基于点云内骨架的分割算法

李仁忠; 刘哲闻; 刘阳阳

doi:doi:10.3788/LOP56.221102

激光与光电子学进展, 2019, 56 (22): 221102, 网络出版: 2019-11-02

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Segmentation Algorithm Based on Point Cloud Skeleton

李仁忠 ^*刘哲闻刘阳阳

作者单位

西安工程大学电子信息学院, 陕西西安 710048

图 & 表

图 1. 算法流程图

Fig. 1. Flow chart of algorithm

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图 2. 八叉树实例

Fig. 2. Example of octree

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图 3. 树枝(有叶)模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)结果

Fig. 3. Tree (with leaf) model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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图 4. 树枝(无叶)模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 4. Tree (without leaf) model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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图 5. 字母模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 5. Alphabet model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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图 6. 人体模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 6. People model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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图 7. 珊瑚模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 7. Coral model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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图 8. 动物模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 8. Animal model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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图 9. 骨架点提取对比实验。(a)(d)原始数据;(b)(e)本文算法;(c)(f)拉普拉斯算法

Fig. 9. Comparative experiment of skeleton point extraction. (a)(d) Raw data; (b)(e) our method; (c)(f) Laplacian method

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表 1洗牌算法

Table1. Fisher-Yates algorithm

Range	Roll	Scratch	Result
[1,8]	6	1 2 3 4 5 8 7	6
[1,7]	2	1 7 3 4 5 8	2 6
[1,6]	6	1 7 3 4 5	8 2 6
[1,5]	1	5 7 3 4	1 8 2 6
[1,4]	3	5 7 4	3 1 8 2 6
[1,3]	3	5 7	4 3 1 8 2 6
[1,2]	1	7	5 4 3 1 8 2 6

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表 2算法的运行时间

Table2. Running time of algorithm

Model	Tree(with leaf)	Tree(without leaf)	Alphabet	People	Coral	Animal
Skeleton time /s	9.147	3.964	1.453	8.733	3.054	3.209
Segmentation time /ms	6.077	8.568	2.318	2.647	2.896	2.985

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李仁忠, 刘哲闻, 刘阳阳. 基于点云内骨架的分割算法[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(22): 221102. Renzhong Li, Zhewen Liu, Yangyang Liu. Segmentation Algorithm Based on Point Cloud Skeleton[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2019, 56(22): 221102.

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图 1. 算法流程图

Fig. 1. Flow chart of algorithm

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Fig. 2. Example of octree

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Fig. 3. Tree (with leaf) model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

图 4. 树枝(无叶)模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 4. Tree (without leaf) model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

图 5. 字母模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 5. Alphabet model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

图 6. 人体模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 6. People model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

图 7. 珊瑚模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 7. Coral model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

图 8. 动物模型。(a)原数据;(b)骨架点;(c)分割结果

Fig. 8. Animal model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

图 9. 骨架点提取对比实验。(a)(d)原始数据;(b)(e)本文算法;(c)(f)拉普拉斯算法

Fig. 9. Comparative experiment of skeleton point extraction. (a)(d) Raw data; (b)(e) our method; (c)(f) Laplacian method

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表 2算法的运行时间

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Fig. 4. Tree (without leaf) model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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Fig. 7. Coral model. (a) Raw data; (b) skeleton point; (c) result

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图 9. 骨架点提取对比实验。(a)(d)原始数据;(b)(e)本文算法;(c)(f)拉普拉斯算法

Fig. 9. Comparative experiment of skeleton point extraction. (a)(d) Raw data; (b)(e) our method; (c)(f) Laplacian method

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