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面向人体尺寸测量系统的点云孔洞修补方法


第3 4卷第 5期  2 0 1 4年 9月   杭 州 电 子 科 技 大 学 学 报  J o u r n a l  o f   Ha n g z h o u   Di a n z i   U n i v e r s i t y   V0 1 . 3 4. No . 5   S e p . 2 0 1 4   面 向人体 尺 寸 测 量 系统 的点 云孔 洞修 补 方

法  周  亮  , 孙 志 海  , 吴 以凡  , 张 桦  ( 1 . 杭 州 电子科技 大学计算 学院, 浙江 杭 州 3 1 0 0 1 8 ;   2 . 杭 州电子科技 大学信息工程 学院 , 浙江 杭 州 3 1 0 0 1 8 )   摘要 : 基于三维人体点云 的尺寸提取是非 接触式人体尺寸测量 的重 要方法之一 。但 是 由于人体 自   身遮挡 以及扫描死 角等问题 , 扫 描人体所 得点 云往往存 在大量孔 洞 。为此 , 该文 提 出了一 种 面向  人体尺寸测量 系统 的点云孔洞修补方法 。该方法首先调整人体 点云位置 , 然后采 用映射法分割 人  体点 云取横截 面 , 接着确定横截 面轮廓上孔 洞位 置 , 最 后通过 基于最 小二乘 的二次 曲线拟合修 补  点云数据 。实验结果表 明 , 利用该算法拟合得 到的人体 点云横截面尺 寸与直接对模 特手工测量 得  到 的尺寸基本 一致 , 对尺寸测量数据 的 比较得出误差小于 3 %。   关键 词 : 人体点云 ; 孔洞修补 ; 映射法 ; 最小二乘  中图分类 号 : T P 3 9 1   文献标识 码 : A   文章编号 : 1 0 0 1— 9 1 4 6 ( 2 0 1 4   J 0 5— 0 0 7 3— 0 5   0   引  言  非接触式三维人体扫描仪可以快速 、 精确地获取人体三维数据 ] , 在人体尺寸测量 中得到了广泛  应用_ 2  J 。然 而扫 描和 重建 过程 中 , 由于人 体 自身遮 挡及 扫描 死角 等 问题 , 获 取 的人体 三维 点云 往往 存  在大量孔洞 , 影响测量结果的准确性。虽然 目 前 国内外的不少学者对点云孔洞修补进行了大量研究 , 但  是 针对 人体 模 型 的研 究仍 较 少 。文献 [ 4 ] 介 绍 了当 前孔 洞 修 补 的 主要 方法 , 并 对 相关 算 法 在植 物 三维  点 云孔 洞 修补上 的适 用性 及其 中存 在 的 问题 进 行 了分析 和总结 。这 些适 用性 问题 同样 出现 在人体 点 云  的修补上。文献 [ 5 ] 对人体点云的修补算法做 了归纳 , 指出现有的三维人体测量方法一般先将点 云转  为 网格 , 再 进行 孔洞 修补 , 但 由于 点 云孔洞 以及 孔洞 边 界点 噪音 的存 在 , 在 网格 化过 程 中会 出现 网格 面  非流形错误和局部网格面法向量错误。文献[ 6 ] 对过去 2 O年的点云修补算法进行了总结 , 提出应根据  实 际应 用 指导 点云 修补 , 对孔 洞修 补优 先从 点 云 的具体 应 用 和孔 洞 的实 际 特 点考 虑 。本 文根 据 现 有人  体 尺 寸测 量系 统所 用点 云模 型 的特点 , 提 出 了一种 面 向人 体 尺寸 测量 系统 的 点 云孔 洞修 补 方 法 。相对  与基 于 网格 的点 云修 补方 法 , 本文 方法 有效 地解 决 了孔 洞及 孔 洞 边界 点 噪音 问题 , 不 受孔 洞 轮廓 影

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