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这篇文章主要介绍了Matlab怎么利用垂距法实现提取离散坐标数据特征点的相关知识,内容详细易懂,操作简单快捷,具有一定借鉴价值,相信大家阅读完这篇Matlab怎么利用垂距法实现提取离散坐标数据特征点文章都会有所收获,下面我们一起来看看吧。
垂距法是指根据中间顶点到其前、后两相邻顶点连线的距离的大小,来确定是否保留该顶点的一种 线要素顶点压缩 算法。当求得的距离大于给定的限差(阈值)时,保留该顶点,否则删除该顶点(如下图所示)。
一般使用所有点到直线距离的 中位数 作为阈值。同时,本人所编写的工具函数不仅可以处理二维数据点,三维甚至更高维度的数据点依旧可以处理。
怕大家找不到工具函数,这里放在最前面啦:
function [newPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet) % @author:slandarer % newPntSet : 特征点 % vertPnt : 原始曲线垂足 [rows,cols]=size(pntSet); if rows<4||cols<2,error('数据点过少或维度异常');end innerPntSet=pntSet(2:end-1,:); % 内部点 adjPnt1V=innerPntSet-pntSet(1:end-2,:); % 当前点与前一点向量 adjPnt2V=pntSet(3:end,:)-pntSet(1:end-2,:);% 当前点的两个相邻点向量 adjPnt2V=adjPnt2V./vecnorm(adjPnt2V')'; % 归一化 lVert=sum(adjPnt1V.*adjPnt2V,2); vertPnt=adjPnt2V.*lVert+pntSet(1:end-2,:); % 获取垂足 vertL=vecnorm((innerPntSet-vertPnt)'); % 计算垂线距离 vertL(isinf(vertL)|isnan(vertL))=0; % 修正/0的情况 innerPntSet(vertL<median(vertL),:)=[]; % 删掉特征性不强的点 newPntSet=[pntSet(1,:);innerPntSet;pntSet(end,:)]; end
这里随机生成一组二维数据(两列),取出特征点后并绘图:
% 随机构造数据 X=linspace(0,25,10)'; Y=randi([0,10],[10,1]); pntSet=[X,Y]; % 获取特征点 [nPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet); % 坐标区域修饰 hold on ax=gca; ax.DataAspectRatio=[1,1,1]; % 绘制原始数据曲线 plot(pntSet(:,1),pntSet(:,2),'Color',[0 0.4470 0.7410],'LineWidth',2,'Marker','*'); % 绘制新数据曲线 plot(nPntSet(:,1),nPntSet(:,2),'Color',[0.6350 0.0780 0.1840 .7],'LineWidth',2,'Marker','s'); legend('original-curve','feature-curve')
就把辅助线也画上并各种加属性呗,需要注意的是,垂足并不一定在相邻两点的连线上,有时候是在其延长线上,但因为怕麻烦这里延长线就没有画:
% 随机构造数据 X=linspace(0,25,10)'; Y=randi([0,10],[10,1]); pntSet=[X,Y]; % 获取特征点 [nPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet); % 坐标区域修饰 hold on ax=gca; ax.YLim=[0,10]; ax.DataAspectRatio=[1,1,1]; ax.Color=[1,1,1]; ax.XColor=[1,1,1].*.3; ax.YColor=[1,1,1].*.3; ax.LineWidth=1.5; ax.FontName='cambria'; % 绘制原始数据曲线 l1=plot(pntSet(:,1),pntSet(:,2),'Color',[0 0.4470 0.7410],'LineWidth',2,'Marker','*'); % 绘制辅助线及垂线 innerPntSet=pntSet(2:end-1,:); l2=plot([innerPntSet(:,1),vertPnt(:,1)]',[innerPntSet(:,2),vertPnt(:,2)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.'); plot([pntSet(3:end,1),pntSet(1:end-2,1)]',[pntSet(3:end,2),pntSet(1:end-2,2)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.') % 绘制新数据曲线 l3=plot(nPntSet(:,1),nPntSet(:,2),'Color',[0.6350 0.0780 0.1840 .7],'LineWidth',2,'Marker','s'); % 增添图例 legend([l1,l2(1),l3],{'original-curve','auxiliary-line','feature-curve'});
也是几乎完全相同的使用方式,不过绘图用的plot3:
% 随机构造数据 X=linspace(0,25,10)'; Y=randi([0,10],[10,1]); Z=randi([0,10],[10,1]); pntSet=[X,Y,Z]; % 获取特征点 [nPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet); % 坐标区域修饰 hold on grid on ax=gca; ax.YLim=[0,10]; ax.ZLim=[0,10]; ax.DataAspectRatio=[1,1,1]; ax.Color=[1,1,1]; ax.XColor=[1,1,1].*.3; ax.YColor=[1,1,1].*.3; ax.ZColor=[1,1,1].*.3; ax.LineWidth=1.5; ax.FontName='cambria'; % 绘制原始数据曲线 l1=plot3(pntSet(:,1),pntSet(:,2),pntSet(:,3),'Color',[0 0.4470 0.7410],'LineWidth',2,'Marker','*'); % 绘制辅助线 innerPntSet=pntSet(2:end-1,:); l2=plot3([innerPntSet(:,1),vertPnt(:,1)]',[innerPntSet(:,2),vertPnt(:,2)]',... [innerPntSet(:,3),vertPnt(:,3)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.'); plot3([pntSet(3:end,1),pntSet(1:end-2,1)]',[pntSet(3:end,2),pntSet(1:end-2,2)]',... [pntSet(3:end,3),pntSet(1:end-2,3)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.') % 绘制新数据曲线 l3=plot3(nPntSet(:,1),nPntSet(:,2),nPntSet(:,3),'Color',[0.6350 0.0780 0.1840 .7],'LineWidth',2,'Marker','s'); % 增添图例 legend([l1,l2(1),l3],{'original-curve','auxiliary-line','feature-curve'}); view(3)
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