SHOT描述子二值化代码

时间: 2023-11-13 16:08:00 浏览: 43
以下是使用PyTorch实现SHOT描述子二值化的示例代码: ```python import torch import numpy as np def binary_encode(x, threshold=0): """ 将输入的向量进行二值化编码 :param x: 输入的向量,可以是numpy数组或PyTorch张量 :param threshold: 阈值,用于将向量中小于等于该值的元素设置为0,大于该值的元素设置为1,默认为0 :return: 二值化后的向量 """ if isinstance(x, np.ndarray): x = torch.from_numpy(x) x_binary = torch.zeros_like(x) x_binary[x > threshold] = 1 x_binary[x <= threshold] = 0 return x_binary def shot_descriptor(points, normals, pcd, search_radius, num_angles=9, num_bins=10): """ 计算SHOT描述子 :param points: 关键点的坐标,大小为[N,3] :param normals: 关键点的法向量,大小为[N,3] :param pcd: 点云数据,大小为[M,3] :param search_radius: 搜索半径 :param num_angles: 角度分割数,默认为9 :param num_bins: 距离分割数,默认为10 :return: SHOT描述子,大小为[N,num_angles*num_bins*2] """ N = points.shape[0] M = pcd.shape[0] device = points.device # 计算每个关键点的KNN knn_indices = torch.empty((N, 100), dtype=torch.long, device=device) knn_dists = torch.empty((N, 100), dtype=torch.float32, device=device) pcd_tensor = torch.from_numpy(pcd).to(device) for i in range(N): query_point = points[i].unsqueeze(0) dists, indices = torch.topk(torch.norm(pcd_tensor - query_point, dim=1), k=100, largest=False) knn_indices[i] = indices knn_dists[i] = dists # 计算每个关键点的SHOT描述子 descriptors = torch.zeros((N, num_angles * num_bins * 2), dtype=torch.float32, device=device) for i in range(N): query_point = points[i] query_normal = normals[i] knn = pcd_tensor[knn_indices[i]] knn_normals = normals[knn_indices[i]] # 对每个KNN点计算相对坐标和距离 knn_coords = knn - query_point.unsqueeze(0) knn_dists_norm = knn_dists[i] / search_radius # 将相对坐标和距离组合成新的特征向量 knn_features = torch.cat((knn_coords, knn_dists_norm.unsqueeze(1)), dim=1) # 计算每个特征向量的角度和距离 angles = torch.acos(torch.sum(knn_features * query_normal.unsqueeze(0), dim=1) / torch.norm(knn_features, dim=1)) distances = torch.norm(knn_features[:, :3], dim=1) # 将角度和距离进行分组 angle_bins = torch.floor(angles / (np.pi / num_angles)).type(torch.long) dist_bins = torch.floor(distances / (search_radius / num_bins)).type(torch.long) # 对每个分组进行编码 for j in range(num_angles): for k in range(num_bins): indices = (angle_bins == j) & (dist_bins == k) if indices.any(): # 对每个分组内的特征向量进行平均 features = knn_features[indices] mean_features = torch.mean(features, dim=0) # 将每个分组的平均向量作为描述子的一部分 start_idx = j * num_bins * 2 + k * 2 descriptors[i, start_idx:start_idx+2] = mean_features[:2].cpu() # 对每个描述子进行二值化编码 binary_descriptors = binary_encode(descriptors) return binary_descriptors ``` 这段代码实现了计算SHOT描述子,并对每个描述子进行二值化编码。其中,`points`和`normals`分别是关键点的坐标和法向量,`pcd`是点云数据,`search_radius`是搜索半径,`num_angles`和`num_bins`分别是角度和距离的分割数。函数返回二值化后的SHOT描述子。

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