Frechet

面臨的問題

Frechet算法簡介

一個人在遛狗,他們走在各自的道路上香府。他們可能有著不同的速度允趟,但是都不能往回走恼策。最終的目的,就是求滿足要求的繩子的最小長度潮剪。

Frechet距離是衡量兩個軌跡之間相似度的方法涣楷,它考慮到了位置和時間上的順序。通常它要比原始的Hausdorff距離表現(xiàn)的好抗碰。

該方法原先用于連續(xù)曲線的匹配狮斗,在連續(xù)曲線匹配的領(lǐng)域,通常Frechet的表現(xiàn)要比Hausdorff好弧蝇。

A為主人行走軌跡碳褒,B為狗的運動軌跡折砸,在此情況下可知Fréchet距離為0.25時刻或者0.75時刻人和狗之間的距離

顯然連續(xù)算法不適用于離散的時空軌跡沙峻,因此該算法需要離散化睦授。

離散Frechet距離

離散Fréchet距離是連續(xù)Fréchet距離的近似,當曲線所選取的離散點足夠多時離散Fréchet距離近似等于連續(xù)Fréchet距離摔寨。

圖3中

(a)部分是在兩條曲線離散軌跡點較少的情況去枷,可知此時得到的離散Fréchet距離為a2和b2之間的歐拉距離

(b)部分則表示兩條曲線的離散軌跡點較多的情況是复,而此時的離散Fréchet距離為a2和b之間的歐拉距離删顶。

兩種情況下的連續(xù)Fréchet距離都為a2和O之間的歐式距離,故隨著曲線的離散軌跡點的數(shù)量的增加而離散Fréchet距離將逐漸接近于連續(xù)Fréchet距離佑笋。但是相應(yīng)的也會增加計算復(fù)雜度翼闹。

Frechet會試圖去匹配所有的點(算法中的min是在做匹配),允許重復(fù)蒋纬,因此對于采樣率和軌跡長度沒有要求猎荠。之后對于所有的匹配長度排序,找一個最大的長度蜀备。作為最終的結(jié)果关摇。

其實本質(zhì)上和DTW是一個思想——重復(fù)使用某些點,來適應(yīng)local time shifting碾阁。只是DTW把距離都加起來输虱,而Frechet選取一個最大的匹配的距離。

算法:

Frechet優(yōu)缺點

Frechet和Hausdorff方法一樣脂凶,都是模式識別領(lǐng)域借鑒而來的算法宪睹。其提出時間比較早,實際效果不會很好蚕钦。

與DTW相比亭病,他們匹配的基本思想是一樣的——重復(fù)使用某些點。但是在代表點的選人痪印(或者計算)上是不同的罪帖。DTW把距離都加起來,而Frechet選取一個最大的匹配的距離邮屁。顯然Frechet對噪聲也非常敏感整袁。

但是假如做了噪聲匹配會怎么樣呢?

其實結(jié)果也不是最好佑吝,因為最終它還是去了一個極值——所有匹配值中的最大值坐昙。顯然這樣取舍會導(dǎo)致丟失很多的重要信息,甚至可能把不重要的信息選作一個代表值芋忿。

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