点渲染方式对量化点云主观质量的影响及算法优化

摘要

为探究点渲染方式对量化点云主观质量的影响并优化渲染算法，设计了不同基础几何体类型和渲染半径计算方式的点云主观质量评价实验。通过威尔科克森符号秩检验和双独立样本T检验，分析了基础几何体类型和最近邻渲染算法对几何和属性量化失真点云主观质量的影响。实验结果表明：基础几何体类型由于混叠程度不同而对主观质量影响不同，基础几何体混叠面积越大则主观质量越低；最近邻渲染算法对主观质量影响不显著，该算法减少了点云渲染后空洞的产生，却增大了混叠程度。在属性失真较小时，最近邻渲染算法效果优于渲染半径固定算法；在属性失真较大时，则劣于渲染半径固定的算法。结合主观实验结果，建立了混叠、空洞失真和基础几何体渲染半径的数学模型，在几何量化采用八叉树剪枝的基础上，通过空间相似性对模型参数进行简化并求解，提出一种利用几何量化参数计算基础几何体渲染半径的算法。与最近邻渲染算法相比，所提算法节省了52%的时间复杂度，渲染点云峰值信噪比提升了12.3%,主观质量分数提升了0.5。研究减少了计算资源，提高了渲染效率，可为渲染器的设计和优化提供参考。

关键词

点云 / 质量评价 / 主观实验 / 点渲染 / 量化失真

基金资助

国家自然科学基金资助项目(62171353);国家自然科学基金资助项目(62101409)