一种交互式三维点云颜色编辑方法技术

本发明专利技术公开了一种交互式三维点云颜色编辑方法，包括以下步骤：S1、三维点云可视化；S2、三维视图调整；S3、上色颜色选取；S4、三维点云交互选点；S5、三维点云上色；S6、重复步骤S2至步骤S5并循环，直至遍历所有需要进行上色的点云。本发明专利技术采用三维投影结合计算机视觉的方法，使得三维点云的颜色编辑过程更符合人类视觉感官，同时通过人机交互的方式，可快速准确的对失真点云进行修正。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，包括以下步骤：S1、三维点云可视化；S2、三维视图调整；S3、上色颜色选取；S4、三维点云交互选点；S5、三维点云上色；S6、重复步骤S2至步骤S5并循环，直至遍历所有需要进行上色的点云。本专利技术采用三维投影结合计算机视觉的方法，使得三维点云的颜色编辑过程更符合人类视觉感官，同时通过人机交互的方式，可快速准确的对失真点云进行修正。【专利说明】—种交互式三维点云颜色编辑方法
本专利技术涉及点云数据处理方法领域，具体的说是一种对三维点云数据进行交互式颜色编辑的方法。
技术介绍
三维点云是在同一空间参考系下表达目标空间分布和目标表面特性的海量点集合。随着三维激光扫描技术的快速发展并广泛应用，三维点云数据尤其是包含点云颜色信息的三维彩色点云数据，已经成为了一种记录环境空间分布及表面特性的重要数据形式。由于测量环境、被测对象形貌等因素的影响和限制，三维彩色点云数据通常会产生颜色上的失真以及噪点，这就使得对点云的后处理显得尤为重要，其中对三维点云进行颜色编辑是修正失真点云的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，其采用人机交互方式，可快速准确的对失真点云进行修正。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：—种交互式三维点云颜色编辑方法，包括以下步骤：SI、三维点云可视化，通过读取三维点云数据，获得三维点云的空间坐标信息及颜色值，将其绘制并显示在交互窗口中；S2、三维视图调整，对交互窗口中的三维点云进行三维视图调整，所述三维视图调整包括旋转、平移及缩放；S3、上色颜色选取，采用单点颜色提取方式或调色板颜色选取方式，选取用于给三维点云上色的颜色，并输出该颜色的RGB颜色值； S4、三维点云交互选点，选中需要进行上色的点云,选中的点云为三维点云数据中的单个点或某一区域内的所有点；S5、三维点云上色，将步骤S3中选取的颜色值赋给步骤S4中选中的点云；S6、重复步骤S2至步骤S5并循环，直至遍历所有需要进行上色的点云。进一步地，所述单点颜色提取方式通过以下步骤实现：S31、三维投影，采用透视投影的方式将三维点云投影到交互窗口的显示平面上，获得点云的X值、y值和Z值，其中X值和y值是三维点云在显示平面上的坐标，z值是三维点云到显示平面的距离值，z值代表点云在当前视角中的深度，z值越大，深度值越大，定义z值与深度值的线性对应关系，z值为O时，深度值为0，z值为预先设定的一特定值时，深度值为I ;S32、选中三维点云中的单个点；S33、读取并输出步骤S32中选中的点的RGB颜色值。优选地，所述步骤S32包括以下子步骤：S321、以用户鼠标在显示平面上的点击位置为中心，设置一个平面搜索半径，选中该范围之内的z值最小的点；S322、若不存在步骤S321中选中的点，则重复步骤S321或选中距离用户鼠标在显示平面上的点击位置最近的点。优选地，所述平面搜索半径为进一步地，所述步骤S4具体包括以下分步骤：S41、重复步骤 S31;S42、交互式选点,采用单点选点方式、毛刷选点方式、多边形选点方式、反选方式中的任一种方式选中需要进行上色的点云。优选地，所述单点选点方式通过以下方法实现：重复步骤S321和步骤S322，得到被选中的单个点。优选地，所述毛刷选点方式通过以下方法实现：通过调整毛刷深度值以及毛刷半径形成一圆柱形的选点范围，该圆柱形的顶面与显示平面在同一平面内，以用户鼠标在显示平面上的点击位置为该圆柱形的顶面圆心，选中在该圆柱形的选点范围内的点云。优选地，所述多边形选点方式通过以下方法实现：在交互窗口的显示平面上绘制多边形，判断点云是否位于该多边形内部，选中位于所述多边形内部的且深度值在O到I范围内的点云。优选地，所述判断点云是否位于该多边形内部，通过以下方法实现：获取所述多边形所在区域的X最大值、X最小值、y最大值、y最小值，分别设为X_、Xmin> ymax> ymin;对所有点循环判断，剔除x〈xmin、x>xmax、y<ymin及y>y_的点；对于剩余的每一个点，分别计算从该点向无穷远处引一条射线，该条射线与多边形的交点个数，若为奇数，则该点在多边形内部，若为偶数，则该点在多边形外部。进一步地，还包括步骤S7，所述步骤S7位于步骤S6之后或步骤S3之前，所述步骤S7包括以下子步骤：S71、重复步骤 S31;S72、用户根据实际需要分别选中三维点云中的两个点作为映射基准点，并计算确定两个映射基准点之间的映射关系；S73、采用毛刷选点方式进行选点，通过调整毛刷深度值以及毛刷半径形成一圆柱形的选点范围，该圆柱形的顶面与显示平面在同一平面内，以用户鼠标在显示平面上的点击位置为该圆柱形的顶面圆心，选中在该圆柱形的选点范围内的点云；S74、对于在步骤S73中选中的点云中的单个点，根据在步骤S72中计算确定的映射关系，获得该单个点的映射位置，选取距离该映射位置最近的点的颜色值并赋给该单个占.S75、重复步骤S74,遍历圆柱形的选点范围内的所有点云。采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：I、本专利技术采用三维投影结合计算机视觉的方法，使得三维点云的颜色编辑过程更符合人类视觉感官，同时通过人机交互的方式，可快速准确的对失真点云进行修正。2、通过单点选点、毛刷选点、多边形选点及反选四种选点方式的配合运用，可对较大规模的点云，如十亿个点级别的点云数据进行颜色编辑，处理速度基本达到实时效果，便于用户对三维点云数据进行后续处理。3、本专利技术采用毛刷选点方式结合坐标映射，可将某一区域内的点云修改为不同的颜色值，使其具有纹理效果，在视觉上更加细腻真实。【专利附图】【附图说明】图I为本专利技术实施例一的工作流程图。图2为本专利技术基于深度优先原则选中三维点云中单个点的示意图。图3为本专利技术基于最近邻原则选中三维点云中单个点的示意图。图4为本专利技术对树的三维点云进行毛刷选点的示意图。图5为本专利技术对树的三 维点云进行多边形选点的示意图。图6为本专利技术实施例二的工作流程图。图7为本专利技术采用毛刷选点方式结合坐标映射对三维点云进行颜色编辑的示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一在对本实施例进行详细描述之前，需要指出的是，本实施例所提供的交互式三维点云颜色编辑方法，是基于人机交互的方式，对三维点云进行颜色编辑的。在颜色编辑过程中涉及的颜色值均采用RGB颜色模型，通过红绿蓝三通道颜色值的混合形成彩色。请参阅图1，本专利技术提供了，包括以下步骤：SI、三维点云可视化。通过读取三维点云数据，获得三维点云的空间坐标信息及颜色值，将其绘制并显示在交互窗口中。S2、三维视图调整。用户通过鼠标的交互，对交互窗口中的三维点云进行三维视图调整，从而获得颜色编辑过程中的最佳视角及最佳视觉效果。三维视图调整包括旋转、平移及缩放。S3、上色颜色选取。本步骤可通过单点颜色提取和调色板颜色选取两种方式实现，用户可根据实际的需要，采用其中任一种方式来选取用于给三维点云上色的颜色值，例如，若步骤Si中读取的三维点云数据未携带颜色值信息，则用户可通过调色板颜色选取方式在调色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交互式三维点云颜色编辑方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、三维点云可视化，通过读取三维点云数据，获得三维点云的空间坐标信息及颜色值，将其绘制并显示在交互窗口中；S2、三维视图调整，对交互窗口中的三维点云进行三维视图调整，所述三维视图调整包括旋转、平移及缩放；S3、上色颜色选取，采用单点颜色提取方式或调色板颜色选取方式，选取用于给三维点云上色的颜色，并输出该颜色的RGB颜色值；S4、三维点云交互选点，选中需要进行上色的点云，选中的点云为三维点云数据中的单个点或某一区域内的所有点；S5、三维点云上色，将步骤S3中选取的颜色值赋给步骤S4中选中的点云；S6、重复步骤S2至步骤S5并循环，直至遍历所有需要进行上色的点云。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王程，蔡志鹏，林阳斌，程骏，李军，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：