Masterarbeit Corinna Harmening Raum-zeitliche Segmentierung ...

3 Segmentierung von Laserscandaten
ten Fällen einen Informationsverlust mit sich bringt, der insbesondere bei Verdeckungen
als kritisch anzusehen ist.
Unabhängig davon, ob die Segmentierung in Tiefenbildern oder direkt in der 3-D-Punktwolke
durchgeführt wird, kann die Segmentierung der geometrischen Information auf zwei
Arten durchgeführt werden, die im Folgenden erläutert werden.
3.3.1 Segmentierung unter Verwendung von
Oberflächeneigenschaften
Die Segmentierung unter Verwendung von Oberflächeneigenschaften – von Wang u. Shan
(2009) auch als Patch-Type-Methode bezeichnet – gruppiert benachbarte Punkte nach einem
auf Oberflächeneigenschaften basierenden Ähnlichkeitsmaß. Typischerweise werden
für die Beurteilung der Ähnlichkeit die Orientierung der Oberfläche – repräsentiert durch
den Einheitsnormalenvektor der jeweiligen Tangentialebene –, Krümmungen und/oder die
quadratischen Koeffizienten der bestanpassenden Oberfläche zweiten Grades verwendet.
Zu beachten ist jedoch, dass sowohl die Krümmungen, die sich aus ersten und zweiten partiellen
Ableitungen berechnen, als auch die Normalenvektoren und quadratischen Koeffizienten,
für deren Berechnung eine sorgfältig definierte lokale Nachbarschaft benötigt wird,
sehr anfällig gegenüber Rauschen sind. Infolgedessen sollten entweder robuste Verfahren
verwendet werden oder vor der Berechnung der entsprechenden Werte eine Glättung erfolgen
[Hoffman u. Jain (1987)].
Unter der Annahme, dass es sich bei den gesuchten Regionen um homogene Bereiche mit
starken Änderungen in den Eigenschaften von einem Bereich zum nächsten handelt, wird
in einem Großteil der Literatur eine weitere Klassifizierung dieser Patch-Type-Methoden
durchgeführt, indem eine Unterteilung in kantenbasierte und regionenbasierte Verfahren
(siehe z. B. Belton (2008), Yokoya u. Levine (1989) oder Bhandarkar u. Siebert (1992))
vorgenommen wird.
3.3.1.1 Kantenbasierte Verfahren
Kantenbasierte Verfahren sind dadurch motiviert, dass sich Objektgrenzen durch Diskontinuitäten
in den Oberflächeneigenschaften auszeichnen. Das Ziel dieser Verfahren ist
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