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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种基于扩散模型的点云三维线框生成方法，包括：1.构建三维线框数据集；2.构建向量和掩码矩阵；3.构建基于注意力机制的三维线框生成扩散模型；4.生成和优化三维线框。本发明实现了对三维线框的高效生成，显著提高了生成质量和效率，解决了现有方法中效率低下和生成质量不高的问题。

主权项：1.一种基于扩散模型的点云三维线框生成方法，其特征在于，是按如下步骤进行：步骤1、构建三维线框数据集；从三维点云数据集中提取对应的三维线框，并记为无向图G＝V,E，其中，V＝{v1,...,vi,...,vj,...,vn}表示无向图G中的顶点坐标集合，表示无向图G中的边集合，vi表示第i个顶点坐标，表示第i个顶点坐标vi与第i个顶点坐标vj所连接边，并记为第s条边，若第i个顶点坐标vi与第i个顶点坐标vj之间存在边，则令否则，令n表示顶点的数量，m表示边的数量；步骤2、构建向量和掩码矩阵；构建维度为m×2的连接向量C＝{c1,...,cs,...,cm}，cs表示C中的第s个元素，若则令cs＝[i,j]；构建维度为n×2的索引向量U，并初始化U为全1向量；构建维度均为n×n的边掩码矩阵EM、自掩码矩阵SM和全连接掩码矩阵FM；其中，所述边掩码矩阵EM用于标识边的两个顶点vi和vj之间是否存在连接，若存在，则令EM中第i行第j列的元素EMi,j＝1；否则，令EMi,j＝0；所述自掩码矩阵SM用于标识同一顶点之间的自连接，令SM中第i行第i列的元素SMi,i＝1；其余元素均为0；所述全连接掩码矩阵FM用于标识所有顶点之间存在的连接关系，令全连接掩码矩阵FM为全1矩阵；步骤3、构建基于注意力机制的三维线框生成扩散模型，包含一个噪声扩散网络和反向去噪模型；步骤3.1、所述噪声扩散网络是对顶点坐标集合V逐步添加t次高斯噪声Z，从而利用式1得到t次添加后的顶点噪声坐标集合Pt： 式1中，是t次添加噪声后的参数；且αx表示第x次添加噪声的参数；步骤3.2、所述反向去噪模型用于对Pt进行处理，得到第t-1次添加后预测的顶点坐标集合步骤3.3、通过式4构建第t次训练的损失函数Losst： 式5中，为中预测的第i个噪声值，为中预测的第i个顶点坐标；步骤3.4、将t-1赋值给t后，返回步骤3.2顺序执行，直至t＜1为止，从而迭代训练t次反向去噪模型，得到最优反向去噪模型并输出消除t次噪声后预测顶点坐标集合步骤4、生成和优化三维线框；步骤4.1、根据预测顶点坐标集合和无向图G中边集合E生成新的无向图步骤4.2、将无向图的顶点坐标集合还原为三维线框的顶点坐标，将无向图的边集合E还原为三维线框的连接线，从而生成初始三维线框；步骤4.3、将无向图中度数为3的顶点之间的最短路径构成开放曲线；将由无向图中度数全为2的顶点之间的最长路径组成闭合曲线，其中，所述度数是指与顶点相连的边的数量；步骤4.4、设置度数判定原则为开放曲线上非曲线端点的顶点度数只能为2，闭合曲线上所有顶点度数只能为2；设置夹角判定原则为开放曲线和闭合曲线上相连的顶点之间的夹角不能小于85度；保留符合所述度数判定原则和夹角判定原则的开放曲线和闭合曲线上的顶点，从而得到优化后的开放曲线和闭合曲线；步骤4.5、通过三次样条插值法拟合优化后的开放曲线和闭合曲线，从而生成最终三维线框。

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