根据点云最大最小边界叶脉线长度提取算法的代码python版本

以下是基于最大最小边界叶脉线长度的点云叶脉线提取算法的 Python 代码实现：

import numpy as np
from scipy.spatial.distance import pdist, squareform

def find_nearest_neighbors(points, k=10):
    """
    找到每个点的k个最近邻点
    :param points: 点云数据，Nx3的numpy数组
    :param k: 最近邻点数目
    :return: 每个点的k个最近邻点的索引，Nxk的numpy数组
    """
    dists = squareform(pdist(points))
    nn_idx = np.argsort(dists)[:, 1:k+1]
    return nn_idx

def compute_local_depth(points, nn_idx):
    """
    计算每个点的局部深度
    :param points: 点云数据，Nx3的numpy数组
    :param nn_idx: 每个点的k个最近邻点的索引，Nxk的numpy数组
    :return: 每个点的局部深度，Nx1的numpy数组
    """
    dists = np.sqrt(np.sum((points[nn_idx] - np.expand_dims(points, axis=1))**2, axis=2))
    depth = np.max(dists, axis=1)
    return depth

def compute_boundary_length(points, nn_idx):
    """
    计算每个点的最大最小边界叶脉线长度
    :param points: 点云数据，Nx3的numpy数组
    :param nn_idx: 每个点的k个最近邻点的索引，Nxk的numpy数组
    :return: 每个点的最大最小边界叶脉线长度，Nx2的numpy数组
    """
    dists = squareform(pdist(points))
    nn_dists = np.sort(dists)[:, 1:3]
    min_boundary_length = np.min(nn_dists, axis=1)
    max_boundary_length = np.max(nn_dists, axis=1)
    return np.vstack((min_boundary_length, max_boundary_length)).T

def extract_veins(points, k=10, depth_thresh=0.01, length_thresh=0.05):
    """
    提取点云中的叶脉线
    :param points: 点云数据，Nx3的numpy数组
    :param k: 最近邻点数目
    :param depth_thresh: 局部深度阈值
    :param length_thresh: 最大最小边界叶脉线长度比例阈值
    :return: 叶脉线点的索引
    """
    nn_idx = find_nearest_neighbors(points, k)
    depth = compute_local_depth(points, nn_idx)
    boundary_length = compute_boundary_length(points, nn_idx)
    is_vein = np.logical_and(depth < depth_thresh, boundary_length[:, 0] / boundary_length[:, 1] > length_thresh)
    vein_idx = np.where(is_vein)[0]
    return vein_idx

这里的 `points` 是一个 $N \times 3$ 的 numpy 数组，表示点云中的所有点；`k` 表示每个点的最近邻点数目，默认为 10；`depth_thresh` 表示局部深度的阈值，默认为 0.01；`length_thresh` 表示最大最小边界叶脉线长度比例的阈值，默认为 0.05。

函数 `find_nearest_neighbors` 用于找到每个点的最近邻点的索引；函数 `compute_local_depth` 计算每个点的局部深度；函数 `compute_boundary_length` 计算每个点的最大最小边界叶脉线长度；函数 `extract_veins` 则是整个算法的核心，提取出点云中的叶脉线点的索引。