升噪工具

用来获取含有噪点的点云数据，用来对滤波等算法进行干扰测试。

图例展示

功能特性

🎯 核心功能

• 椭圆点云生成：生成标准椭圆形状的点云数据
• 噪点添加：为已有数据文件添加各种类型的噪点
• 多种噪点分布：支持均匀分布、正态分布、聚类分布、环形分布
• 3D支持：可生成和处理三维点云数据
• 给自定义文件升噪：用户可以选择点云文件，进行个性化升噪处理

📊 可视化功能

• 2D散点图：经典的二维数据可视化
• 3D散点图：三维空间数据展示
• 密度热图：数据分布密度可视化
• 统计分析图：包含距离分布、角度分布、聚类分析等

🎨 界面特性

• 实时预览：参数调整时实时更新预览图
• 多标签页设计：基本设置、高级设置、可视化设置分类管理
• 中文界面：完整的中文用户界面支持
• 交互式参数调节：直观的参数输入和调整

系统要求

Python 版本

• Python 3.6 或更高版本

依赖库

pip install numpy pandas matplotlib seaborn scipy scikit-learn tkinter

系统兼容性

• Windows（推荐，已优化中文字体支持）
• macOS
• Linux

安装和运行

1. 克隆或下载文件

# 确保 AddNoise.py 文件在您的工作目录中

2. 安装依赖

pip install numpy pandas matplotlib seaborn scipy scikit-learn

3. 运行程序

python AddNoise.py

使用指南

基本操作

1. 生成椭圆点云

1. 选择"生成椭圆点云"模式
2. 设置基本参数：
   • 椭圆主线点数：椭圆轮廓上的点数量
   • 噪点数量：要生成的噪点数量
   • 半长轴 a：椭圆的半长轴长度
   • 半短轴 b：椭圆的半短轴长度
   • 噪点范围：噪点的分布范围（min, max）
3. 点击"更新预览"查看效果
4. 设置输出文件路径
5. 点击"执行并保存"

2. 为已有文件添加噪点

1. 选择"为已有文件追加噪点"模式
2. 选择输入文件（支持空格分隔的文本文件）
3. 设置噪点参数
4. 设置输出文件路径
5. 执行操作

高级设置

噪点分布类型

• 均匀分布：在指定范围内均匀分布的噪点
• 正态分布：符合正态分布的噪点
• 聚类分布：形成多个聚类中心的噪点
• 环形分布：围绕中心呈环形分布的噪点

3D模式

• 启用3D模式可生成三维点云数据
• 可设置Z轴噪点范围
• 支持3D可视化

聚类参数

• 聚类中心数：聚类分布模式下的聚类数量
• 聚类标准差：控制聚类的紧密程度

可视化选项

可视化模式

• 2D散点图：标准的二维散点图显示
• 3D散点图：三维空间中的点云显示
• 密度热图：包含散点图、密度热图、X/Y轴分布的综合视图
• 统计分析：距离分布、角度分布、聚类分析和统计摘要

颜色方案

• 默认：经典的蓝红配色
• Viridis：科学可视化常用配色
• Plasma：高对比度配色
• Cool：冷色调配色
• Seaborn：统计图表优化配色

显示参数

• 点大小：控制散点的显示大小
• 透明度：控制点的透明程度（0-1）

输出格式

文件格式

• 输出文件为空格分隔的文本文件
• 2D数据：每行包含 x y 坐标
• 3D数据：每行包含 x y z 坐标
• 无标题行，纯数据格式

数据结构

# 2D格式示例
1.234 2.567
-0.123 1.890
...

# 3D格式示例
1.234 2.567 0.123
-0.123 1.890 -0.456
...

统计分析功能

实时统计

程序提供详细的统计分析，包括：

基础统计

• 数据点数量统计
• 坐标范围和均值
• 标准差计算

高级分析

• 正态性检验：Shapiro-Wilk检验
• 相关性分析：坐标间的相关系数
• 聚类分析：DBSCAN聚类算法
• 分布分析：距离和角度分布

数据质量评估

• 椭圆点密度
• 噪点密度
• 信噪比计算

技术特性

中文字体支持

• 自动检测系统可用的中文字体
• 支持 Windows、macOS、Linux 系统
• 优雅降级到默认字体

性能优化

• 延迟更新机制避免频繁刷新
• 大数据集的采样处理
• 内存友好的数据处理

错误处理

• 完善的异常处理机制
• 用户友好的错误提示
• 参数验证和边界检查
• 依赖库缺失时的优雅降级

常见问题

Q: 中文显示为方框怎么办？

A: 程序会自动尝试设置中文字体，如果仍显示为方框，请确保系统安装了中文字体。

Q: 如何处理大数据集？

A: 程序对大数据集进行了优化，但建议单次处理的点数不超过100万个。

Q: 支持哪些输入文件格式？

A: 支持空格、制表符分隔的文本文件，每行包含坐标数据。

Q: 3D模式下如何控制Z轴范围？

A: 在高级设置中调整"Z轴噪点范围"参数。

Q: 遇到 "jedi.settings" 错误怎么办？

A: 这是依赖库版本兼容性问题。解决方案：

# 方案1：降级 jedi 版本
pip install "jedi<0.18.0"

# 方案2：如果仍有问题，卸载有问题的包
pip uninstall -y seaborn ipywidgets ipython
# 程序会自动使用备用方案，功能不受影响

Q: 程序启动时显示警告信息？

A: 以下警告是正常的，不影响程序功能：

• "⚠ Seaborn 不可用，将使用默认颜色方案"
• "MatplotlibDeprecationWarning" 相关警告
• 字体设置相关警告

故障排除

依赖库问题

如果遇到导入错误，程序设计了优雅降级机制：

1. Seaborn 不可用：程序会使用默认颜色方案
2. SciPy 不可用：统计分析功能受限，但基本功能正常
3. Scikit-learn 不可用：聚类分析不可用，其他功能正常

最小依赖运行

程序的核心功能只需要以下库：

pip install numpy pandas matplotlib tkinter

完整功能依赖

如果需要所有高级功能，请安装：

pip install numpy pandas matplotlib scipy scikit-learn
# 注意：暂时跳过 seaborn 以避免兼容性问题

更新日志

v1.0.0

• 初始版本发布
• 支持基本椭圆生成和噪点添加
• 多种可视化模式
• 完整的统计分析功能
• 中文界面支持

许可证

本项目遵循 MIT 许可证。

贡献

欢迎提交问题报告和功能建议！

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