基于人体扫描线点云的光顺去噪

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1、基于人体扫描线点云的光顺去噪李晓志收稿日期：修回日期：作者简介：李晓志（1980-），女，博士生。主要研究方向为数字化服装技术。李晓久，通讯作者，E-mail:lixiaojiu@tjpu.edu.cn。，李晓久，王玉秀（天津工业大学艺术与服装学院服装工程系,天津300387）摘要利用课题组新研制的便携式三维人体测量系统获得人体扫描线点云。在测量过程中，由于受扫描设备的物理特性、扫描环境、光照和标定算法本身的缺陷等因素的影响，点云中不可避免混有噪声点。根据噪声点的特点将其分为3类：与人体真实数据相隔较远的点为第1类噪声点，点云中重叠的点为第2类噪声点，夹

2、杂在人体真实数据点中而导致点云不光顺的点为第3类噪声点。对于第1类和第2类噪声点，采用基于距离的选点删除法；对第3类噪声点采用基于离散点云曲率及曲率变化的Savitzky-golay滤波方法。实验结果显示，以上2种方法能有效去除人体扫描线点云中的噪声点，并能保持点云固有的几何细节。关键字人体；三维人体扫描；扫描线点云；光顺去噪；选点删除法；Savitzky-golay滤波中图分类号:TP391.72文献标识码:A3DbodyscanlinepointclouddatadenoisingandsmoothingLIXiaozhiLIXiaojiuWANGY

3、uxiu(DepartmentofArtandClothing,TianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300384,China)AbstractOurteamdevelopedaportablethreedimension(3D)bodymeasurementsystem.Bymeasuringthebodyusingthesystem,thebodyscanlinepointcloudsarereconstructed.Becauseofphysicalpropertiesofmeasuringdevice,envir

4、onmentofmeasurement,lightandthedefectsofcalibrationalgorithm,theinitialpointcloudsincludesomenoisypoints.Baseonthecharactersofnoisypoints,theyaredividedintothreetypes:thefirsttypehasafardistancefromtruebodydatapoints,thesecondtypeisthelappedpointsandthethirdtypemixeswithtruebodyd

5、atatocausethepointcloudsunfair,.Thefirstandsecondtypenoisypointsaredeletedbythedistance-basedalgorithm,andthenthethirdtypenoisypointsareremovedbythemethodofSavitzky-golayfilterbasedonthecurvatureandcurvature’schange.Theresultsshowthemethodsareeffectiveonsmoothingpointcloudsandthe

6、detailsofpointcloudsareremained.KeywordsBody;3Dbodyscanning;Scanlinepointclouds;Denoisingandsmoothing;Choosepointanddeleteit;Savitzky-golayfilter非接触式三维人体测量已成为现代人体测量技术的主要特征，它以现代光学为基础，融光电子学、计算机图像学、信息处理、计算机视觉等科学技术为一体的测量技术，具有比传统测量方法更快速、准确、效率高等特点[1]。目前，大多数三维人体测量系统的工作原理都是通过光照系统往人体上投射光源

7、（如激光、红外光、多条纹光等），使用视觉设备来捕获人体的外形，然后利用系统软件来提取人体在三维空间中的数据并对数据进行处理以及重构数字化三维人体模型。通常把三维空间中数据点的集合称为点云[2]，根据测得的初始点云中点的分布特征，可以将点云分为散乱点云和扫描线点云[3]。扫描线点云由一组扫描线组成，扫描线上的点位于扫描平面内，沿扫描方向非常密集，扫描线之间或者垂直扫描线方向比较稀疏[4]。在测量过程中，由于受扫描设备物理特性、扫描环境、光照等因素的影响，初始点云不可避免会受到噪声的污染，这些噪声点会严重影响重建后模型的质量，所以在进行模型重建之前必须去除点

8、云中的噪声点。本文采用课题组开发的便携式三维人体测量系统对人体进行测量，得到人体