例说Hausdorff距离

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给定欧氏空间中的两点集 这里写图片描述这里写图片描述 ,Hausdorff距离就是用来衡量这两个点集间的距离。
          这里写图片描述

  其中这里写图片描述这里写图片描述这里写图片描述这里写图片描述称为双向Hausdorff距离, 称为从点集A到点集B的单向Hausdorff距离。相应地 称为从点集B到点集A的单向Hausdorff距离。
  下面从一个例子来理解Hausdorff距离。
  这里写图片描述
  上图中,给出了A,B,C,D四条路径,其中路径A具体为(16-17-18-19-20),路径B具体为(1-2-3-4-9-10)。要求Hausdorff距离这里写图片描述 ,则需要先求出单向Hausdorff距离这里写图片描述这里写图片描述
  对于 这里写图片描述,以A中的点16为例,在路径B中的所有点中,距离点16最近的是点1,距离为3。即 这里写图片描述。同理由图可得 这里写图片描述这里写图片描述这里写图片描述这里写图片描述 。在它们中,值最大的为3,故这里写图片描述
  同理可得这里写图片描述, 。
  所以 这里写图片描述
  同理可求出上图中四条路径间的单向Hausdorff距离如下表所示:
  这里写图片描述
  双向Hausdorff距离这里写图片描述 是单向Hausdorff距离 这里写图片描述这里写图片描述两者中的较大者,显然它度量了两个点集间的最大不匹配程度。
  这里写图片描述
  当A,B都是闭集的时候,Hausdorff距离满足度量的三个定理:

  (1)这里写图片描述 ,当且仅当A=B时, 这里写图片描述

  (2) 这里写图片描述

  (3) 这里写图片描述
  若凸集A,B满足 这里写图片描述这里写图片描述 ,并记 这里写图片描述这里写图片描述 分别为A,B边界的点集合,则A,B的Hausdorff距离等于这里写图片描述这里写图片描述 的Hausdorff距离。
  Hausdorff距离易受到突发噪声的影响。
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  当图像受到噪声污染或存在遮挡等情况时,原始的Haudorff距离容易造成误匹配。所以,在1933年,Huttenlocher提出了部分Hausdorff距离的概念。
  简单地说,包含q个点的集合B与集合A的部分Hausdorff距离就是选取B中的K(这里写图片描述这里写图片描述 )个点,然后求这K个点到A集合的最小距离并排序,则排序后的第K个值就是集合B到集合A的部分单向Hausdorff距离。定义公式如下:
          这里写图片描述
  相应地,部分双向Hausdorff距离定义为:
          这里写图片描述


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