【论文阅读】文献阅读笔记-泊松重建

2023-11-10

先了解泊松分布,就二项分布而言,泊松分布可以是二项分布的推广,样本数趋向于无穷大,而事件发生的概率趋近于0时,此时期望满足np=Lamda(常数),且此时事件发生的概率满足泊松分布,且概率的计算只与Lamda有关

但泊松方程和泊松分布没啥关系,hh

引用知乎二圈妹

梯度:表示该函数在某位置出的变化大小和方向,对函数求一阶偏导即可计算得出

散度:为标量,只有大小,但散度给我们的是一个向量场,标量的大小代表该点是否逸出,对函数的每个变量求二阶偏导。

注:nabla运算符:表示向量的偏导数运算符

向量场:向量场就是该函数梯度的表现形式,告诉我们空间中每一个位置(样本点)在这个函数中的变化大小和方向。

画向量场,一般用箭头表示它的指向,箭头长度表示它的大小,但是因为如果画出实际的大小可能会很乱,所以有些是用颜色来代表大小,越暖(红)就是此处的向量越大,越冷(蓝)就是越小。

泊松三维重建问题 (全局拟合)

泊松三维重建问题即指标函数梯度寻找最接近样本向量场问题;

即样本向量场标量与指标函数的梯度最小值,构建泊松方程,对梯度和向量场标量用散度算子,即可得出泊松方程

        指标函数:通常为分段函数,模型外部点为0,内部点为1,对于指标函数,只有模型边界点存在梯度,模型内外梯度皆为0。这些边界点即有向点可视为指标函数梯度的样本。

        计算指示函数:对于指示函数,由于是分段函数,计算梯度场时会导致边界处产生无界值的向量场。为避免此情况,需进行平滑滤波器进行卷积滤波指示函数,并考虑平滑函数的梯度场,一下公式为平滑滤波后的指示函数梯度=平滑曲面法向量的向量场:

将点集划分为不同大小补丁进行积分(面积)求和,用离散和近似积分来求曲面积分。

注意:平滑滤波器不可任意选择,应足够窄,不可过度平滑数据,同时应足够宽,使积分更加近似与补丁面积,通常选择方差与采样分辨率相同的高斯滤波。

最大树深度D对应于2−D的采样宽度,平滑滤波器应该近似于方差为2−D的iel

对于非均匀分布的点进行三维重建

根据样本点轮廓定义一个八叉树,并将每个节点关联一个函数,目的:

1.将向量场可以表示为节点函数F0的线性和;

2.用节点函数F0表示泊松方程的矩阵可以有效求解;

3.作为节点函数F0总和的指标函数可以在模型表面精确有效评估。

结论:

        分辨率:深度增加,需要更高分辨率的指示函数,来重建细节。(6-643;8-2563;10-10243)

        优势对比:VRIP  折痕明显(垂直于视图方向重建);fft非均匀数据重建采样稀疏,易丢失高频信息。

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