例中,参照图16,体素1610沿y轴方向与邻近体素具有高相似性。另外,体素 1620沿x轴方向和z轴方向与邻近体素具有高相似性。在该示例中,特征区域提取设备可 确定体素1610和体素1620不是特征区域。在另一示例中,体素1630可与邻近体素具有低 相似性。在该示例中,特征区域提取设备可确定体素1630是特征区域。
[0129] 特征区域提取设备可基于下面示出的等式10和等式11计算相似性条件。
[0130][等式 10]
[01311
[0132] 其中,SIblb2b3是相似性值。在等式10中,al、a2、a3表示用于指示体素V^i,j,k) 的子频带的变量,并可具有例如值LLL、HLL、LHL、HHL、LLH、HLH、LHH和HHH之一。另外,b1、 b2、b3表示用于指示与体素V1 (i,j,k)邻近的体素的变量,bl、b2和b3中的每个可具有例 如值-1、值〇和值1之一。自然地,bl、b2和b3中的每个的值的范围可不同地被改变。
[0133] 特征区域提取设备可将体素V1 (i,j,k)的第一子频带与邻近体素的第一子频带的 差至体素vkuk)的第八子频带与邻近体素的第八子频带之间的差相加。当差的总和小 于第五阈值thresholdjt,特征区域提取设备可确定体素V1 (i,j,k)与邻近体素相似。
[0134] [等式11]
[0135]
[0136] 其中,CSI是指示相似性值。当与体素VHUk)相似的邻近体素的数量小于第六 阈值threshoH时,可能满足相似性条件。例如,第六阈值threshold6可被设置为"3"。在 该示例中,当与体素V1 (i,j,k)相似的邻近体素的数量等于或小于"2"时,可能满足相似性 条件。
[0137] 特征区域提取设备可基于显著性条件、连通性条件和相似性条件的组合,来最终 确定体素是否是特征区域。例如,特征区域提取设备可确定满足显著性条件、连通性条件和 相似性条件中的全部条件的体素作为特征区域。在该示例中,特征区域提取设备可使用以 下示出的等式12。
[0138] [等式12]
[0139]FR(V1(i,j,k)) =CSA (V1(i,j,k))CCN (V1(i,j,k))CSI (V1(i,j,k))
[0140] 在等式12中,FRWa,j,k))指示体素VHi,j,k)是否是特征区域。例如, 当FRWa,j,k))具有值"1"时,体素VHi,j,k)可以是特征区域。在另一示例中,当 FlUvVi,j,k))具有值"0"时,体素Vki,j,k)可能不是特征区域。
[0141] 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。
[0142] 参照图17,根据至少一个示例实施例的特征区域提取设备可基于等式13、等式14 和等式15设置体素网格的范围。
[0143] [等式13]
[0144] 1U(P) = |max(Pu)-min(Pu) | ,uG{x,y,z}
[0145] 在等式13中,P表示点云,lu⑵表示长方体区域1710的沿x轴方向的边1711、 沿y轴方向的边1712、沿z轴方向的边1713的长度。
[0146] [等式14]
[0147] qml(P) =max(lu(P)),uG{x,y,z}
[0148] 在等式14中,qml(P)表示边1711至边1713中的最长边的长度。值qml(P)可表 示点云的准最小长度。特征区域提取设备可产生具有长度被设置为qml(P)的单个边的正 六面体区域1720。
[0149] [等式15]
[0150] ml(P) = 2nwm(2nw(m_l) <qml(P) < 2nwm
[0151] 在等式15中,n表示DWT将被重复的等级的数量,w表示等级0的体素的最小长 度,m表示任意正整数。特征区域提取设备可将值2nwm设置为ml(P)的值。值2nwm可等于 或大于值qml(p),其中,qml(p)大于值2nw(m_l)。值mUP)也可以是2nw的倍数。例如, 当n和w分别被设置为"3"和"8"时,值mUP)可被设置为大于通过将23乘以8而获得的 "64"的倍数中的大于值qml(P)的最小值。
[0152] 特征区域提取设备可产生具有长度被设置为ml(P)的单个边的正六面体区域 1730。因为每当DWT被重复时,DWT允许目标区域的每个边的长度被减少为一半,所以当与 最高等级相应的边的长度被设置为2"的倍数时,与最低等级相应的边的长度可被设置为整 数。例如,特征区域提取设备可产生图1的区域120,以具有包括长度被设置为ml(P)的单 个边的正六面体形状。
[0153] 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。
[0154] 参照图18,在操作1810,特征区域提取方法接收点云;在操作1820,将点云划分为 多个区域;在操作1830,计算每个区域的点强度;在操作1840,基于点强度产生分级结构; 在操作1850,基于分级结构提取特征区域。
[0155] 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1900的框图。
[0156] 参照图19,特征区域提取设备1900包括接收器1910、划分器1920、产生器1930和 提取器1940。接收器1910可接收点云。划分器1920可将点云划分为多个区域。产生器 1930可产生区域分等级地被布置的分级结构。提取器1940可通过基于分级结构探索区域 来提取至少一个特征区域。
[0157] 接收器1910、划分器1920、产生器1930和提取器1940可以是硬件、固件、执行软 件的硬件或其任何组合。当接收器1910、划分器1920、产生器1930和提取器1940中的至少 一个是硬件时,这样的现有硬件可包括作为专用机器而被配置为用于执行接收器1910、划 分器1920、产生器1930和提取器1940中的至少一个的功能的以下项: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(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA) 计算机等。CPU、DSP、ASIC和FPGA通常可被称为处理器和/或微处理器。
[0158] 在接收器1910、划分器1920、产生器1930和提取器1940中的至少一个是执行软 件的处理器的情况下,该处理器作为用于执行存储在存储介质中的软件的专用机器而被配 置为执行接收器1910、划分器1920、产生器1930和提取器1940中的至少一个的功能。在 这样的实施例中,特征区域提取设备1900可包括可具有一个或更多个处理单元(CPU)的处 理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机。
[0159] 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2000的框图。
[0160] 参照图20,特征区域提取设备2000包括接收器2010、划分器2020、产生器2030和 提取器2040。接收器2010可接收点云。划分器2020可将点云划分为多个区域。产生器 2030可产生区域分等级地被布置的分级结构。提取器2040可通过基于分级结构探索区域 来提取至少一个特征区域。
[0161] 特征区域提取设备200还可包括计算器2050。计算器2050可计算与每个区域相 应的点强度。另外,特征区域提取设备2000还可包括检测器2060。检测器2060可从提取 的特征区域提取特征点。另外,特征区域提取设备200还可包括识别器2070。识别器2070 可基于提取的特征点识别与点云相应的操作和与点云相应的对象中的至少一个。
[0162] 接收器2010、划分器2020、产生器2030和提取器2040可以是硬件、固件、执行软 件的硬件或其任何组合。当接收器2010、划分器2020、产生器2030和提取器2040中的至 少一个是硬件时,这样的现有硬件可包括作为专用机而被配置为用于执行接收器2010、划 分器2020、产生器2030和提取器2040中的至少一个的功能的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(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机等。
[0163] 在接收器2010、划分器2020、产生器2030和提取器2040中的至少一个是执行软 件的处理器的情况下,该处理器作为专用机器而被配置为用于执行存储在存储介质中的软 件,以执行接收器2010、划分器2020、产生器2030和提取器2040中的至少一个的功能。在 这样的实施例中,特征区域提取设备2000可包括具有一个或更多个中央处理单元(CPU)的 处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)计算机。
[0164] 图1至图17的以上描述页也可应用于图18的方法,图19的特征区域提取设备 1900和图20的特征区域提取设备2000,因此,在此将不重复。换句话说,特征区域提取设 备1900和2000被配置为执行上述的相应功能。
[0165] 如所述,在此描述的单元可使用硬件组件、软件组件或其
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