運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法，包括如下步驟：根據(jù)每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)的特征值進行植物器官區(qū)分，構(gòu)建每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的骨架，從而獲取與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架；基于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架建立植物運動過程的一致性骨架；用戶交互式修正上述植物運動過程的一致性骨架。本發(fā)明還涉及一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取系統(tǒng)。本發(fā)明能夠準確定位植物運動過程中的各種事件，對植物運動過程進行有效地分析和重建。
【專利說明】運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著各種三維掃描設(shè)備的普及，真實物體點云數(shù)據(jù)的獲取已經(jīng)非常容易，如何通過點云數(shù)據(jù)快速重建真實世界三維模型仍然是計算機圖形學(xué)的熱點和難點研究問題。
[0003]植物作為自然界場景中最重要的組成部分之一，其三維模型的構(gòu)建受到學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注，尤其是當(dāng)植物在外力的作用下運動，通過高速掃描設(shè)備捕捉到運動植物的點云數(shù)據(jù)，能夠反映植物運動過程的點云數(shù)據(jù)處理和建模更是一個全新的研究方向，有待世界范圍內(nèi)的研究人員共同努力。當(dāng)獲取到運動植物的點云數(shù)據(jù)之后，需要對點云數(shù)據(jù)進行處理，從而得到完整的運動植物的一致性模型。
[0004]然而，目前尚未有針對運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取相關(guān)技術(shù)方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，有必要提供一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法及系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法，該方法包括如下步驟:
a.根據(jù)每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)的特征值進行植物器官區(qū)分,構(gòu)建每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的骨架，從而獲取與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架；b.基于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架建立植物運動過程的一致性骨架；c.用戶交互式修正上述植物運動過程的一致性骨架。
[0007]其中，所述的步驟a采用主成分分析粗略區(qū)分運動植物點云數(shù)據(jù)中組成莖的點集和組成葉子的點集。
[0008]所述的步驟a包括:通過Delaunay將經(jīng)主成分分析的運動植物點云數(shù)據(jù)D三角網(wǎng)格化，得到圖Gl ;根據(jù)葉子輪廓、莖的顏色、剩下的葉子葉片的顏色的不同，去掉圖Gl中代表葉子輪廓和莖的點，得到圖G2 ;從圖G2中獲得已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點；根據(jù)圖的連通性對已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點及圖Gl進行擴展，得到代表葉子輪廓的完整葉子的點；圖61中剩余的點即代表莖。
[0009]所述一致性骨架指在序列骨架中前后骨架中的每一個結(jié)點之間是彼此對應(yīng)的，同時對應(yīng)于相同的真實植物的器官。
[0010]所述的步驟b包括:利用最小生成樹從序列骨架中提取出具有穩(wěn)定性的序列骨架，從所述穩(wěn)定性的序列骨架中獲取具有一致性的結(jié)點；利用植物器官的自然約束對一致性結(jié)點的種類進行判定；將判定信息轉(zhuǎn)換到整個序列骨架上。
[0011]本發(fā)明提供一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取系統(tǒng)，包括相互電性連接的植物器官區(qū)分模塊、一致性骨架建立模塊及交互模塊，其中:所述植物器官區(qū)分模塊用于根據(jù)每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)的特征值進行植物器官區(qū)分，構(gòu)建每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的骨架，從而獲取與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架；所述一致性骨架建立模塊用于基于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架建立植物運動過程的一致性骨架；所述交互模塊用于使用戶交互式修正上述植物運動過程的一致性骨架。
[0012]其中，所述植物器官區(qū)分模塊用于采用主成分分析粗略區(qū)分運動植物點云數(shù)據(jù)中組成莖的點集和組成葉子的點集。
[0013]所述植物器官區(qū)分模塊用于通過Delaunay將經(jīng)主成分分析的運動植物點云數(shù)據(jù)D三角網(wǎng)格化，得到圖Gl ;根據(jù)葉子輪廓、莖的顏色、剩下的葉子葉片的顏色的不同，去掉圖Gl中代表葉子輪廓和莖的點，得到圖G2 ;從圖G2中獲得已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點；根據(jù)圖的連通性對已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點及圖Gl進行擴展，得到代表葉子輪廓的完整葉子的點；圖Gl中剩余的點即代表莖。
[0014]所述一致性骨架指在序列骨架中前后骨架中的每一個結(jié)點之間是彼此對應(yīng)的，同時對應(yīng)于相同的真實植物的器官。
[0015]所述一致性骨架建立模塊用于利用最小生成樹從序列骨架中提取出具有穩(wěn)定性的序列骨架，從所述穩(wěn)定性的序列骨架中獲取具有一致性的結(jié)點，利用植物器官的自然約束對一致性結(jié)點的種類進行判定，將判定信息轉(zhuǎn)換到整個序列骨架上。
[0016]本發(fā)明所提供的運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法及系統(tǒng)，能夠?qū)\動植物點云數(shù)據(jù)進行有效地分析:對所述運動植物點云數(shù)據(jù)進行分割，區(qū)別開植物的不同器官；根據(jù)器官分割的結(jié)果，在所述運動植物點云數(shù)據(jù)上進行跟蹤檢測，得到運動植物的一致性骨架；利用這個骨架能夠準確定位植物運動過程中的各種事件，對植物運動過程進行有效地分析和重建。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法的流程圖；
[0018]圖2為本發(fā)明運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取系統(tǒng)的硬件架構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明主要解決如何獲取運動植物點云數(shù)據(jù)的一致性骨架，通過提取精確的骨架，從而可以由此分析得到完整的運動植物的一致性模型。
[0020]下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0021]參閱圖1所示，是本發(fā)明運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法較佳實施例的作業(yè)流程圖。
[0022]步驟S401，根據(jù)運動植物點云數(shù)據(jù)的特征值進行植物器官區(qū)分。具體過程如下:
[0023]本實施例利用植物的莖和葉子在幾何性質(zhì)上的明顯不同區(qū)分植物器官。本實施例采用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA),獲取三個特征值,將所述特征值分別映射到上述運動植物點云數(shù)據(jù)的每個點對應(yīng)的RGB值上，根據(jù)葉子和莖顏色的不同，粗略區(qū)分運動植物點云數(shù)據(jù)中組成莖的點集和組成葉子的點集。其中，所述PCA是一種分析和簡化數(shù)據(jù)集的技術(shù)，數(shù)據(jù)由特征向量表示，每一維對應(yīng)一個特征值，所述PCA可以找出對結(jié)果影響最大的特征值，從而減少數(shù)據(jù)集的維數(shù)，保持數(shù)據(jù)集中對自身方差貢獻最大的特征，其方法主要是根據(jù)數(shù)據(jù)的特征向量建立協(xié)方差矩陣，然后進行特征分解，以得到數(shù)據(jù)的主成分(即特征向量)與其權(quán)值(即特征值)。[0024]用所述PCA分析后的每一個點云數(shù)據(jù)都有三個特征值，映射到顏色上，葉子和莖有明顯的區(qū)別，因此可以從整體上將葉子和莖區(qū)分開，但葉子輪廓的顏色和莖的顏色是相似的，所以區(qū)分不開，因此對經(jīng)PCA分析過的運動植物點云數(shù)據(jù)進行處理:將經(jīng)PCA分析過的運動植物點云數(shù)據(jù)設(shè)為D ;通過Delaunay將點云數(shù)據(jù)D三角網(wǎng)格化，得到圖Gl ;根據(jù)葉子輪廓、莖的顏色、剩下的葉子葉片的顏色的不同，去掉圖Gl中代表葉子輪廓和莖的點，得到圖G2 ;從圖G2中獲得已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點；根據(jù)圖的連通性對已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點及圖Gl進行擴展，得到代表葉子輪廓的完整葉子的點；圖61中剩余的點即代表莖。
[0025]經(jīng)過上述處理可以有效地區(qū)分出運動植物點云數(shù)據(jù)中屬于莖的點集和屬于葉子的點集。根據(jù)莖和葉子區(qū)分后的運動植物點云數(shù)據(jù)，構(gòu)建出一個反應(yīng)植物形態(tài)的骨架。對每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)進行莖和葉子的區(qū)分，并構(gòu)建出對應(yīng)的骨架，以獲取與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架。
[0026]步驟S402，基于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架建立一致性骨架。所述一致性骨架是指在序列骨架中，前后骨架中的每一個結(jié)點之間是彼此對應(yīng)的，同時對應(yīng)于相同的真實植物的器官。具體過程如下:
[0027]由于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架，每一幀對應(yīng)的骨架是單獨從對應(yīng)的點云數(shù)據(jù)中提取出來的，所以從整體上不具有一致性。
[0028]根據(jù)上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架，利用最近鄰搜索跟蹤結(jié)點，獲取穩(wěn)定可靠的一致性結(jié)點。從序列骨架中，利用最小生成樹提取出具有穩(wěn)定性的序列骨架，從所述穩(wěn)定性的序列骨架中獲取具有一致性的結(jié)點。所述一致性結(jié)點只可能屬于莖和葉子這兩種器官，利用植物器官的自然約束判定哪些屬于莖哪些屬于葉子。例如，在骨架中度數(shù)為I的一致性結(jié)點必然屬于葉子，而與之相連接的其他一致性結(jié)點很有可能也屬于葉子，因此將幾個結(jié)點合并成一個結(jié)點，這個結(jié)點則為葉子。在判定葉子結(jié)點之后，從最小生成樹的根節(jié)點出發(fā)，向上遍歷整個樹，當(dāng)遇到葉子結(jié)點之后，認為從根到這個葉子結(jié)點之間所經(jīng)過的結(jié)點全部屬于莖，此時可能遍歷了不同的莖。通過遍歷經(jīng)過屬于莖的結(jié)點的次數(shù)區(qū)開不同的莖:比如，直接與葉子相連的莖只會遍歷一次，而中間的主干則會遍歷多次。利用植物器官的自然約束對一致性結(jié)點的種類進行判定后，將判定信息轉(zhuǎn)換到整個序列骨架上。經(jīng)過信息轉(zhuǎn)換之后，整體的序列骨架達到了一致性，也就能夠從序列骨架中提取出植物運動過程的一致性骨架。
[0029]步驟S403，用戶交互式修正上述植物運動過程的一致性骨架。具體而言，由于上述提取的植物運動過程的一致性骨架可能存在某些錯誤，需要通過少量的交互進行修正。通過用戶的選擇，去除某些多余的結(jié)點和相對應(yīng)的邊。本實施例中，以上述一致性骨架的基本結(jié)構(gòu)如結(jié)點、邊等作為基本幾何構(gòu)造，粗略地確定用戶的交互操作對象，進而建立所述用戶的交互操作對象與待構(gòu)建的一致性骨架的對應(yīng)關(guān)系。通過用戶去除上述一致性骨架中多余的幾何結(jié)構(gòu)，最終得到精確的運動植物點云數(shù)據(jù)的一致性骨架。
[0030]參閱圖2所示，是本發(fā)明運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取系統(tǒng)的硬件架構(gòu)圖。該系統(tǒng)包括相互電性連接的植物器官區(qū)分模塊、一致性骨架建立模塊及交互模塊。
[0031]所述植物器官區(qū)分模塊用于根據(jù)運動植物點云數(shù)據(jù)的特征值進行植物器官區(qū)分。具體過程如下:[0032]所述植物器官區(qū)分模塊利用植物的莖和葉子在幾何性質(zhì)上的明顯不同區(qū)分植物器官。本實施例采用主成分分析(Principal Component Analysis, PCA),獲取三個特征值，將所述特征值分別映射到上述運動植物點云數(shù)據(jù)的每個點對應(yīng)的RGB值上，根據(jù)葉子和莖顏色的不同，粗略區(qū)分運動植物點云數(shù)據(jù)中組成莖的點集和組成葉子的點集。其中，所述PCA是一種分析和簡化數(shù)據(jù)集的技術(shù)，數(shù)據(jù)由特征向量表示，每一維對應(yīng)一個特征值，所述PCA可以找出對結(jié)果影響最大的特征值，從而減少數(shù)據(jù)集的維數(shù)，保持數(shù)據(jù)集中對自身方差貢獻最大的特征，其方法主要是根據(jù)數(shù)據(jù)的特征向量建立協(xié)方差矩陣，然后進行特征分解，以得到數(shù)據(jù)的主成分(即特征向量)與其權(quán)值(即特征值)。
[0033]用所述PCA分析后的每一個點云數(shù)據(jù)都有三個特征值，映射到顏色上，葉子和莖有明顯的區(qū)別，因此可以從整體上將葉子和莖區(qū)分開，但葉子輪廓的顏色和莖的顏色是相似的，所以區(qū)分不開，因此對經(jīng)PCA分析過的運動植物點云數(shù)據(jù)進行處理:將經(jīng)PCA分析過的運動植物點云數(shù)據(jù)設(shè)為D ;通過Delaunay將點云數(shù)據(jù)D三角網(wǎng)格化，得到圖Gl ;根據(jù)葉子輪廓、莖的顏色、剩下的葉子葉片的顏色的不同，去掉圖Gl中代表葉子輪廓和莖的點，得到圖G2 ;從圖G2中獲得已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點；根據(jù)圖的連通性對已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點及圖Gl進行擴展，得到代表葉子輪廓的完整葉子的點；圖61中剩余的點即代表莖。
[0034]經(jīng)過上述處理可以有效地區(qū)分出運動植物點云數(shù)據(jù)中屬于莖的點集和屬于葉子的點集。根據(jù)莖和葉子區(qū)分后的運動植物點云數(shù)據(jù)，構(gòu)建出一個反應(yīng)植物形態(tài)的骨架。對每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)進行莖和葉子的區(qū)分，并構(gòu)建出對應(yīng)的骨架，以獲取與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架。
[0035]所述一致性骨架建立模塊用于基于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架建立一致性骨架。所述一致性骨架是指在序列骨架中，前后骨架中的每一個結(jié)點之間是彼此對應(yīng)的，同時對應(yīng)于相同的真實植物的器官。具體過程如下:
[0036]由于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架，每一幀對應(yīng)的骨架是單獨從對應(yīng)的點云數(shù)據(jù)中提取出來的，所以從整體上不具有一致性。
[0037]所述一致性骨架建立模塊根據(jù)上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架，利用最近鄰搜索跟蹤結(jié)點，獲取穩(wěn)定可靠的一致性結(jié)點。從序列骨架中，利用最小生成樹提取出具有穩(wěn)定性的序列骨架，從所述穩(wěn)定性的序列骨架中獲取具有一致性的結(jié)點。所述一致性結(jié)點只可能屬于莖和葉子這兩種器官，利用植物器官的自然約束判定哪些屬于莖哪些屬于葉子。例如，在骨架中度數(shù)為I的一致性結(jié)點必然屬于葉子，而與之相連接的其他一致性結(jié)點很有可能也屬于葉子，因此將幾個結(jié)點合并成一個結(jié)點，這個結(jié)點則為葉子。在判定葉子結(jié)點之后，從最小生成樹的根節(jié)點出發(fā)，向上遍歷整個樹，當(dāng)遇到葉子結(jié)點之后，認為從根到這個葉子結(jié)點之間所經(jīng)過的結(jié)點全部屬于莖，此時可能遍歷了不同的莖。通過遍歷經(jīng)過屬于莖的結(jié)點的次數(shù)區(qū)開不同的莖:比如，直接與葉子相連的莖只會遍歷一次，而中間的主干則會遍歷多次。利用植物器官的自然約束對一致性結(jié)點的種類進行判定后，將判定信息轉(zhuǎn)換到整個序列骨架上。經(jīng)過信息轉(zhuǎn)換之后，整體的序列骨架達到了一致性，也就能夠從序列骨架中提取出植物運動過程的一致性骨架。
[0038]所述交互模塊用于使用戶能夠交互式修正上述植物運動過程的一致性骨架。具體而言，由于上述提取的植物運動過程的一致性骨架可能存在某些錯誤，需要通過少量的交互進行修正。通過用戶的選擇，去除某些多余的結(jié)點和相對應(yīng)的邊。本實施例中，所述交互模塊以上述一致性骨架的基本結(jié)構(gòu)如結(jié)點、邊等作為基本幾何構(gòu)造，粗略地確定用戶的交互操作對象，進而建立所述用戶的交互操作對象與待構(gòu)建的一致性骨架的對應(yīng)關(guān)系。通過用戶去除上述一致性骨架中多余的幾何結(jié)構(gòu)，最終得到精確的運動植物點云數(shù)據(jù)的一致性骨架。
[0039]雖然本發(fā)明參照當(dāng)前的較佳實施方式進行了描述，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)能理解，上述較佳實施方式僅用來說明本發(fā)明，并非用來限定本發(fā)明的保護范圍，任何在本發(fā)明的精神和原則范圍之內(nèi)，所做的任何修飾、等效替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: a.根據(jù)每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)的特征值進行植物器官區(qū)分,構(gòu)建每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的骨架，從而獲取與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架； b.基于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架建立植物運動過程的一致性骨架； c.用戶交互式修正上述植物運動過程的一致性骨架。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟a采用主成分分析粗略區(qū)分運動植物點云數(shù)據(jù)中組成莖的點集和組成葉子的點集。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述的步驟a包括:通過Delaunay將經(jīng)主成分分析的運動植物點云數(shù)據(jù)D三角網(wǎng)格化，得到圖Gl ;根據(jù)葉子輪廓、莖的顏色、剩下的葉子葉片的顏色的不同，去掉圖Gl中代表葉子輪廓和莖的點，得到圖G2 ;從圖G2中獲得已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點；根據(jù)圖的連通性對已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點及圖Gl進行擴展，得到代表葉子輪廓的完整葉子的點；圖Gl中剩余的點即代表莖。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述一致性骨架指在序列骨架中前后骨架中的每一個結(jié)點之間是彼此對應(yīng)的，同時對應(yīng)于相同的真實植物的器官。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步驟b包括:利用最小生成樹從序列骨架中提取出具有穩(wěn)定性的序列骨架，從所述穩(wěn)定性的序列骨架中獲取具有一致性的結(jié)點；利用植物器官的自然約束對一致性結(jié)點的種類進行判定；將判定信息轉(zhuǎn)換到整個序列骨架上。
6.一種運動植物點云數(shù)據(jù)一致性骨架提取系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括相互電性連接的植物器官區(qū)分模塊、一致性骨架建立模塊及交互模塊，其中: 所述植物器官區(qū)分模塊用于根據(jù)每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)的特征值進行植物器官區(qū)分，構(gòu)建每一幀運動植物點云數(shù)據(jù)對應(yīng)的骨架，從而獲取與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架； 所述一致性骨架建立模塊用于基于上述獲取的與整個植物運動過程相對應(yīng)的序列骨架建立植物運動過程的一致性骨架； 所述交互模塊用于使用戶交互式修正上述植物運動過程的一致性骨架。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述植物器官區(qū)分模塊用于采用主成分分析粗略區(qū)分運動植物點云數(shù)據(jù)中組成莖的點集和組成葉子的點集。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述植物器官區(qū)分模塊用于通過Delaunay將經(jīng)主成分分析的運動植物點云數(shù)據(jù)D三角網(wǎng)格化，得到圖Gl ;根據(jù)葉子輪廓、莖的顏色、剩下的葉子葉片的顏色的不同，去掉圖Gl中代表葉子輪廓和莖的點，得到圖G2 ;從圖G2中獲得已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點；根據(jù)圖的連通性對已經(jīng)區(qū)分開的代表葉子葉片的點及圖Gl進行擴展，得到代表葉子輪廓的完整葉子的點；圖Gl中剩余的點即代表莖。
9.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一致性骨架指在序列骨架中前后骨架中的每一個結(jié)點之間是彼此對應(yīng)的，同時對應(yīng)于相同的真實植物的器官。
10.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述一致性骨架建立模塊用于利用最小生成樹從序列骨架中提取出具有穩(wěn)定性的序列骨架，從所述穩(wěn)定性的序列骨架中獲取具有一致性的結(jié)點，利用植物器官的自然約束對一致性結(jié)點的種類進行判定，將判定信息轉(zhuǎn)換到整個序列骨 架上。
【文檔編號】G06T17/00GK103544700SQ201310474368
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月11日
【發(fā)明者】范曉晨, 李揚彥, 陳寶權(quán), 黃惠, 丹尼爾·科恩 申請人:中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院