从CSF谈大道至简，这个帖子本来想作为我们公众号第一篇推送，但还需要几天，等不及了，还是先发在这里，稍后再发公众号。我们的公众号涉及3D知识传播，包括科研思路、成果、工具等，敬请期待。

1.    CSF简介

CSF是基于布料模拟的点云地面滤波算法，Cloth Simulation Filter的缩写。相信国内外做点云（尤其激光雷达点云）处理的人多数都用过，虽然“戏红人不红”可能基本都不知道发明人是谁。

大多数点云地面滤波算法是基于坡度、基于数学形态学和基于表面插值三类传统方法进行改进，我们提出CSF则是一种全新的思路，也是“大道至简”思想的体现。既然地面滤波算法关心的是地面，那么干吗要管地物？基于此“逆向思维”，我们将点云倒置，用布料自上而下覆盖，最终布料形状即为所需的地面，该方法只与地表有关，不受地物复杂性影响。上图显示了CSF从思想萌芽到算法形成再到软件应用的过程。

2.    从CSF到物理过程模拟的点云处理（第一次泛化）

将CSF泛化为物体因重力和地表相互作用而逐渐达到稳定平衡的物理过程，从而将其从特定算法推广为以物理模拟方式进行通用点云处理的思想。

CSF做地面滤波时，可以认为是将布料“自下而上”覆盖到地面，当将布料“自上而下”覆盖到地物会怎样呢？如上图(d)可以用于检测建筑物和树木等高于地表的地物，而图(c)则是用布料覆盖树冠以后得到比常规插值方法更好的“无坑”CHM（树冠高度模型）。很巧合，居然在生活中遇到了图(c)的原型，下图说明不仅艺术来源于生活，科研亦然。

3.    从CSF到通用地面滤波分离墙面与突出物（第二次泛化）

写这部分内容，是一篇历经数年投稿无数次的文章终于即将发表，有些感慨。做这个事情的起因是2017年武汉激光雷达大会上有个圈内好友问我“你的布上面盖下面盖，有没有想过侧面盖？”，我问他侧面盖能干吗，他说可以检测阳台。我立刻明白了他的意思，而且感觉这个思路很巧妙。经过一系列实验和思考，有一天我突然想到，应该不限于CSF布料侧面盖，如果把墙面放倒可以看作是地面，阳台可以看作是地物，那么就变成了一个地面滤波问题，用任何地面滤波算法都可以实现墙面与突出物分离（见下面的示意图）。

我当时很为这个想法得意甚至兴奋，因为无论建筑物立面还是阳台等突出物检测都比较难，以前相关文献不多，而且方法都比较复杂普适性不强。而我这个想法把解决思路从CSF泛化为通用地面滤波以后，只需要简单的将建筑物旋转90度，无数的点云地面滤波算法都可以用上，为解决该问题打开了一道“古老持久又宽敞”的新大门。

然而现实则是迎头一盆冷水甚至是当头一棒，几年来投稿一直被拒，不少审稿人认为创新性不够，只是简单的转了90度。被拒稿的次数多了，学生渐渐信心不足，我则一直告诉他，不是我们自己的问题，而是这些审稿人太low了，只能看到旋转90度却看不到背后的思想，眼高手低，只会瞎bb却不去反思这么简单的东西他们为什么想不到？

感谢JRS编辑们以及某些有水平有见地的审稿人，看得到简单旋转90度背后的东西。我相信对得起各位的慧眼识珠，这个思路可以很简单的提取不规则的墙面和突出物，随着实景三维对精细建模的需求，这个思路必将被广泛使用和引用，会成为CSF一样成功的工作。