渐进图信号采样的点云表示方法及装置

1.本技术涉及3d模型信号处理技术领域，特别涉及一种渐进图信号采样的点云表示方法及装置。


背景技术：

2.随着消费级深度相机的出现，基于物理方法对场景深度进行感知变得更加便捷，结合深度数据实时配准融合算法就能够方便地重建三维场景和人体，进而用于虚拟现实和增强现实等应用。
3.然而，不同于2d图像和视频，3d数据不具备规则的组织方式，例如点云是一组离散的顶点，每个顶点由三个数值(x，y，z)来确定空间位置；而网格除了顶点还包含描述拓扑关系的面片信息，同样是非规则分布。
4.因此，如何将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩是亟待解决的问题。
5.申请内容
6.本技术提供一种渐进图信号采样的点云表示方法及装置，以解决如何将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩是亟待解决的问题。
7.本技术第一方面实施例提供一种渐进图信号采样的点云表示方法，包括以下步骤：对于输入的点云，采用泊松重建等网格化方法将所述点云转成第一网格，并且对于输入的第二网格，保持不变；对所述第一网格和所述第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合；基于所述稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格；在编码端，通过对所述多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余；对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。
8.可选地，在本技术的一个实施例中，所述对所述第一网格和所述第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合，包括：根据预设的采样半径对网格的顶点进行下采样，并且任取一个顶点作为初识点，将其放入采样点集合，且对所述顶点进行遍历，若所述顶点到所述采样点集合当中某一顶点的距离小于所述采样半径，则不选作采样点，反之同所述采样点集合当中的所有顶点的距离均大于所述采样半径，则进入所述采样点集合，生成所述稀疏顶点集合。
9.可选地，在本技术的一个实施例中，所述基于所述稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格，包括：采用最近邻策略，对于所述网格上的所有顶点进行聚类，求取最近的控制节点，得到多个顶点聚类，且对于一个控制节点，采用k-最近邻算法求取多个最近的控制节点，生成可能直接相邻的备选集合，遍历最近的聚类，判断是否直接相邻，其中，至少有一对点的距离小于预设阈值，则判定为直接相邻；提取相邻聚类的边界，构成当前控制节点的邻域，并且切割测地网格，沿着所述邻域对所述网格进行切分，其中，边界上的切割方向由该边界归属的两个聚类的法向量求均值确定，得到所述
多个测地网格。
10.可选地，在本技术的一个实施例中，所述通过对所述多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余，包括：基于所述控制节点和所述邻域上的顶点构建初始采样核；计算作为采样射线出发的基准点的所述初始采样核的边的中点，其中，边位于采样核的边界，采样方向为切割所述测地网格时的方向，且边位于所述采样核的内部，计算所述边上附属三角面片的法向量并取平均值，作为所述采样方向；控制采样射线穿过所述测地网格的交点，得到新的采样点，计算所述边的中点到所述新的采样点之间的带符号距离为采样信号；构建图信号，其中，所述边的中点为图的节点，所述带符号距离为节点上的信号，对图的边采用knn(k-nearestneighbor，邻近算法)方法进行连接，并采用欧式距离高斯核计算所述边的权重；计算赋权图的拉普拉斯变换，作特征值分解，得到图傅立叶变换的基，且对所述图信号进行变换得到频率系数，以采用量化熵编码形成所述二进制码流。
11.本技术第二方面实施例提供一种渐进图信号采样的点云表示装置，包括：转化模块，用于对于输入的点云，采用泊松重建等网格化方法将所述点云转成第一网格，并且对于输入的第二网格，保持不变；下采样模块，用于对所述第一网格和所述第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合；划分模块，用于基于所述稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格；构建模块，用于在编码端，通过对所述多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余；编码模块，用于对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。
12.可选地，在本技术的一个实施例中，所述下采样模块进一步用于根据预设的采样半径对网格的顶点进行下采样，并且任取一个顶点作为初识点，将其放入采样点集合，且对所述顶点进行遍历，若所述顶点到所述采样点集合当中某一顶点的距离小于所述采样半径，则不选作采样点，反之同所述采样点集合当中的所有顶点的距离均大于所述采样半径，则进入所述采样点集合，生成所述稀疏顶点集合。
13.可选地，在本技术的一个实施例中，所述划分模块进一步用于采用最近邻策略，对于所述网格上的所有顶点进行聚类，求取最近的控制节点，得到多个顶点聚类，且对于一个控制节点，采用k-最近邻算法求取多个最近的控制节点，生成可能直接相邻的备选集合，遍历最近的聚类，判断是否直接相邻，其中，至少有一对点的距离小于预设阈值，则判定为直接相邻；提取相邻聚类的边界，构成当前控制节点的邻域，并且切割测地网格，沿着所述邻域对所述网格进行切分，其中，边界上的切割方向由该边界归属的两个聚类的法向量求均值确定，得到所述多个测地网格。
14.可选地，在本技术的一个实施例中，所述构建模块进一步用于基于所述控制节点和所述邻域上的顶点构建初始采样核；计算作为采样射线出发的基准点的所述初始采样核的边的中点，其中，边位于采样核的边界，采样方向为切割所述测地网格时的方向，且边位于所述采样核的内部，计算所述边上附属三角面片的法向量并取平均值，作为所述采样方向；控制采样射线穿过所述测地网格的交点，得到新的采样点，计算所述边的中点到所述新的采样点之间的带符号距离为采样信号；构建图信号，其中，所述边的中点为图的节点，所述带符号距离为节点上的信号，对图的边采用knn方法进行连接，并采用欧式距离高斯核计
算所述边的权重；计算赋权图的拉普拉斯变换，作特征值分解，得到图傅立叶变换的基，且对所述图信号进行变换得到频率系数，以采用量化熵编码形成所述二进制码流。
15.本技术第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的渐进图信号采样的点云表示方法。
16.本技术第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如上述实施例所述的渐进图信号采样的点云表示方法。
17.本技术实施例基于渐进图信号采样，可用于点云和网格两种表示方式进行帧内编码，实现将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩的目的，以进行点云表示。由此，解决了如何将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩是亟待解决的问题。
18.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
19.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
20.图1为根据本技术实施例提供的一种渐进图信号采样的点云表示方法的流程图；
21.图2为根据本技术实施例的渐进图信号采样的点云表示装置的示例图；
22.图3为本技术实施例的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
23.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
24.下面参考附图描述本技术实施例的渐进图信号采样的点云表示方法、装置、电子设备及存储介质。针对上述背景技术中心提到的如何将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩是亟待解决的问题，本技术提供了一种渐进图信号采样的点云表示方法，在该方法中，基于渐进图信号采样，可用于点云和网格两种表示方式进行帧内编码，实现将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩的目的，以进行点云表示。由此，解决了如何将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩是亟待解决的问题。
25.具体而言，图1为本技术实施例所提供的一种渐进图信号采样的点云表示方法的流程示意图。
26.如图1所示，该渐进图信号采样的点云表示方法包括以下步骤：
27.在步骤s101中，对于输入的点云，采用泊松重建等网格化方法将点云转成第一网格，并且对于输入的第二网格，保持不变。
28.可以理解的是，首先，对于点云输入，采用泊松重建等网格化方法将点云转成网
格；对于网格输入，保持不变。
29.在步骤s102中，对第一网格和第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合。
30.可以理解的是，其次，对网格的顶点进行下采样，得到稀疏的顶点集合。在实际执行的过程中，密度可由一个采样半径控制。
31.可选地，在本技术的一个实施例中，对第一网格和第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合，包括：根据预设的采样半径对网格的顶点进行下采样，并且任取一个顶点作为初识点，将其放入采样点集合，且对顶点进行遍历，若顶点到采样点集合当中某一顶点的距离小于采样半径，则不选作采样点，反之同采样点集合当中的所有顶点的距离均大于采样半径，则进入采样点集合，生成稀疏顶点集合。
32.作为一种可能实现的方式，步骤s102包括：
33.步骤s1021：设定采样半径，对网格顶点进行下采样，具体可通过分析网格法向量的变化情况进行试验，如果网格法向量变化较多，需减小半径以增加采样；如果法向量变化平缓，可适当增加采样半径。
34.步骤s1022：任取一个顶点作为初识点放入采样点集合n，然后对顶点进行遍历，若顶点到采样点集合当中某顶点的距离小于采样半径则不选作采样点，反之同采样点集合当中的所有顶点的距离均大于采样半径，该点进入集合n。
35.步骤s1023：最终得到下采样后的稀疏顶点集合，为了同原始网格顶点区分我们在下文中称之为控制节点，控制节点的个数为nsize。
36.在步骤s103中，基于稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格。
37.进一步地，本技术实施例基于稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到数个测地网格作为图信号采样的输入。
38.可选地，在本技术的一个实施例中，基于稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格，包括：采用最近邻策略，对于网格上的所有顶点进行聚类，求取最近的控制节点，得到多个顶点聚类，且对于一个控制节点，采用k-最近邻算法求取多个最近的控制节点，生成可能直接相邻的备选集合，遍历最近的聚类，判断是否直接相邻，其中，至少有一对点的距离小于预设阈值，则判定为直接相邻；提取相邻聚类的边界，构成当前控制节点的邻域，并且切割测地网格，沿着邻域对网格进行切分，其中，边界上的切割方向由该边界归属的两个聚类的法向量求均值确定，得到多个测地网格。
39.作为一种可能实现的方式，步骤s103包括：
40.步骤s1031：采用最近邻策略，对于原始网格上的所有顶点进行聚类，求取最近的控制节点，最终得到nsize个顶点聚类。
41.步骤s1032：对于一个控制节点，采用k-最近邻算法求取8个最近的控制节点，作为可能直接相邻的备选集合，其中8为经验值，经过我们的统计分析，每个控制节点平均有6个直接相邻的聚类。
42.步骤s1033：遍历8个最近的聚类，判断是否直接相邻，准则是至少有一对点的距离小于epsilon则认为两个聚类是直接相邻的。
43.步骤s1034：提取相邻聚类的边界，构成当前控制节点的1-ring邻域。
44.步骤s1035：切割测地网格，沿着1-ring邻域对原始网格切分，其中边界上的切割
方向由该边界归属的两个聚类的法向量求均值决定。
45.在步骤s104中，在编码端，通过对多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余。
46.本领域技术人员应该理解到的是，编码端通过对测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，以进一步采用图傅立叶变换去除信号冗余。
47.可选地，在本技术的一个实施例中，通过对多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余，包括：基于控制节点和邻域上的顶点构建初始采样核；计算作为采样射线出发的基准点的初始采样核的边的中点，其中，边位于采样核的边界，采样方向为切割测地网格时的方向，且边位于采样核的内部，计算边上附属三角面片的法向量并取平均值，作为采样方向；控制采样射线穿过测地网格的交点，得到新的采样点，计算边的中点到新的采样点之间的带符号距离为采样信号；构建图信号，其中，边的中点为图的节点，带符号距离为节点上的信号，对图的边采用knn方法进行连接，并采用欧式距离高斯核计算边的权重；计算赋权图的拉普拉斯变换，作特征值分解，得到图傅立叶变换的基，且对图信号进行变换得到频率系数，以采用量化熵编码形成二进制码流。
48.作为一种可能实现的方式，步骤s104包括：
49.步骤s1041：构建初始采样核，由控制节点和1-ring邻域上的顶点构成，除控制节点外顶点的数目与相邻聚类的数目相同，为边界的汇聚点，顺次连接构成伞状的初始采样核。
50.步骤s1042：计算采样核的边的中点，作为采样射线出发的基准点，同样的该中点位置信息解码端也可以方便的同步计算；关于采样射线的方向，需要考虑两种情况，i)边位于采样核的边界，即该边只有一边有面片信息，采样方向选切割测地网格时的方向；ii)边位于采样核的内部，此时边上附属两个三角面片，计算两个三角面片的法向量并取平均值作为采样方向。
51.步骤s1043：采样射线穿过原始测地网格的交点为新的采样点，注意新的采样点一定位于原始网格，计算边的中点到新的采样点之间的带符号距离为采样信号。
52.步骤s1044：构建图信号，其中边的中点为图的节点，带符号的采样距离为节点上的信号，图的边采用knn方法进行连接，并采用欧式距离高斯核计算边的权重，反映相邻节点信号的相关性。一般地，对于几何平滑区域，空间上相近的节点采样信号的相关性更强赋大权重，空间上较远的节点采样信号相关性更差赋小权重。
53.步骤s1045：计算赋权图的拉普拉斯变换，作特征值分解，得到图傅立叶变换的基，对图信号进行变换得到频率系数，然后采用量化熵编码形成二进制码流。
54.在步骤s105中，对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。
55.最后，本技术实施例对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。
56.根据本技术实施例提出的渐进图信号采样的点云表示方法，基于渐进图信号采样，可用于点云和网格两种表示方式进行帧内编码，实现将非规则的数据有效地组织起来，
并采用适当的信号处理技术进行压缩的目的，以进行点云表示。
57.其次参照附图描述根据本技术实施例提出的渐进图信号采样的点云表示装置。
58.图2是本技术实施例的渐进图信号采样的点云表示装置的方框示意图。
59.如图2所示，该渐进图信号采样的点云表示装置10包括：转化模块100、下采样模块200、划分模块300、构建模块400和编码模块500。
60.具体地，转化模块100，用于对于输入的点云，采用泊松重建等网格化方法将点云转成第一网格，并且对于输入的第二网格，保持不变。
61.下采样模块200，用于对第一网格和第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合。
62.划分模块300，用于基于稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格。
63.构建模块400，用于在编码端，通过对多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余。
64.编码模块500，用于对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。
65.可选地，在本技术的一个实施例中，下采样模块200进一步用于根据预设的采样半径对网格的顶点进行下采样，并且任取一个顶点作为初识点，将其放入采样点集合，且对顶点进行遍历，若顶点到采样点集合当中某一顶点的距离小于采样半径，则不选作采样点，反之同采样点集合当中的所有顶点的距离均大于采样半径，则进入采样点集合，生成稀疏顶点集合。
66.可选地，在本技术的一个实施例中，划分模块300进一步用于采用最近邻策略，对于网格上的所有顶点进行聚类，求取最近的控制节点，得到多个顶点聚类，且对于一个控制节点，采用k-最近邻算法求取多个最近的控制节点，生成可能直接相邻的备选集合，遍历最近的聚类，判断是否直接相邻，其中，至少有一对点的距离小于预设阈值，则判定为直接相邻；提取相邻聚类的边界，构成当前控制节点的邻域，并且切割测地网格，沿着邻域对网格进行切分，其中，边界上的切割方向由该边界归属的两个聚类的法向量求均值确定，得到多个测地网格。
67.可选地，在本技术的一个实施例中，构建模块400进一步用于基于控制节点和邻域上的顶点构建初始采样核；计算作为采样射线出发的基准点的初始采样核的边的中点，其中，边位于采样核的边界，采样方向为切割测地网格时的方向，且边位于采样核的内部，计算边上附属三角面片的法向量并取平均值，作为采样方向；控制采样射线穿过测地网格的交点，得到新的采样点，计算边的中点到新的采样点之间的带符号距离为采样信号；构建图信号，其中，边的中点为图的节点，带符号距离为节点上的信号，对图的边采用knn方法进行连接，并采用欧式距离高斯核计算边的权重；计算赋权图的拉普拉斯变换，作特征值分解，得到图傅立叶变换的基，且对图信号进行变换得到频率系数，以采用量化熵编码形成二进制码流。
68.需要说明的是，前述对渐进图信号采样的点云表示方法实施例的解释说明也适用于该实施例的渐进图信号采样的点云表示装置，此处不再赘述。
69.根据本技术实施例提出的渐进图信号采样的点云表示装置，基于渐进图信号采样，可用于点云和网格两种表示方式进行帧内编码，实现将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩的目的，以进行点云表示。
70.图3为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。该电子设备可以包括：
71.存储器301、处理器302及存储在存储器301上并可在处理器302上运行的计算机程序。
72.处理器302执行程序时实现上述实施例中提供的渐进图信号采样的点云表示方法。
73.进一步地，电子设备还包括：
74.通信接口303，用于存储器301和处理器302之间的通信。
75.存储器301，用于存放可在处理器302上运行的计算机程序。
76.存储器301可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
77.如果存储器301、处理器302和通信接口303独立实现，则通信接口303、存储器301和处理器302可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(industry standard architecture，简称为isa)总线、外部设备互连(peripheral component，简称为pci)总线或扩展工业标准体系结构(extended industry standard architecture，简称为eisa)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
78.可选地，在具体实现上，如果存储器301、处理器302及通信接口303，集成在一块芯片上实现，则存储器301、处理器302及通信接口303可以通过内部接口完成相互间的通信。
79.处理器302可能是一个中央处理器(central processing unit，简称为cpu)，或者是特定集成电路(application specific integrated circuit，简称为asic)，或者是被配置成实施本技术实施例的一个或多个集成电路。
80.本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上的渐进图信号采样的点云表示方法。
81.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或n个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
82.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“n个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
83.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更n个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部
分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
84.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或n个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(ram)，只读存储器(rom)，可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
85.应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，n个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
86.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
87.此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
88.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种渐进图信号采样的点云表示方法，其特征在于，包括以下步骤：对于输入的点云，采用泊松重建等网格化方法将所述点云转成第一网格，并且对于输入的第二网格，保持不变；对所述第一网格和所述第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合；基于所述稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格；在编码端，通过对所述多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余；以及对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。2.根据权利要求1所述的渐进图信号采样的点云表示方法，其特征在于，所述对所述第一网格和所述第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合，包括：根据预设的采样半径对网格的顶点进行下采样，并且任取一个顶点作为初识点，将其放入采样点集合，且对所述顶点进行遍历，若所述顶点到所述采样点集合当中某一顶点的距离小于所述采样半径，则不选作采样点，反之同所述采样点集合当中的所有顶点的距离均大于所述采样半径，则进入所述采样点集合，生成所述稀疏顶点集合。3.根据权利要求2所述的渐进图信号采样的点云表示方法，其特征在于，所述基于所述稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格，包括：采用最近邻策略，对于所述网格上的所有顶点进行聚类，求取最近的控制节点，得到多个顶点聚类，且对于一个控制节点，采用k-最近邻算法求取多个最近的控制节点，生成可能直接相邻的备选集合，遍历最近的聚类，判断是否直接相邻，其中，至少有一对点的距离小于预设阈值，则判定为直接相邻；提取相邻聚类的边界，构成当前控制节点的邻域，并且切割测地网格，沿着所述邻域对所述网格进行切分，其中，边界上的切割方向由该边界归属的两个聚类的法向量求均值确定，得到所述多个测地网格。4.根据权利要求3所述的渐进图信号采样的点云表示方法，其特征在于，所述通过对所述多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余，包括：基于所述控制节点和所述邻域上的顶点构建初始采样核；计算作为采样射线出发的基准点的所述初始采样核的边的中点，其中，边位于采样核的边界，采样方向为切割所述测地网格时的方向，且边位于所述采样核的内部，计算所述边上附属三角面片的法向量并取平均值，作为所述采样方向；控制采样射线穿过所述测地网格的交点，得到新的采样点，计算所述边的中点到所述新的采样点之间的带符号距离为采样信号；构建图信号，其中，所述边的中点为图的节点，所述带符号距离为节点上的信号，对图的边采用knn方法进行连接，并采用欧式距离高斯核计算所述边的权重；计算赋权图的拉普拉斯变换，作特征值分解，得到图傅立叶变换的基，且对所述图信号进行变换得到频率系数，以采用量化熵编码形成所述二进制码流。5.一种渐进图信号采样的点云表示装置，其特征在于，包括：转化模块，用于对于输入的点云，采用泊松重建等网格化方法将所述点云转成第一网
格，并且对于输入的第二网格，保持不变；下采样模块，用于对所述第一网格和所述第二网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合；划分模块，用于基于所述稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到作为图信号采样输入的多个测地网格；构建模块，用于在编码端，通过对所述多个测地网格不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余；以及编码模块，用于对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。6.根据权利要求5所述的渐进图信号采样的点云表示装置，其特征在于，所述下采样模块进一步用于根据预设的采样半径对网格的顶点进行下采样，并且任取一个顶点作为初识点，将其放入采样点集合，且对所述顶点进行遍历，若所述顶点到所述采样点集合当中某一顶点的距离小于所述采样半径，则不选作采样点，反之同所述采样点集合当中的所有顶点的距离均大于所述采样半径，则进入所述采样点集合，生成所述稀疏顶点集合。7.根据权利要求6所述的渐进图信号采样的点云表示装置，其特征在于，所述划分模块进一步用于采用最近邻策略，对于所述网格上的所有顶点进行聚类，求取最近的控制节点，得到多个顶点聚类，且对于一个控制节点，采用k-最近邻算法求取多个最近的控制节点，生成可能直接相邻的备选集合，遍历最近的聚类，判断是否直接相邻，其中，至少有一对点的距离小于预设阈值，则判定为直接相邻；提取相邻聚类的边界，构成当前控制节点的邻域，并且切割测地网格，沿着所述邻域对所述网格进行切分，其中，边界上的切割方向由该边界归属的两个聚类的法向量求均值确定，得到所述多个测地网格。8.根据权利要求7所述的渐进图信号采样的点云表示装置，其特征在于，所述构建模块进一步用于基于所述控制节点和所述邻域上的顶点构建初始采样核；计算作为采样射线出发的基准点的所述初始采样核的边的中点，其中，边位于采样核的边界，采样方向为切割所述测地网格时的方向，且边位于所述采样核的内部，计算所述边上附属三角面片的法向量并取平均值，作为所述采样方向；控制采样射线穿过所述测地网格的交点，得到新的采样点，计算所述边的中点到所述新的采样点之间的带符号距离为采样信号；构建图信号，其中，所述边的中点为图的节点，所述带符号距离为节点上的信号，对图的边采用knn方法进行连接，并采用欧式距离高斯核计算所述边的权重；计算赋权图的拉普拉斯变换，作特征值分解，得到图傅立叶变换的基，且对所述图信号进行变换得到频率系数，以采用量化熵编码形成所述二进制码流。9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如权利要求1-4任一项所述的渐进图信号采样的点云表示方法。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行，以用于实现如权利要求1-4任一项所述的渐进图信号采样的点云表示方法。

技术总结
本申请涉及3D模型信号处理技术领域，特别涉及一种渐进图信号采样的点云表示方法及装置，其中，方法包括：采用泊松重建等网格化方法将点云转成网格；对网格的顶点进行下采样，得到稀疏顶点集合；基于稀疏顶点集合进行测地网格划分，得到多个测地网格；通过不断进行采样，构建过分辨率网格，并计算相邻两层网格的残差信号，选择顶点和边进行图的构建，并采用图傅立叶变换去除信号冗余；对于图傅立叶变换后产生的稀疏进行量化编码，生成二进制码流。本申请实施例可以基于渐进图信号采样，可用于点云和网格两种表示方式进行帧内编码，实现将非规则的数据有效地组织起来，并采用适当的信号处理技术进行压缩的目的，以进行点云表示。以进行点云表示。以进行点云表示。


技术研发人员：季向阳 张驰 赵鸣远 连晓聪
受保护的技术使用者：清华大学
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8