[发明专利]基于局部加权非相似性度量的三维关键点检测方法

权利要求书

1.一种基于局部加权非相似性度量的三维关键点检测方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1：使用“环”的概念确定每个三维模型点的多尺度局部邻域点 （），其中表示三维点在尺度下的邻域点个数，尺度值分别取为1、2、3、4、5、6、7；

步骤2：在每个尺度下，计算每个三维模型点对应的形状索引值，每个三维模型点最终可获得7个对应的形状索引值；

步骤3：在每个尺度下，计算每个三维模型点对应的局部加权非相似性度量值，当尺度值取时，三维点对应的局部加权非相似性度量值的计算公式为：

                                (6)

其中，为三维点在尺度下的邻域点，表示三维点在尺度下的邻域点个数，和表示三维点和在尺度下的形状索引值，表示高斯加权函数,  表示三维点和其邻域点之间的欧几里德距离，每个三维模型点最终可获得7个相应的局部加权非相似性度量值；

步骤4：对于每一个三维模型点，首先将根据步骤3得到的多尺度下的局部加权非相似性度量值代入公式(7)：

                                   （7）

其中，表示三维模型点的检测尺度，表示三维模型点在尺度下的局部加权非相似性度量值，最后，将具有最大局部加权非相似性度量值的尺度确定为该三维模型点的检测尺度；

步骤5：对于每一个三维模型点，首先在其检测尺度下取局部邻域点；然后比较该三维模型点和其邻域点在检测尺度下对应的局部加权非相似性度量值的大小,

如果此时该三维点具有局部最大非相似性度量值，则该三维点被标记为三维关键点，否则该三维点不是三维关键点。

2.根据权利要求1所述的基于局部加权非相似性度量的三维关键点检测方法,其特征在于：所述步骤2，在每个尺度下，计算每个三维模型点对应的形状索引值，每个三维模型点最终可获得7个对应的形状索引值;

对于三维点，假定使用步骤1已获得其在尺度下的局部邻域点，那么，计算该点在此尺度下对应的形状索引值的具体实现步骤为：

2.1）首先计算三维点的法向量，进而旋转其局部邻域点，使法向量与坐标系的轴的正方向重合；

2.2）对旋转后的局部邻域点利用公式（1）进行二次曲面拟合：

                                          （1）

其中，表示旋转后的局部邻域点坐标，为二次曲面的系数；

2.3）利用二次曲面的系数利用公式（2）构造Hessian矩阵：

  ；                                                        （2）

2.4）计算Hessian矩阵的特征值为和（），进而利用公式（3）和公式（4）确定三维点在该尺度下对应的最大主曲率和最小主曲率：

                                                               （3）

                                                               （4）

其中， 表示三维点在该尺度下对应的最大主曲率，表示三维点在该尺度下对应的最小主曲率；

2.5）利用公式（5）计算三维点在尺度下对应的形状索引值：

                                        （5）

。