Open3D 计算点云的马氏距离

目录

一、概述

1.1原理

1.2应用

二、代码实现

三、实现效果

3.1原始点云

3.2计算后点云

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一、概述

1.1原理

        马氏距离（Mahalanobis Distance）是一种度量多维数据点与数据分布中心之间距离的方法。与欧几里得距离不同，马氏距离考虑了数据的协方差结构，因此能够有效地衡量不同维度之间的相关性。

1.2应用

在点云处理中，马氏距离可以用于以下几种应用：

1. 异常检测：识别与其他点显著不同的点，这些点可能是噪声或异常值。
2. 聚类分析：根据点与均值点的马氏距离，确定点属于哪个簇。马氏距离能够有效地处理数据的相关性和不同尺度的问题。
3. 形状分析和匹配：用于分析和匹配三维形状，尤其是在形状具有某种统计分布的情况下。
4. 点云分割：结合马氏距离，可以更好地将点云分割成不同的区域或对象。

二、代码实现

2.1关键函数

        def compute_mahalanobis_distance(self): # real signature unknown; restored from __doc__"""compute_mahalanobis_distance(self)Function to compute the Mahalanobis distance for points in a point cloud. See: https://en.wikipedia.org/wiki/Mahalanobis_distance.Returns:open3d.utility.DoubleVector"""pass

2.2完整代码

import open3d as o3d
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt# 读取点云
pcd = o3d.io.read_point_cloud("hand.pcd")
print(pcd)
# 计算马氏距离
madist = pcd.compute_mahalanobis_distance()
madist = np.array(madist)
print(madist)
# 使用伪颜色显示最近邻点
density_colors = plt.get_cmap('plashand')((madist - madist.min()) / (madist.max() - madist.min()))
density_colors = density_colors[:, :3]
pcd.colors = o3d.utility.Vector3dVector(density_colors)
o3d.visualization.draw_geometries([pcd], window_name="计算马氏距离",width=1024, height=768,left=50, top=50,mesh_show_back_face=False)

三、实现效果

3.1原始点云

3.2计算后点云