玦是我国最古老的玉制装饰品,为环形形状,有一缺口。在古代主要是被用作耳饰和佩饰。小玉玦常成双成对地出土于死者耳部,类似今日的耳环,较大体积的块则是佩戴的装饰品和符节器。新石器时代玉玦制作朴素,造型多作椭圆形和圆形断面的带缺环形体,除红山文化猪龙形块外,均光素无纹。红山文化猪龙块(又称兽形块)形制特殊,形体普遍较大,有的块上有细穿孔,当是佩玉。考古发掘已经证实,该文化的大型块多出土于死者胸前,可以确定它不是耳饰。商代玉玦呈片状,尺寸一般在5至10厘米,分两种类型。一种是光素的,环窄;另一种为龙形玦,作卷曲龙形,龙张口露齿,背饰扉棱,龙身饰勾撤云雷纹,俗称 “假阳文”,线条转角方硬,图案化风格强烈。周代玉玦仍作片状,肉部明显宽于商代,中孔较小,并出现椭圆形块。玦身多为光素,部分饰弦纹、云雷纹,纹饰与商代相比有简化趋势。龙形玦很少,且多无脊齿。 春秋、战国玉玦数量最多,此期玉玦形体较小,一般直径在3至5厘米。玦体作扁片状,普遍饰有纹饰,素面的很少。纹饰主要是当时流行的细密风格的蟠螭纹、蟠虺纹。用双钩阴线或宽阴线隐起加发丝线方式饰纹。动物形块简化成阴线刻交尾双龙、双兽纹玦,少数精品在两端透雕兽首形象。汉代玉玦不多,风格沿袭战国,小玦不及战国时精致。此时出现了一些较大的玦,直径在10厘米以上,应是佩玉或符节器。 宋以后出现仿古玉玦,主要仿春秋战国造型。宋仿纹饰多不合古制,块体比战国厚重。明、清两代伪古玉玦,纹饰处理和雕刻刀法很难达到战国时自然流畅、锋利健劲的效果,往往徒具古形,缺乏古意。
见http://baike.baidu.com/view/54510.html,有图片
两汉400余年间,玉器经历了一个发展变化的过程。这个过程表现为不同时期玉器种类组合的变化及其器型的演变。因此,对汉代玉器进行分期研究是揭示这个变化的重要方法。分期首先是以可靠的墓葬年代为依据。一般看来,出土玉器较多的墓内往往有许多其他器物共存,对这些器物进行对比分析研究,能够大致判断墓葬的相对年代,特别是有铭文的器物,提供了准确判明墓葬年代的依据,有的还可作为辨明诸侯王国别的参考资料。利用这些条件,再参考墓葬出土的玉器种类及其造型、纹饰上的变化特征,大体可将汉代玉器的发展分为四个阶段(四期),即西汉前期(西汉初年至文景时期)、西汉中期(武帝前后)、西汉后期(武帝以后至王莽)和东汉时期。下文依据上述分期,分别论述各期中常见的、具有代表性的玉器组合以及部分器物器型的发展序列。
1. 分期
①西汉前期玉器:
种类主要有璧、璜、环、觿、韘、心形玉佩、玉人、玉蝉、玉猪、玉衣、带钩和剑饰等,其中不少玉器种类的型式比较繁杂。
璧有I型各式、I型a式,其中常见的是I型b式、c式、d式和e式。璜常见的是I型b式、Ⅱ型a式和Ⅲ型。环以Ⅱ型为多,Ⅲ型和Ⅳ型环中的a式偶有发现。 Ⅰ型a式觿、I型韘、Ⅱ型a式蝉和I型猪出土不多。心形佩有I型各式。玉人常见I型a式和Ⅲ型。玉衣为I型,数量很少。带钩包括I型各式。剑饰的数量较多,几乎包括了各种型式,除了I型玉璏和I型玉珌发现较少且制作粗糙外,I型a式、b式剑首、Ⅱ型、Ⅲ型a式剑格、Ⅱ型a式和Ⅲ型玉璏、Ⅱ型a式、b式玉珌数量较多且雕琢精美。
②西汉中期玉器:
除继承前期的种类,新增加了I型、Ⅱ型圭和I型蝉,一些玉器的型式也有所简化。
I型e式璧中不见双周兽带纹的式样,新出现Ⅱ型b式璧。璜以Ⅱ型a式较为常见,而不见I型b式璜。环中Ⅳ型a式少见,与Ⅱ型环流行的同时I型环大量出现。觿的数量较多,器型有I型b式和Ⅱ型。Ⅱ型韘是本期特有的式样,I型韘还偶有发现。Ⅱ型a式猪开始出现,Ⅰ型猪消失。心形玉佩流行I型b式,I型a式消失。玉人不见I型a式,以I型b式和Ⅱ型玉人最为常见,Ⅲ型玉人偶有发现。
Ⅱ型玉衣出现,缕别主要为金缕,广州南越王墓中出土有丝缕编缀的玉衣。带钩仍流行I型a式,但不见I型b式、c式,新出现了Ⅱ型a式、b式。剑饰的式样减少,除Ⅱ型剑首,Ⅲ型a式、b式剑格,I型、Ⅱ型a式玉璏及Ⅲ型a式、b式玉珌数量较多外,前期存在的其他各型式骤减或消失。新出现的Ⅲ型剑首仅见于巨野红土山西汉墓中。
③西汉后期玉器:
种类主要有璧、圭、璜、环、觿、心形玉佩、玉人、蝉、猪、玉衣、带钩和剑饰。器类组合与上期基本相同,惟不见玉韘。除璧、圭、觿、猪、玉衣等仍保存原有的型式外,具他玉器的型式变化较大。
璜以I型a式和Ⅱ型c式为多见,I型a式璜是I型b式的简化形式。环以I型为多见,Ⅱ型和Ⅲ型a式稀少,新出现的Ⅲ型b式简化来的。Ⅳ型b式环仅见北京大葆台汉墓中。心形玉佩常见的是Ⅲ型a式和b式,I型b式逐渐减少。玉人流行Ⅰ型b式和Ⅱ型,这些式样在本期较具特色。玉蝉发现较普遍,以Ⅱ型b式为主,Ⅱ 型a式消失。带钩仅流行I型a式。玉衣仍为Ⅱ型,以金缕为主,银缕和铜缕发现较少。刻镂花纹的玉衣片为本期所特有。剑饰的式样进一步简化,有I型b式剑首、Ⅲ型玉璏、I型、Ⅱ型b式和Ⅲ型a式、b式玉珌,数量都不多。
④东汉时期玉器:
种类主要有璧、璜、环、觿、心形玉佩、玉人、蝉、猪、玉衣、带钩及剑饰。不见上期的玉圭,新增加较有特色的刚卯。与上期相同的种类大多在器型上改变了,器物的式样大为简化。
璧除了I型各式仍较流行外,新出现了I型c式,而Ⅱ型a式、b式消失。I型c式觿、I型c式蝉和Ⅱ型b式玉猪都是在原来旧型式上演变出的新型式。Ⅳ型心形玉佩是本期富有特色的器型。玉人只流行I型b式,Ⅲ型玉人发现极少,仅见于小墓中。玉衣仅见Ⅱ型,目前只发现银缕和铜缕,不见金缕。带钩基本消失,只是I 型c式偶尔可以见到。剑饰除I型b式剑首和Ⅲ型玉璏不多见外,常见的是Ⅱ型玉剑格、Ⅱ型b式玉璏和Ⅱ型b式剑珌。
综上所述,汉代玉器种类的组合经历了一个由多变到稳定,器物的型式由繁到简的过程。西汉前期的玉器较为繁杂,器型甚多,且型式变化较大,如璜、环、带钩、剑饰等,但从中期开始出现简化的趋势,—些具有特色的玉器(如I型b式玉人、Ⅱ型玉猪和Ⅱ型玉衣等)开始出现。西汉后期的玉器组合与中期基本相同,变化不大,反映出玉器组合趋于稳定,但这一期有个显著特点,就是一方面一些玉器的型式同上期相比趋于简化,如 I型c式璜、Ⅲ型b式环等;另一方面在原来的器型上又派生出—些新式样,如Ⅱ型c式璜、Ⅱ型玉人等。东汉时期玉器的型式进一步简化,主要器类的组合基本稳定。这一时期墓葬出土的玉器在种类和数量上虽多寡不一,但基本组合及型式没有大的变化。这一时期玉器的另一个特点是大型玉器增多,如座屏、案、Ⅱ型玉枕等.这也反映了治玉水平的提高。
汉代玉器的纹饰主要以涡纹、蒲纹、卷云纹和各种动物纹(包括各种龙纹、凤鸟和兽首等)为主。这些纹饰在两汉各个时期基本没有变化,如果仅就这些纹饰式样来判断具体时代是很困难的。当然,也有一些纹饰具有时代特征。西汉前期尚能见到较多的勾连纹,到西汉中期以后这种纹饰逐渐减少以至绝迹。东汉时期的一些玉器上(如Ⅱ型c式璧和刚卯)刻出吉祥语及辟邪词句。在玉座屏上还出现东王公、西王母这样的神话人物形象,不过,这类题材 的纹饰少见。从整个汉代玉器的发展过程来看,纹饰变化不大。
汉代玉器的种类,按其造型和纹饰可大致分为玉璧,玉圭、玉璜、玉环、玉玦,玉觿、玉韘、心形玉佩、牌形玉饰、玉人、玉龙、玉衣、玉窍塞、玉枕、玉案、玉座屏、玉铺首、玉带钩、玉印、玉刚卯、玉剑饰、动物形玉雕、玉串饰和玉制容器等。其中许多种玉器还包括繁多的式样。以下分类叙述。
1. 璧类:平圆形,中央有孔。按璧面纹饰分作三型。
I型:璧面阴刻纹饰。分五式。
a式:素面无纹。
b式:阴刻或浅浮雕涡纹。
c式:阴刻蒲纹。
d式:在蒲纹上加刻涡纹,
e式:阴刻纹饰。纹饰分内外圈,内圈为蒲纹或涡纹,外圈为勾连纹、兽首或凤鸟,还有的涡纹带内侧加刻一圈兽首纹。
Ⅱ型:璧外缘或内孔有透雕纹饰。分三式。
a式:璧体较小。透雕附饰位于璧的两侧,纹饰为对称的凤鸟或柿蒂图案;璧内孔往往透雕出龙的形象,作曲身舞爪状。
b式:透雕附饰位于璧外缘上方,为双螭相背,顶端有卷云纹。
c式:透雕附饰位于璧外缘上方,为双螭相对,作曲身舞爪相斗姿态。有的双螭首间置一环;有的雕出“宜子孙”等吉祥语。
Ⅲ型:璧面透雕出凤鸟纹或卷云纹。
2. 圭类:长方体,上锐下方。分两型。
I型:体型较小,下端无孔。
Ⅱ型:体型较大,下端有孔。
3. 璜类:半圆形或弧形扁平体,脊部多有穿孔。分三型。
I型:璜体两端平齐。分两式,
a式:素面无纹。
b式:璜面阴刻涡纹或勾连纹。满城一号汉墓出土一对璜形玉,无孔,纹饰与I型e式壁相同,系用该璧玉段改制而成。
Ⅱ型:璜体两端雕成龙首形。分三式。
a式:龙首略呈方形,璜面阴刻涡纹;有的璜体上部和下部外缘上透雕卷云纹或螭纹。
b式:龙首较圆,作回顾状,口微张,璜体中段下部附有卷云纹。
c式:龙首细长,作回顾状,张口露齿,璜体中段上部和下部外缘上透雕卷云纹和凤鸟纹。雕凿精细,阴刻线条流畅。
Ⅲ型:璜体为透雕的卷云纹或龙纹。
4. 环类;体窄而内孔大。分四型。
I型:环体截而呈扁平长方形,环面为素面或饰涡纹。
Ⅱ型:环体作绞丝状,截面略呈圆形。
Ⅲ型:环体为透雕纹饰。分两式。
a式:透雕出对称的龙凤及卷云纹饰。图案较复杂,雕琢精细。
b式:环体为龙体,透雕出一龙首,张口咬尾,阴刻其细部。
Ⅳ型:环体细窄,内孔及外缘透雕纹饰。分两式:
a式:呈套环状,双环间及内孔为透雕的龙凤,造型极为生动。
b式:环体内孔透雕一螭虎,外缘上方为透雕卷云纹。
5. 玦:形体小,有一窄缺口。另外,两广和云南地区汉墓中还出土有一种方形玦。
6. 觿类;一端尖锐,另一端雕刻兽纹。分两型。
I型:分三式。
a式:觿体作卷曲龙体,龙首作回顾状。
b式:觿体细长,呈锐爪状,觿首雕刻龙首或风首,亦有作回顾状。
c式:觿首透雕螭纹和卷云纹。
Ⅱ型:觿首作龙首,觿身饰勾连纹,觿脊上有透雕的螭虎和龙凤附饰。
7. 韘:椭圆形,上部有圆孔,一侧有钩钮。分两型。
I型:韘体素面。
Ⅱ型:韘体饰勾连纹及卷云纹,与钩钮相对一侧雕有龙首和凤首。
8.心形玉佩:扁平心形,中央有圆孔。分四型。
I型:心形体作椭圆形,中孔较大。分三式。
a式:心形体两侧雕有翼形耳。
b式:心形体为素面或阴刻卷云纹,两侧透雕凤鸟、螭虎或卷云纹。
c式:心形体上方透雕变形鸟纹。
Ⅱ型:心形体细长,中孔较小。分两式。
a式:心形体呈窄长圭形,两侧透雕卷云纹
b式:心形体略呈弧状,两侧透雕有宽大的龙凤及卷云纹。Ⅲ型:心形体嵌刻于圆环中。
Ⅳ型:心形体呈弧状,浮雕的双螭环绕其周围,中孔呈扇形。
9. 牌形玉饰:图案主体为一长方形框。广州南越王墓出土一件牌形玉饰,框内布一变形鸟纹,框内四周有透雕的悬垂璎珞、卷云纹和凤鸟、勾连纹璧等。长沙曹·墓出土的牌形玉饰方框内透雕兽纹。
10. 玉人:作舞蹈或跽坐状。分三型。
I型:作扁平透雕舞人状。分两式。
a式:双人对舞,各举一袖于头顶之上相连,雕刻简炼。
b式;单人舞,舞人甩长袖于头顶之上,另一袖置于腰间。阴刻线条流畅,舞姿生动。
Ⅱ型:作方牌形,舞人形象均用阴线刻出。
Ⅲ型:圆雕作品,共见两件。广州南越王墓出土一件圆雕舞人,作扭腰并膝跪姿,双臂舞长袖。满城一号汉墓出土一件凭几而坐的圆雕玉人。
11. 玉龙:由龙首和卷曲的龙体组成,龙体上有穿孔。分三型。
I型:连体双龙首,龙首相对,张口露齿,有爪,龙首间有透雕云纹,龙体饰勾连纹。
Ⅱ型:龙体较细,卷曲,无爪,龙首较小。
Ⅲ型:龙体较宽,爪呈羽状,龙首作回顾状。
12. 玉衣类:按其造型分两型。
I型:由面罩或脸盖、头罩、左右手套和左右鞋构成,以金缕穿缀。
Ⅱ型:由脸盖、头罩、上衣前后片、左右袖筒、左右手套、左右裤筒和左右鞋组成。
构成玉衣的玉片上均有穿孔,玉片形状有方形、长条形、梯形、三角形、璧形、弧形、舌形、圭形等。有的玉片上刻镂柿蒂纹或几何云纹。徐州北洞山汉墓出土有—种比较特殊的凸字形玉衣片。另外,徐州子房山西汉墓出土一件玉面罩,由眼罩、鼻罩及面饰组成,缝缀于织物上。
13. 玉窍塞类:包括眼盖、耳塞、鼻塞、口塞、肛门塞、生殖器罩盒和生殖器盖。
满城汉墓出土了两套完整的玉窍塞。眼盖作椭圆形或杏仁形,多有穿孔。耳塞、鼻塞和肛门塞作圆柱或八棱柱体。口塞呈月牙形,侧面有塞状突起。生殖器罩盒作圆筒形;生殖器盖作圭形。
14. 玉枕:按其结构分作两型。
I型:枕体长方形,由长方形素面玉板组成。分两式。
a式:横截面呈方形,枕面平坦。
b式:横截面呈六边形,枕面为弧形。
Ⅱ型:枕体为长方形玉块,遍饰变体云纹,枕面下凹。
15. 玉案:略呈方形,底下有四足。
16. 玉座屏:由两侧长方形支架和上下两块玉屏拼合而成。上层屏板透雕东王公及鸟兽等,下层屏板透雕西王母及龟蛇等,均以阴线刻其细部。
17. 玉铺首:均作兽形。分两型。
I型:兽首衔一只套连的玉璧,兽首右侧为一螭。
Ⅱ型:兽首长鼻露齿,两侧环绕青龙、白虎、朱雀、玄武。
18. 玉带钩:分两型。
a式:钩体浮雕兽纹。广州南越王墓出土一件全兽形玉带钩,钩体较宽,全钩由七节玉段组成,以铁条串接。
c式:钩体为龙虎合体,阴刻简化勾连纹,龙首回顾,衔一只勾连纹璧。
a式:无翅,钩体或为素面,或饰卷云纹。
b式:有翅,钩体短粗。
19. 玉印:按印座和钮的结构分两型。
a式:钮作浮雕兽形,多作螭虎形。
b式:钮作覆斗形,有横孔。
20. 玉刚卯:长方四方体,由上至下竖穿一孔,四面刻辟邪文句。
21. 玉剑饰:包括玉剑首、玉剑格、玉璏和玉珌。
剑首:平面呈圆形,正面雕纹饰,背面有孔。按纹饰分三型。
a式:正面略呈喇叭口形,外围纹饰为勾连纹,内圈为柿蒂纹。
Ⅱ型:扁圆柱体,浮雕两条缠绕的螭。
Ⅲ型:异型剑首。斜梯形扁平体,截面为椭圆形,两面浮雕出五只螭虎及云纹。
I型:格体两面为素面。
Ⅱ型;格体两面阴刻简化的兽首及云纹。广州南越王墓出土的一件玉剑格,在阴刻兽首两侧各透雕一只凤鸟。
a式:格体两面浮雕螭虎。
b式:格体一面为浮雕的螭虎,另一面为阴刻云纹。
I型:素面无纹。
a式:阴刻勾连纹或涡纹。
Ⅲ型:璏面浮雕螭虎纹。
I型:素面无纹。
a式:中部刻涡纹,四周饰变体云纹。
b式:刻饰简化的兽首或云纹。
a式:珌体两面均浮雕数只螭虎。广州南越王墓出土的一件玉珌上,还浮雕出熊等兽类。徐州北洞山汉墓出土的—件玉珌,下部为透雕,上部为浮雕,纹饰为螭虎和凤鸟。
b式:一面浮雕螭虎纹,另一面为阴刻兽首和云纹。
22. 动物形玉雕:分平雕和圆雕两种。
平雕动物包括玉蝉、玉猪、玉犀牛、玉猴、玉鱼、玉龟等。
I型:体内自口至尾竖穿一孔,阴刻羽翼。
a式:蝉体较宽,头、翼雕刻不清晰。
c式:蝉体呈长方形,眼突出,头、翼雕刻逼真。
I型:仅具猪形,未刻细部,猪体中有一孔,附有饰件。
a式:呈卧式,雕出猪体轮廓,阴刻头、耳及四肢。
Ⅲ型:猪呈立式。头、尾有孔。
玉犀牛:呈卧式,有双角,张口。犀身饰涡纹。
玉猴:上部刻作猴头,昂首上视,身方形,胸部突出,两足直立,身部有穿孔。
玉鱼:体扁平,圆边,两面阴刻眼、嘴、鳍和鳞片。
玉龟:仅见残片,刻龟背纹。
圆雕动物有马、熊、鹰和辟邪等。
a式:立姿,润泽光滑。
b式:作奔腾状,昂首挺胸,身饰羽翼,上骑一仙人。全器雕琢精美,生动逼真。
熊、鹰雕刻精炼,小巧圆润。辟邪均作张口露齿状,身体饰有羽翼。分二式。
a式:作爬行状。
另外,汉墓中还出土有微雕的狮、鸽等。
小巧的玉器。
玉珠均贯穿一孔,多为素面圆形,也有作鼓形,饰涡纹。玉贝正面凸,背面凹,中有—道贝齿痕,两端各有—孔。瓶形玉颈部有穿孔。花蕊形玉作细长花蕊形,有短柄,柄中有穿。联珠形玉作平底联珠形,上珠横穿一孔,平底纵穿一孔。
24. 玉制容器:有杯、盒等。
Ⅱ型:高足杯。杯身筒形,饰勾连纹,近口部饰一周卷云纹,也有的杯身为素面。
盒由盒身和盖组成。盒身深圆圜底,附小圈足。盒身饰勾连纹,近口部有一周变体云纹,口沿处有子母口与盖扣合,盒盖漫圆,顶端有桥形钮,贯穿绞丝形圆环,盖面饰勾连雷纹,近口沿处有变体云纹一周,
汉代玉器,器形除玉璧、玉环、鸡心佩、剑佩、带钩外,各种用于殉葬的明器和各式容器、玩赏品大量出现。
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介绍
主要方法
直通滤波(PassThrough 滤波)
VoxelGrid滤波器对点云进行下采样
均匀采样
增采样
statisticalOutlierRemoval滤波器移除离群点
使用参数化模型投影点云
ConditionalRemoval
RadiusOutlinerRemoval 移除离群点
从一个点云中提取索引 根据点云索引提取对应的点云
介绍
点云滤波,顾名思义,就是滤掉噪声。原始采集的点云数据往往包含大量散列点、孤立点,在获取点云数据时 ,由于设备精度,操作者经验环境因素带来的影响,以及电磁波的衍射性,被测物体表面性质变化和数据拼接配准操作过程的影响,点云数据中讲不可避免的出现一些噪声。在点云处理流程中滤波处理作为预处理的第一步,对后续的影响比较大,只有在滤波预处理中将噪声点 ,离群点,孔洞,数据压缩等按照后续处理定制,才能够更好的进行配准,特征提取,曲面重建,可视化等后续应用处理。其类似于信号处理中的滤波,
点云滤波方法主要有:
1. 直通滤波器pcl::PassThrough<pcl::PointXYZ>pass
2. 体素格滤波器 pcl::VoxelGrid<pcl::PCLPointCloud2>sor
3. 统计滤波器 pcl::StatisticalOutlierRemoval<pcl::PointXYZ>sor
4. 半径滤波器 pcl::RadiusOutlierRemoval<pcl::PointXYZ>outrem
5. 双边滤波 pcl::BilateralFilter<pcl::PointXYZ>bf
该类的实现利用的并非XYZ字段的数据进行,而是利用强度数据进行双边滤波算法的实现,所以在使用该类时点云的类型必须有强度字段,否则无法进行双边滤波处理,双边滤波算法是通过取临近采样点和加权平均来修正当前采样点的位置,从而达到滤波效果,同时也会有选择剔除与当前采样点“差异”太大的相邻采样点,从而保持原特征的目的 。
6. 高斯滤波 pcl::filters::GaussianKernel<PointInT, PointOutT >
是基于高斯核的卷积滤波实现 高斯滤波相当于一个具有平滑性能的低通滤波器
7. 立方体滤波 pcl::CropBox<PointT>
过滤掉在用户给定立方体内的点云数据
8. 封闭曲面滤波 pcl::CropHull<PointT>
过滤在给定三维封闭曲面或二维封闭多边形内部或外部的点云数据
9. 空间剪裁:
pcl::Clipper3D<pcl::PointXYZ>
pcl::BoxClipper3D<pcl::PointXYZ>
pcl::CropBox<pcl::PointXYZ>
pcl::CropHull<pcl::PointXYZ>剪裁并形成封闭曲面
10. 卷积滤波:实现将两个函数通过数学运算产生第三个函数,可以设定不同的卷积核
pcl::filters::Convolution<PointIn, PointOut>
pcl::filters::ConvolvingKernel<PointInT, PointOutT>
11. 随机采样一致滤波
等,
通常组合使用完成任务。
PCL中点云滤波的方案
点云数据密度不规则需要平滑
因为遮挡等问题造成离群点需要去除
大量数据需要下采样
噪声数据需要去除
对应的方案如下
按照给定的规则限制过滤去除点
通过常用滤波算法修改点的部分属性
对数据进行下采样
去除噪音
直通滤波(PassThrough 滤波)
最简单的一种滤波器,它的作用是过滤掉在指定维度方向上取值不在给定值域内的点。直通滤波器的实现原理如下:首先,指定一个维度以及该维度下的值域,其次,遍历点云中的每个点,判断该点在指定维度上的取值是否在值域内,删除取值不在值域内的点,最后,遍历结束,留下的点即构成滤波后的点云。直通滤波器简单高效,适用于消除背景等操作。
#include <pcl/filters/passthrough.h>
如果使用线结构光扫描的方式采集点云,必然物体沿z向分布较广,
但x,y向的分布处于有限范围内。
此时可使用直通滤波器,确定点云在x或y方向上的范围,
可较快剪除离群点,达到第一步粗处理的目的。
结果:
VoxelGrid滤波器对点云进行下采样
使用体素化网格方法实现下采样,即减少点的数量 减少点云数据,并同时保存点云的形状特征,在提高配准,曲面重建,形状识别等算法速度中非常实用,PCL是实现的VoxelGrid类通过输入的点云数据创建一个三维体素栅格,容纳后每个体素内用体素中所有点的重心来近似显示体素中其他点,这样该体素内所有点都用一个重心点最终表示,对于所有体素处理后得到的过滤后的点云,这种方法比用体素中心(注意中心和重心)逼近的方法更慢,但是对于采样点对应曲面的表示更为准确。
在网格内减少点数量保证重心位置不变
下采样 同时去除 NAN点
如果使用高分辨率相机等设备对点云进行采集,往往点云会较为密集。
过多的点云数量会对后续分割工作带来困难。
体素格滤波器可以达到向下采样同时不破坏点云本身几何结构的功能。
点云几何结构 不仅是宏观的几何外形,也包括其微观的排列方式,
比如横向相似的尺寸,纵向相同的距离。
随机下采样虽然效率比体素滤波器高,但会破坏点云微观结构.
使用体素化网格方法实现下采样,即减少点的数量 减少点云数据,
并同时保存点云的形状特征,在提高配准,曲面重建,形状识别等算法速度中非常实用,
PCL是实现的VoxelGrid类通过输入的点云数据创建一个三维体素栅格,
容纳后每个体素内用体素中所有点的重心来近似显示体素中其他点,
这样该体素内所有点都用一个重心点最终表示,对于所有体素处理后得到的过滤后的点云,
这种方法比用体素中心(注意中心和重心)逼近的方法更慢,但是对于采样点对应曲面的表示更为准确。
结果:
结果不太明显,换一个:
均匀采样 pcl::UniformSampling
这个类基本上是相同的,但它输出的点云索引是选择的关键点,是在计算描述子的常见方式。
原理同体素格 (正方体立体空间内 保留一个点(重心点))
而 均匀采样:半径求体内 保留一个点(重心点)
#include <pcl/filters/uniform_sampling.h>//均匀采样
增采样 setUpsamplingMethod
增采样是一种表面重建方法,当你有比你想象的要少的点云数据时,
增采样可以帮你恢复原有的表面(S),通过内插你目前拥有的点云数据,
这是一个复杂的猜想假设的过程。所以构建的结果不会百分之一百准确,
但有时它是一种可选择的方案。
所以,在你的点云云进行下采样时,一定要保存一份原始数据!
statisticalOutlierRemoval滤波器移除离群点
作用是去除稀疏离群噪点。在采集点云的过程中,由于测量噪声的影响,会引入部分离群噪点,它们在点云空间中分布稀疏。在估算点云局部特征(例如计算采样点处的法向量和曲率变化率)时,这些噪点可能导致错误的计算结果,从而使点云配准等后期处理失败。统计滤波器的主要思想是假设点云中所有的点与其最近的k个邻居点的平均距离满足高斯分布,那么,根据均值和方差可确定一个距离阈值,当某个点与其最近k个点的平均距离大于这个阈值时,判定该点为离群点并去除。统计滤波器的实现原理如下:首先,遍历点云,计算每个点与其最近的k个邻居点之间的平均距离;其次,计算所有平均距离的均值μ与标准差σ,则距离阈值dmax可表示为dmax=μ+α×σ,α是一个常数,可称为比例系数,它取决于邻居点的数目;最后,再次遍历点云,剔除与k个邻居点的平均距离大于dmax的点。
#include <pcl/filters/statistical_outlier_removal.h>
统计滤波器用于去除明显离群点(离群点往往由测量噪声引入)。
其特征是在空间中分布稀疏,可以理解为:每个点都表达一定信息量,
某个区域点越密集则可能信息量越大。噪声信息属于无用信息,信息量较小。
所以离群点表达的信息可以忽略不计。考虑到离群点的特征,
则可以定义某处点云小于某个密度,既点云无效。计算每个点到其最近的k(设定)个点平均距离
。则点云中所有点的距离应构成高斯分布。给定均值与方差,可剔除n个∑之外的点
激光扫描通常会产生密度不均匀的点云数据集,另外测量中的误差也会产生稀疏的离群点,
此时,估计局部点云特征(例如采样点处法向量或曲率变化率)时运算复杂,
这会导致错误的数值,反过来就会导致点云配准等后期的处理失败。
解决办法:对每个点的邻域进行一个统计分析,并修剪掉一些不符合标准的点。
具体方法为在输入数据中对点到临近点的距离分布的计算,对每一个点,
计算它到所有临近点的平均距离(假设得到的结果是一个高斯分布,
其形状是由均值和标准差决定),那么平均距离在标准范围之外的点,
可以被定义为离群点并从数据中去除。
使用参数化模型投影点云
使用参数化模型投影点云
如何将点投影到一个参数化模型上(平面或者球体等),
参数化模型通过一组参数来设定,对于平面来说使用其等式形式。
在PCL中有特定存储常见模型系数的数据结构。
投影前的Z轴都不为0 ,投影之后,打印的结果表明,xy的值都没有改变,z都变为0。所以该投影滤波类就是输入点云和投影模型,输出为投影到模型上之后的点云。
ConditionalRemoval 或 RadiusOutlinerRemoval 移除离群点
ConditionalRemoval 滤波器的理解
可以一次删除满足对输入的点云设定的一个或多个条件指标的所有的数据点
删除点云中不符合用户指定的一个或者多个条件的数据点
RadiusOutlierRemoval移除离群点
一个比较简单常用的方法就是根据空间点半径范围临近点数量来滤波,对应的类名是 RadiusOutlinerRemoval,这个很容易理解,它的滤波思想非常直接,就是在点云数据中,设定每个点一定半径范围内周围至少有足够多的近邻,不满足就会被删除。比如你指定了一个半径d,然后指定该半径内至少有1个邻居,那么下图中只有黄色的点将从点云中删除。如果指定了半径内至少有2个邻居,那么黄色和绿色的点都将从点云中删除。
球半径滤波器与统计滤波器相比更加简单粗暴。
以某点为中心 画一个球计算落在该球内的点的数量,当数量大于给定值时,
则保留该点,数量小于给定值则剔除该点。
此算法运行速度快,依序迭代留下的点一定是最密集的,
但是球的半径和球内点的数目都需要人工指定。
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