基于最小生成樹的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮算法研究.pdf

1、隨著現(xiàn)在三維掃描系統(tǒng)精度和速度的提升，點(diǎn)云數(shù)據(jù)量變得十分龐大，對(duì)其網(wǎng)格化的計(jì)算和存儲(chǔ)壓力增大，點(diǎn)云模型相對(duì)于網(wǎng)格模型的優(yōu)勢越來越明顯，但海量點(diǎn)云數(shù)據(jù)依然為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和傳輸增加沉重的負(fù)擔(dān)，因此點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮具有重要的科研價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。國內(nèi)外不少學(xué)者對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)壓縮進(jìn)行了比較深入的研究，取得了不錯(cuò)的成果。本文在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了一些可行的思路和方法，主要改進(jìn)傳統(tǒng)的最小生成樹算法以提高點(diǎn)云預(yù)測效果，以便于點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)處理，取得了不

2、錯(cuò)的效果。本文主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　本文首先提出一種基于數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換的點(diǎn)云快速有損壓縮算法。由于浮點(diǎn)數(shù)數(shù)值大小相差較大，不同的數(shù)對(duì)應(yīng)精度可能不同，造成精度浪費(fèi)。把整個(gè)模型轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一精度的整數(shù)值可有效解決精度浪費(fèi)，為此設(shè)計(jì)出一種數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)化規(guī)則—FtoI規(guī)則，然后通過局部最小生成樹樹形結(jié)構(gòu)的預(yù)測，對(duì)三維整數(shù)坐標(biāo)的差值進(jìn)行算術(shù)編碼。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本算法在保證整個(gè)三維點(diǎn)云模型質(zhì)量的情況下，有著較高的壓縮速度和壓縮率。
　　針對(duì)

3、有的工程項(xiàng)目對(duì)點(diǎn)云質(zhì)量要求高，提出一種基于最小生成樹的點(diǎn)云無損壓縮算法。改進(jìn)的傳統(tǒng)最小生成樹算法，不是只依據(jù)實(shí)際的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，而是在生成樹形結(jié)構(gòu)的同時(shí)會(huì)相應(yīng)產(chǎn)生預(yù)測值，預(yù)測值會(huì)對(duì)最小生成樹產(chǎn)生導(dǎo)向作用，生成的最小生成樹預(yù)測效果更好，壓縮率也相應(yīng)更高。同時(shí)建立計(jì)算單元結(jié)構(gòu)，有利于快速查詢最近點(diǎn)，提高算法時(shí)間效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明本算法在壓縮速度和壓縮率上都有著不錯(cuò)的表現(xiàn)。
　　為了進(jìn)一步緩解計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)壓力，提出一種基于最小生成樹的點(diǎn)云精簡