Opencv中的直方图(5)计算EMD间隔的函数EMD()的使用

• 操作系统：ubuntu22.04
  
• OpenCV版本：OpenCV4.9
  
• IDE:Visual Studio Code
  
• 编程语言：C++11
  

算法形貌

计算两个加权点配置之间的“最小工作量”间隔。
该函数计算地球搬运工间隔（Earth Mover’s Distance）和/或两个加权点配置之间间隔的下界。其中一个应用如文献 225和 226中所述，是在图像检索中举行多维直方图比力。EMD 是一个运输问题，使用某种修改的单纯形算法来求解，因此最坏情况下的复杂度是指数级的，不外均匀而言它要快得多。在真实度量的情况下，下界甚至可以用线性时间算法更快地计算出来，而且它可以用来大抵确定两个签名是否足够远，以至于它们不大概关联到同一个对象。
函数原型

2. float cv::EMD
3. (
4.         InputArray         signature1,
5.         InputArray         signature2,       
6.         int         distType,
7.         InputArray         cost = noArray(),
8.         float *         lowerBound = 0,
9.         OutputArray         flow = noArray()
10. )               

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参数

• 参数signature1 第一个签名，一个巨细为 size1 × dims + 1 的浮点矩阵。每一行存储点的权重后跟点的坐标。假如使用用户定义的成本矩阵，则允许该矩阵只有一列（仅权重）。权重必须是非负的，而且至少有一个非零值
  
• 参数signature2 第二个签名，格式与 signature1 类似，只管行数大概不同。总权重可以不同。在这种情况下，会在 signature1 或 signature2 中添加一个额外的“假造”点。权重必须是非负的，而且至少有一个非零值。
  
• 参数distType 使用的度量。见 DistanceTypes
  
• 参数cost 用户定义的巨细为 size1 × size2 的成本矩阵。另外，假如使用成本矩阵，则无法计算下界 lowerBound，因为它必要一个度量函数。
  
• 参数lowerBound 可选的输入/输出参数：两个签名之间的间隔的下界，即质心之间的间隔。假如使用用户定义的成本矩阵，点配置的总权重不相等，或者签名只包含权重（签名矩阵只有一列），则下界大概不会被计算。你必须初始化 lowerBound。假如计算得到的质心之间的间隔大于或即是 lowerBound（这意味着签名之间的间隔足够远），则函数不管帐算 EMD。无论如何，返回时 lowerBound 都会被设置为计算得到的质心之间的间隔。因此，假如你想同时计算质心之间的间隔和 EMD，则应将 lowerBound 设置为 0。
  
• 参数flow 结果巨细为 size1 × size2 的流矩阵：flow[i,j] 是从 signature1 的第 i 个点到 signature2 的第 j 个点的流。
  

代码示例

1. #include <iostream>
2. #include <opencv2/opencv.hpp>
4. int main()
5. {
6.     // 创建两个加权点配置
7.     cv::Mat signature1 = ( cv::Mat_< float >( 3, 2 ) << 100, 23, 12,13, 13, 11 );  // 权重和坐标
8.     cv::Mat signature2 = ( cv::Mat_< float >( 3, 2 ) << 3, 12, 12, 1, 21, 3 );  // 权重和坐标
10.     // 初始化参数
11.     int distType = cv::DIST_L2;  // 使用 L2 距离
12.     cv::Mat flow;                // 流矩阵
13.     float lowerBound = 0;        // 下界
15.     // 计算 EMD
16.     float distance = cv::EMD( signature1, signature2, distType, cv::Mat(), &lowerBound, flow );
18.     std::cout << "The EMD distance between the two signatures is: " << distance << std::endl;
19.     std::cout << "The lower bound of the EMD distance is: " << lowerBound << std::endl;
20.     std::cout << "The flow matrix is: " << std::endl << flow << std::endl;
22.     return 0;
23. }

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运行结果

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