基于最大相邻夹角的边缘点提取（matlab）

1、边缘点提取原理

          本次介绍一种基于相邻最大夹角提取边缘点方法，其原理是根据近邻点分布规律，实现边缘点检测。如下图所示，边缘点的近邻点，均匀分布在其四周；非均匀点的近邻点，则有一侧没有近邻点，甚至其近邻点只分布在某一侧。     

        具体来说，将待判断点p与周其近邻点相连构成向量，计算相邻向量间所有夹角，选择最大夹角对此进行判断。如下图蓝色箭头所示点，边缘处最大夹角大于角度阈值。对于非边缘处点，由于近邻点都分布在判断点周边，边缘处最大夹角小于。因此，可以根据最大相邻角度，是否大于角度阈值，来实现边缘点检测。

2、代码测试与说明

        基于MATLAB GUI编写的程序，下载链接：https://download.csdn.net/download/qq_32867925/90961393

包括MaxAngleExtractionGUI.fig与MaxAngleExtractionGUI.m文件，分别为GUI界面与执行代码。

      直接双击MaxAngleExtractionGUI.m，点击运行按钮即可运行程序，如下图所示。

      运行界面如下图所示，其可以灵活设置近邻点数量、角度阈值，实现边缘点精细化提取。该功能包括点云数据加载打开（txt、xyz格式）、点云边缘提取及结果展示、清屏处理。同时还可以统计耗时情况。

2.1 不同近邻点数影响

      knn控制近邻点数量，如下图展示了不同knn数量对结果的影响。整体上来看，knn设置适中时，提取结果比较好。knn设置过小，结果不理想。

knn=10 angle=120	knn=15 angle=120
knn=20 angle=120	knn=30 angle=120

2.2 角度阈值影响

在knn保持不变的情况下，调整角度阈值，可以发现提取的精细化程度不同。

knn=20 angle=30	knn=20 angle=60
knn=20 angle=90	knn=20 angle=120