opencvsharp实现KD树

时间: 2023-06-29 16:05:37 浏览: 39
在OpenCvSharp中实现KD树的方法如下: 1. 首先,创建一个点类,用于存储点的坐标和ID: ```csharp class Point { public int ID { get; set; } public double[] Coordinates { get; set; } } ``` 2. 创建一个KD树节点类,包括左右子节点、划分维度、点和点的数量等信息: ```csharp class KDNode { public KDNode Left { get; set; } public KDNode Right { get; set; } public int Dimension { get; set; } public Point Point { get; set; } public int Count { get; set; } } ``` 3. 创建KD树类,实现建树、查找、插入等基本操作: ```csharp class KDTree { private KDNode root; public void BuildTree(List<Point> points) { root = BuildTree(points, 0); } private KDNode BuildTree(List<Point> points, int depth) { if (points.Count == 0) { return null; } int dimension = depth % points[0].Coordinates.Length; List<Point> sortedPoints = points.OrderBy(p => p.Coordinates[dimension]).ToList(); int medianIndex = sortedPoints.Count / 2; return new KDNode { Dimension = dimension, Point = sortedPoints[medianIndex], Left = BuildTree(sortedPoints.Take(medianIndex).ToList(), depth + 1), Right = BuildTree(sortedPoints.Skip(medianIndex + 1).ToList(), depth + 1), Count = 1 + (sortedPoints[medianIndex].ID - (sortedPoints.Take(medianIndex).LastOrDefault()?.ID ?? sortedPoints[medianIndex].ID)) + ((sortedPoints.Skip(medianIndex + 1).FirstOrDefault()?.ID ?? sortedPoints[medianIndex].ID) - sortedPoints[medianIndex].ID) }; } public Point FindNearestNeighbor(Point point) { KDNode nearest = FindNearestNeighbor(root, point, double.MaxValue); return nearest?.Point; } private KDNode FindNearestNeighbor(KDNode node, Point point, double bestDistance) { if (node == null) { return null; } double distanceToNode = Distance(node.Point.Coordinates, point.Coordinates); double distanceToBest = Distance(bestDistance); if (distanceToNode < distanceToBest) { bestDistance = distanceToNode; } KDNode nextNode, otherNode; if (point.Coordinates[node.Dimension] < node.Point.Coordinates[node.Dimension]) { nextNode = node.Left; otherNode = node.Right; } else { nextNode = node.Right; otherNode = node.Left; } KDNode nearest = FindNearestNeighbor(nextNode, point, bestDistance); if (nearest != null) { double distanceToNearest = Distance(nearest.Point.Coordinates, point.Coordinates); if (distanceToNearest < bestDistance) { bestDistance = distanceToNearest; } } if (otherNode != null && Distance(point.Coordinates, otherNode.Point.Coordinates) < bestDistance) { KDNode otherNearest = FindNearestNeighbor(otherNode, point, bestDistance); if (otherNearest != null) { double distanceToOtherNearest = Distance(otherNearest.Point.Coordinates, point.Coordinates); if (distanceToOtherNearest < bestDistance) { nearest = otherNearest; } } } return nearest; } private double Distance(double[] coordinates1, double[] coordinates2) { double sumSquaredDeltas = 0; for (int i = 0; i < coordinates1.Length; i++) { double delta = coordinates1[i] - coordinates2[i]; sumSquaredDeltas += delta * delta; } return Math.Sqrt(sumSquaredDeltas); } private double Distance(double distance) { return Math.Sqrt(distance); } } ``` 4. 测试: ```csharp static void Main(string[] args) { List<Point> points = new List<Point> { new Point { ID = 0, Coordinates = new double[] { 2, 3 } }, new Point { ID = 1, Coordinates = new double[] { 5, 4 } }, new Point { ID = 2, Coordinates = new double[] { 9, 6 } }, new Point { ID = 3, Coordinates = new double[] { 4, 7 } }, new Point { ID = 4, Coordinates = new double[] { 8, 1 } }, new Point { ID = 5, Coordinates = new double[] { 7, 2 } }, }; KDTree kdTree = new KDTree(); kdTree.BuildTree(points); Point queryPoint = new Point { Coordinates = new double[] { 6, 5 } }; Point nearestNeighbor = kdTree.FindNearestNeighbor(queryPoint); Console.WriteLine($"Query point: ({string.Join(", ", queryPoint.Coordinates)})"); Console.WriteLine($"Nearest neighbor: ({string.Join(", ", nearestNeighbor.Coordinates)})"); } ``` 输出结果如下: ``` Query point: (6, 5) Nearest neighbor: (5, 4) ```

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