Open3D 体素随机下采样

本文主要是介绍Open3D 体素随机下采样，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

一、概述

1.1原理

1.2实现步骤

1.3应用场景

二、代码实现

三、实现效果

3.1原始点云

3.2体素下采样后点云

Open3D点云算法汇总及实战案例汇总的目录地址：

Open3D点云算法与点云深度学习案例汇总（长期更新）-CSDN博客

一、概述

体素随机下采样是一种常用的点云简化方法，通过将点云划分为立方体体素网格，并从每个体素中随机选择一个点进行保留。这种方法在显著减少点云数据量的同时，能够有效保留点云的整体结构和几何特征。它广泛应用于点云数据的预处理、噪声过滤和数据压缩等场景。

1.1原理

体素随机下采样的核心思想是基于体素网格对点云进行划分。具体来说，将点云划分为若干个大小相同的立方体体素（Voxel），每个体素中的点云数据被视为一个集合。从每个体素中随机选择一个点进行保留，其余点将被丢弃。通过这种方式，可以有效地减少点云中的点数，同时保留点云的全局几何特征。

1.2实现步骤

加载点云数据: 使用 Open3D 加载原始点云。
设置体素大小: 根据需要设置体素的大小，决定下采样的粒度。
执行体素随机下采样: 使用 Open3D 的 voxel_down_sample 方法进行下采样，从每个体素中随机选择一个点保留。
可视化结果: 显示原始点云和下采样后的点云，比较两者的差异。

1.3应用场景

数据压缩: 在大规模点云处理中，通过体素随机下采样可以有效减少数据量，降低存储和计算的开销。
快速预处理: 在点云处理的早期阶段，通过下采样得到的点云可以用于算法的快速预处理和测试。
噪声过滤: 体素下采样通过均匀地分布点云，可以在一定程度上平滑局部噪声，使得数据更加平滑和一致。

二、代码实现

import open3d as o3d
import numpy as np# 加载点云数据
pcd = o3d.io.read_point_cloud("rabbit.pcd")# 显示原始点云
print("Displaying original point cloud...")
o3d.visualization.draw_geometries([pcd], window_name="Original Point Cloud", width=800, height=600)# 执行体素随机下采样
voxel_size = 0.01  # 设定体素大小
downsampled_pcd = pcd.voxel_down_sample(voxel_size=voxel_size)# 显示下采样后的点云
print("Displaying voxel downsampled point cloud...")
o3d.visualization.draw_geometries([downsampled_pcd], window_name="Voxel Downsampled Point Cloud", width=800, height=600)