Learning Occupancy Function from Point Clouds for Surface Reconstruction

論文題目:從點云中學(xué)習(xí)占用函數(shù)用于表面重建

從采樣的點云中恢復(fù)出三維形狀的方法有兩種方法侵佃。

創(chuàng)新點:

采用點卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(PCNN)來構(gòu)建學(xué)習(xí)模型桑李,取代用全連接多層網(wǎng)絡(luò)預(yù)測點占用率踱蛀。直接獲得點云數(shù)據(jù)的幾何性質(zhì),對點的排列具有不變性贵白。

方法:

1.占用函數(shù)

重建結(jié)果是二分類問題率拒,0表示在外部,1表示在物體內(nèi)部禁荒。

查詢點先輸入到條件特征函數(shù)中猬膨,再進(jìn)行分類,分類器由一個帶softmax層的全連接Relu網(wǎng)絡(luò)作為分類器

損失:采用常規(guī)的交叉熵


網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2.訓(xùn)練數(shù)據(jù)

查詢點q是三維空間中的任意點圈浇。網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)是一組表示形狀的點云語料庫寥掐。每個點云(表面上的點)與一組表面外的點(訓(xùn)練期間的查詢)相關(guān)聯(lián)靴寂。這些查詢點被采樣并標(biāo)記在由點云定義的表面內(nèi)部和外部。這種形式的數(shù)據(jù)不是原始數(shù)據(jù)召耘,需要提前做好標(biāo)簽百炬。

對于一個3D網(wǎng)格,它周圍隨機取任意數(shù)量的查詢點污它,并對每個查詢點進(jìn)行射線測試剖踊,以確定它是在內(nèi)部還是外部


點云和查詢點

3.PCNN(點卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò))

稀疏采樣的點云包含兩個屬性:三維坐標(biāo)和該位置的脈沖強度

操作1.?\varepsilon _{P}

擴(kuò)展操作\epsilon _{P} 將點云映射成體積函數(shù)。該操作是通過用高斯核對脈沖序列進(jìn)行濾波來完成的衫贬,等效于覆蓋和求和以點P為中心的I個高斯函數(shù)德澈。這個操作類似于插值,因為它把一個離散的值序列變成一個連續(xù)的函數(shù)固惯。


操作2.?O _{K}

每個核是一組高斯函數(shù)梆造,其中心為3×3×3網(wǎng)格。


操作3R_{P}

約束操作只是對函數(shù)在P點處的值進(jìn)行采樣葬毫,使其返回到離散狀態(tài).


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