点云运算智能升级 精准重建古蹟风貌

活动大合照(由左至右)肯特动画张永昌导演、新竹市政府文化局李欣耀副局长、新竹市政府沈慧虹副市长、国研院国网中心史晓斌主任、国立台湾文学馆苏硕斌馆长、国研院国网中心郭嘉真组长、力弘科技公司黄寅睿总经理。

科技部吴政忠部长就任时即提出：要迈向创新的国家，人文科学跟社会科学十分重要。科技部辖下之财团法人国家实验研究院国家高速网络与计算中心(国研院国网中心)所建置的算图农场 ，过去已大量协助台湾培育从事文化创意产业之3D动画人才及其所需算图技术，现将应用领域扩充以「点云」技术在电脑中建构各种物品、古蹟与其他建筑物之3D模型，并以人工智能技术使异常点云校正所需时间由现有之6个月缩减为1个月，大幅缩减人力，藉由科技的力量提升维护古蹟的能力，是将科技与人文社会结合的最佳典范。

所谓「点云」(point cloud)，是真实世界物体的空间维度数码记录，由数百万至数十亿个点组成，每个点都是以「激光雷达」 扫描量测物体，以快速获取该物体大量且精确的3D座标，将这些点在电脑中结合，即可建构该物体的立体模型；再结合彩色数码相片，将该物体的正确颜色贴到正确位置，即可在电脑中建置跟真实物件相仿的数码立体模型。点云技术可运用于古蹟维护、建筑工程、自动驾驶、数码城市等广泛领域。

依现有技术，点云数据多少会产生错误的色彩对应，特别如容易摇晃的树叶时常对应到天空颜色，形成有如降雪的现象，或是路过的人影残留。根据许多量测业者之经验分享，过去修复这些缺陷的方法，除了设法改善量测技术与环境条件，便是以人工对区域异常点云重新切割及着色。手动着色不仅费工费时，经常拟真度也不足。

为此，国研院国网中心于云端算图农场的点云解算服务中，自主研发点云改良技术「校正异常点云数据之方法」，透过人工智能识别异常点云并自动修正色彩，以填补现有产品技术缺口。

「校正异常点云数据之方法」系使用人工智能技术，区分出颜色正常点云与颜色异常点云，完成辨别后再以最近邻回归法及雷射反射强度进行校正，以颜色正常之点云对颜色异常点云重新着色，自动修正模型色彩，可将原本6个月的人工处理时间缩减为1个月，也让点云模型更拟真及精确。此技术已实际应用于新竹市日本海军第六燃料厂新竹支厂及台北市齐东诗舍之数码场景再造，协助古蹟保存与活化运用。

目前此技术正在申请台湾及美国专利，除已建置于云端算图农场做为点云解算的加值服务，让有点云模型修正需求的客户可以透过平台结合高速运算优势自动优化点云之呈现，国研院国网中心未来亦希望能技术授权给点云软件研发业者、激光雷达系统厂商、扫描量测厂商、空间信息应用业者等，协助台湾点云技术全面升级。