Hausdorff 距离

Hausdorff 距离是描述两组点集之间相似程度的一种量度;

假设有两组集合:Hausdorff 距离Hausdorff 距离

则这两个点集之间的单向 Hausdorff 距离

Hausdorff 距离

Hausdorff 距离

其中,||a-b|| 表示 a 与 b 之间的欧氏距离,h(A,B) 也叫前向 Hausdorff 距离,h(B,A) 也叫后向 Hausdorff 距离;

h(A,B) 的理解:先在集合 B 中取距离集合 A 最近的点 Hausdorff 距离,然后计算集合 A 中的每个点 Hausdorff 距离 与 Hausdorff 距离 之间的距离,并将距离进行排序,然后取距离最大的值作为 h(A,B) 的值。(若 h(A,B)=d,表示 A 中所有点到 B 集合的距离不超过 d)

双向 Hausdorff 距离Hausdorff 距离

双向 Hausdorff 距离取单向 Hausdorff 距离中的最大值,度量了两个点集间的不相似程度(双向 Hausdorff 距离越小,匹配程度越高);


但是,在图像存在噪声污染或遮挡等情况时,上述的 Hausdorff 距离很容易造成误匹配,如下图:

Hausdorff 距离

B 集合中距离 A 集合最近的点 bj,A集合中距离 bj 最远的点是 a2,但是由于存在噪声,Hausdorff 距离并没有取 a2 与 bj 之间的距离,而是噪声与 bj 之间的距离,导致错误。

为了解决这一问题,Huttenlocher 提出了部分 Hausdorff 距离;

部分单向 Hausdorff 距离

Hausdorff 距离

Hausdorff 距离

其中,Hausdorff 距离 分别称为前向分数和后向分数,控制着前向距离和后向距离;th 表示排序。(当 Hausdorff 距离 时,该公式退化为原始的 Hausdorff 距离)

部分双向 Hausdorff 距离

Hausdorff 距离


Hausdorff 距离

在论文《基于Hausdorff距离的手势识别》中提出了一种修正的 Hausdorff 距离(Modified Hausdorff Distance,MHD)

Hausdorff 距离

其中,Hausdorff 距离 是 A 集合中点的个数;

在此论文中也证明了 MHD 对噪声不太敏感,可以避免由于部分噪声像素点的干扰带来的偏差;

并且,相比于用原始的 Hausdorff 距离对手势进行匹配识别,修正的 Hausdorff 距离具有明显的优越性;使用这种距离在测试集上的平均识别率达96.7%。