Masterarbeit Corinna Harmening Raum-zeitliche Segmentierung ...

3 Segmentierung von Laserscandaten
male kontinuierlich ändert. Diese dritte Art der Kanten spielt in der Literatur kaum
eine Rolle und wird auch hier nur der Vollständigkeit halber aufgeführt.
Nach der Detektion der Kanten liegen in der Regel keine geschlossenen Objektgrenzen vor.
Um die Punkte innerhalb von Objektgrenzen zu Segmenten zusammenfassen zu können,
müssen zunächst in einer aufwändigen Nachbearbeitung die Lücken in den detektierten
Kanten geschlossen werden [Jiang u. Bunke (1999)]. Jiang u. Bunke (1997) zeigen mit
der adaptiven Gruppierung von Kanten eine Möglichkeit auf, aus einem Kantenbild eine
vollständige Segmentierung zu erhalten.
Trotz dieses zusätzlichen Nachbearbeitungsschritts sind kantenbasierte Verfahren beliebt,
da ihnen zum einen häufig einfache mathematische Operatoren (z. B. Faltungen) zu Grunde
liegen und zum anderen die detektierten Objektgrenzen sehr gut zu lokalisieren sind
[Jiang u. Bunke (1997)]. Hinzu kommt, dass eine kantenbasierte Repräsentation einen
verhältnismäßig geringen Speicheraufwand benötigt, was eine höhere Effizienz der darauf
angewandten High-Level-Algorithmen garantiert [Arman u. Aggarwal (1993)].
Auch wenn sich die bisherigen Ausführungen speziell auf Tiefenbilder beziehen, kann
das Aufdecken von Diskontinuitäten auch direkt in der 3-D-Punktwolke eine Segmentierungsstrategie
darstellen [Belton (2008)]: In diesem Fall werden lokale Nachbarschaften
definiert, für die – z. B. durch Schätzen einer besteinpassenden Ebene (siehe Abschnitt
3.3.2.1) – ein lokaler Normalenvektor bestimmt wird. Starke Änderungen in der Richtung
benachbarter Normalenvektoren sind ein Indikator für Crease-Edges, während Tiefensprünge
aufgedeckt werden können, indem für die Nachbarn des Punktes p 0 die Abstände
zur Tangentialebene in p 0 bestimmt werden.
3.3.1.2 Regionenbasierte Verfahren
Die regionenbasierten Verfahren können als das Komplement zu den kantenbasierten Verfahren
verstanden werden: Sie verwenden die lokalen Oberflächeneigenschaften nicht für
das Aufdecken von Diskontinuitäten, sondern für die Bestimmung eines Ähnlichkeitsmaßes
[Wang u. Shan (2009)], anhand dessen benachbarte Punkte auf Homogenität untersucht
werden. Punkte mit ähnlichen Eigenschaften werden zusammengefasst, sodass im Ergebnis
Oberflächen mit kontinuierlichen Eigenschaften detektiert werden [Zhan u. Yu (2012)].
Je nach Segmentierungsstrategie lassen sich die regionenbasierten Verfahren in zwei Klas-
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