基于三维点云数据的线性八叉树编码压缩算法(权毓舒, 何明一,)

·70 · 计算机应用研究 2005 年

基于三维点云数据的线性八叉树编码压缩算法 *

权毓舒, 何明一

( 西北工业大学 电子信息学院, 陕西 西安 710072)

摘 要: 八叉树结构是三维数据建模中研究和应用最为广泛的栅格数据结构。由于三维扫描的点云数据是基

于物体表面的, 其空间离散程度远大于三维实体数据 , 一般的线性八叉树编码压缩方法都是基于实体数据的 , 不

能直接应用于三维点云数据。提出的改进的线性八叉树地址码( Morton 码 ) 的方法可大大提高它的连续性, 有效

降低八叉树的深度, 提高数据的压缩比 , 改进后的 Morton 码还可以应用多种编码压缩算法进一步压缩。

关键词: 线性八叉树; Morton 码; 三维点云数据

中图法分类号: TP301. 6 文献标识码: A 文章编号 : 1001- 3695( 2005) 08- 0070- 02

Encoding Compression Algorithm of Linear Octree

Based on Three-Dimensional Point Cloud Data

QUAN Yu-shu, HE Ming-yi

( School of Electronic Information, Northwestern Polytechnical University, Xi’an Shanxi 710072, China)

Abstract: Octree is a grid structure which broadly used in the three-dimensional modeling. Based on the 3D point cloud data,

an improved encoding algorithm of linear octree is presented. This method increases the continuity of the Morton code, decrea-

ses the depth of the octree, and improves data compression ratio. Furthermore, the improved Morton code can be compressed

by some encoding compression algorithms ( 3DRE, etc. ) . The tests are made to confirm the validity of the method.

Key words: Linear Octree; Morton Code; 3D Point Cloud Data

近年来, 激光三维扫描技术取得了巨大的发展, 并且被广 叉树模型是在普通八叉树模型的基础上进一步压缩数据存储

泛地应用到 CAD/CAM 等领域, 这使得对三维数据的处理和压 量, 由于不记录中间节点的编码及层次关系, 大大节省了存储

缩逐渐成为研究热点之一。应用三维扫描技术获取的原始数 空间, 特别适合对海量数据的建模和处理。线性八叉树编码只

据是一种点云数据。这种点云是一个空间数据的集合, 数据点 存储实的叶子节点, 叶节点的编码称为地址码, 常用的地址码

之间是离散的、散乱分布的; 同时, 点云又是一个海量数据的集 是 Morton 码, Morton 码反映了八叉树的层次信息。Morton 码

合, 通常具备上万个或者更多的数据点, 存储量巨大。综合考 比常规八叉树编码更有优势, 是一种高效率的编码方式。

虑点云的这两方面特征, 先使用一个三维空