[发明专利]一种区域限定的改进三次B样条插值修补方法

说明书

本发明公开了一种区域限定的改进三次B样条插值修补方法，包括步骤：获取至少一侧带有间隙开放孔洞的牲畜全局三维点云；寻找中轴平面，将牲畜全局三维点云左右侧对称划分左右两侧点云，对中轴平面进行拟合；将带有间隙开放孔洞的一侧点云投影到XOY平面中，得到投影后的点集，以块切片方式一侧点云上孔洞的上边界、下边界；计算出全局三维点云的孔洞的上边界U和下边界D；以块切片方式得到腹部点云的下边界，并计算出腹部最低点Down，在孔洞的上边界U的基础上加h得到Top，从而将待修补区域确定为[Down,Top]；将待修补区域点云沿X轴纵向切片，将切片投影到YOZ平面上，对投影点云进行有序化处理，设置插值点密度，采用三次B样条曲线插值方法完成修补。

技术领域

本发明涉及计算机图像修复技术领域，更具体的，涉及一种区域限定的改进三次B样条插值修补方法。

背景技术

表型值选择是猪育种过程中常用的手段，体尺是一组描述特定体重阶段猪体外在特征特性、反映猪品种特征特性及反应某一阶段生长发育情况的量化指标。长期以来猪体尺性状由人工测量完成，测量过程容易造成牲畜驱赶应激、人工测量准确性差、且难以度量。随着猪育种和养殖规模越来越大，其生产效率越来越低，因此迫切需要建立更为高效、准确且无接触的智能方案。

目前，活体猪三维点云采集主要有固定和移动两种方式，固定式采集设备将牲畜限定在栏杆通道中自由行走状态获取点云；移动式采用手持等方式将采集设备靠近牲畜调整角度自动完成点云采集。固定式采集通常有带栏杆的通道约束牲畜活动范围，防止破坏采集设备。而栏杆会形成阻挡给采集牲畜点云带来大片空洞，点云被分割成多个部分，破坏其完整性。有大片空洞点云将影响牲畜胸围、臀围、腹围的测量以及点云分割和骨架提取等。点云孔洞既影响模型可视化，也影响点云的后期处理。

由于点云孔洞类型，针对不同类型孔洞的修复，国内外学者进行了大量的研究。目前基于散乱点云孔洞修补的方法主要有：基于投影特征平面的孔洞修补算法，即将整个点云数据都参数化或投影到平面上进行处理。该方法适用于小尺度孔洞以及曲率特征变化不大、形状规律的曲面修补，在对细节丰富的表面的孔洞修补中存表现不佳。如中国专利公开号：CN107464223A，公开日：2017-12-12，公开了一种基于切片的点云孔洞修补方法，具体按照以下步骤实施：步骤1：对点云模型按照一定方向切割并投影，将此切割得到的点集投影在与其上下切割面平行的中间平面上；步骤2：采用聚类算法对步骤1切割投影得到的带状点集抽取其“核心骨架”；步骤3：对步骤2聚类后的质心排序；步骤4：确定孔洞边界点和邻接点；步骤5：获取切割层修补点，实现对单层孔洞的修补；步骤6：获取整体修补点，实现三维孔洞模型的完整修补。

目前还有三维空间直接修补孔洞方法，如采用经纬网格修补点云算法；移动最小二乘法插值法对孔洞区域进行曲面拟合完成填充和修复；双向波前法进行岛屿孔洞的修补。三角网格孔洞修补算法，改算法对孔洞区域曲面实现三角化，形成孔洞补丁，将补丁缝合在模型孔洞区域，实现孔洞修补。该算法适用于单连通区域的缺陷孔洞修复，对缺失区域复杂的拓扑结构，其算法时间复杂度较高。然而现有孔洞修补算法集中于对尺寸小、边界光滑以及曲率变化不大的孔洞修补。

发明内容

本发明为了解决以上现有技术中存在不足的问题，提供了一种区域限定的改进三次B样条插值修补方法。

为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：

一种区域限定的改进三次B样条插值修补方法，所述的方法包括步骤如下：

S1：获取至少一侧带有间隙开放孔洞的牲畜全局三维点云；

S2：寻找中轴平面，将牲畜全局三维点云左右侧对称划分为左侧点云和右侧点云，采用最小二乘法对中轴平面进行拟合；