Denoising 3D

1 개요

포인트 클라우드 Denoising 알고리즘입니다. MLS(Moving Least Square)기반 알고리즘인 Smoothing3D와 Edge와 같은 Sharp Feature의 유지 측면에서 결과 차이가 있습니다.

2 알고리즘 상세 설명

Noisy Object	Smoothing Result	Denoising Result

3 파라미터 설정

$$\left(\frac{\|\hat{n}_j - \hat{n}_i\|}{\sigma}\right)^2$$

• SetNormalVectorDistanceThreshold(float f32Threshold)
  • 이웃 법선 벡터와 거리 상한을 설정합니다.
  • 평활화 동작에 사용되며, 값이 작아질 수록 굴곡을 허용하지 않습니다.
  • 동일한 표면위에 있는 두 점의 법선 벡터 거리는 0에 가깝습니다.

$$\left(\frac{\|v_j - v_i\|}{\sigma_R}\right)^2$$

• SetSpatialDistanceThreshold(float f32Threshold)

  • 거리 임계 값을 설정합니다.
  • 값이 커질 수록 과도한 평활화가 발생할 수 있습니다.
  • Sigma_R = f32Threshold
    • EnableAutoSpatialDistanceThresholdCalculation(false) 설정 시 사용됩니다.
    • Default Value : 1

• SetSpatialDistanceThresholdCoefficient(float f32Coefficient)

  • Sigma_R = 점 집합의 평균 거리 * f32Coefficient
    • EnableAutoSpatialDistanceThresholdCalculation(true) 설정 시 사용됩니다.
    • Default Value : 3

• SetLambda(float f32Threshold)

  • [1, :] = 원본 위치에 큰 가중치 적용
  • [0.1, 1) = 원본 위치와 주변 점 간 적절한 균형, 일반적으로 많이 사용
  • [0.001, 0.1) = 노이즈가 많거나 세밀한 구조 복원에 유리하지만 과도한 변형 가능성 높음
  • Default Value : 0.1

• SetNeighborCount(int32_t i32Count)

  • 탐색할 이웃 점들의 개수를 설정합니다.
  • Default Value : 40
  • Recommended Value : 10, 20, 40, 60, 80, 100

• SetViewPoint(TPoint3<float> tp3ViewPoint)

  • 법선 벡터 방향을 보정하기 위한 시점을 설정합니다.
  • tp3ViewPoint : 시점 위치
  • Default Value : (0, 0, 1)
  • Recommended Value : (0, 0, 1), (0, 1, 0), (1, 0, 0)

• EnableNormalVectorInclusion(bool bNormal)

  • 법선 벡터를 결과에 포함할지 여부를 설정합니다.
  • true : 법선 벡터를 포함합니다.
  • false : 법선 벡터를 포함하지 않습니다. 원본에 법선 벡터가 있어도 초기화 됩니다.
  • Default Value : true

4 예제 코드

CDenoising3D denoising3D;

CFL3DObject floSource;
CFL3DObject floDestination;

denoising3D.SetSourceObject(floSource);
denoising3D.SetDestinationObject(floDestination);

// 노이즈가 일반적인 경우
denoising3D.SetLambda(0.1f);

// 노이즈가 거의 없는 경우
denoising3D.SetLambda(1);

// 노이즈가 심한 경우
denoising3D.SetLambda(0.05f);

denoising3D.Execute();

CDenoising3D denoising3D = new CDenoising3D();

CFL3DObject floSource = new CFL3DObject();
CFL3DObject floDestination = new CFL3DObject();

Denoisdenoising3Ding3D.SetSourceObject(ref floSource);
denoising3D.SetDestinationObject(ref floDestination);

// 노이즈가 일반적인 경우
denoising3D.SetLambda(0.1f);

// 노이즈가 거의 없는 경우
denoising3D.SetLambda(1);

// 노이즈가 심한 경우
denoising3D.SetLambda(0.05f);

Denoising3D.Execute();

denoising3D = CDenoising3D()

floSource = CFL3DObject()
floDestination = CFL3DObject()

denoising3D.SetSourceObject(floSource)
denoising3D.SetDestinationObject(floDestination)

# 노이즈가 일반적인 경우
denoising3D.SetLambda(0.1)

# 노이즈가 거의 없는 경우
denoising3D.SetLambda(1)

# 노이즈가 심한 경우
denoising3D.SetLambda(0.05)

denoising3D.Execute()