基于谱图理论的变压器区域大规模点云轻量化方法

点云在电网数字化转型中有重要应用价值。现有方法在处理变压器区域大规模点云时难以兼顾点云轻量化后的视觉效果,导致轻量化点云存在较大视觉失真。该文在点云轻量化时引入视觉失真度,以其最小作为约束,实现点云轻量化后视觉效果最优。首先基于谱图理论将原始点云转换为图信号,建立轻量化点云视觉信息损失与重采样矩阵间的函数关系;然后以视觉信息损失最小为目标函数,获得一组满足视觉信息损失最小但特征信息和均匀信息比例不同的轻量化点云;进一步,将原始点云和轻量化点云投影到几何和颜色特征域,用一个低维向量表征点云视觉效果,从而选择出视觉失真度最小的轻量化点云;最后,使用基准数据集和包含8000余万个点的变压器区域大规模点云进行了验证。结果表明:所提方法与主流的随机降采样法、体素平均法、非均匀网格法、曲率采样法相比,在轻量化点云的视觉效果方面,分别提升了57.4%、69.2%、62.2%、75.6%。