是什么划分出了这么多的相似性度量的方法

一、变换域:

DTW、ERP都是不设置阈值,直接计算其欧氏距离。

EDR、LCSS都是设置一个绝对阈值,满足阈值变成0或者1。

CATS:设置一个阈值,不满足阈值取0,满足阈值缩放到[0,1]区间中。

Frechet:不设置阈值,直接计算其欧氏距离。

Hausdorff:根据两条线段计算三种距离并加权取和。

二、处理不匹配点的方式

DTW、Frechet:重复使用某些点

ERP:不匹配的点会被用来和原点计算距离

EDR:不匹配的点会作为惩罚手段,为EDR最终取值+1

LCSS:不匹配的点会被忽略

CATS:不匹配的点会被忽略

Hausdorff:比较特殊,它不涉及这方面的处理。

三、求得最终结果的途径:

DTW、ERP、EDR、LCSS都是取和。其中DTW、LCSS根据轨迹点集长度,取了平均。EDR、ERP没有取平均。

CATS选取最好匹配点的距离(得分函数)取和,并取了平均。

Frechet是对所有的的最优匹配(重复使用某些点)取最大。

Hausdorff比较特殊,它只能计算出一个绝对的数,而且是两个线段之间的距离,因此不能作为完整的轨迹的相似度的衡量。

一、噪声(强度不大的)

DTW、ERP、CATS、Frechet受到影响,但是由于噪声一般都是正态分布的,其影响应该有限。

EDR、LCSS消除比较好(要设置合适的阈值)。对于空间上偏移不大的点,全部量化称0、1,消除了噪声。

噪声主要是通过变换域情况看出来的,对于不设置阈值或者设置阈值但是最终结果是连续的变换方式,会有影响。

二、离群点(强烈的噪声)

DTW、ERP、Frechet收到很强的影响。由于这三者都不设置阈值,会导致噪声点对最终的结果产生很大的影响。

EDR、LCSS、CATS:收到小幅度的影响,由于设置了阈值,会自动把离群点过滤掉或者进行特殊处理,因此对最终结果影响不大。

因此,空间上的偏移可以使用阈值检测的方式来加以限制。

三、采样率不一

DTW、LCSS、CATS:影响不大,因为取了平均。

EDR、ERP:不同长度的轨迹影响很大,因为没有取平均。

Frechet:有一定的影响:主要是由于采样率不一,导致某些距离边长引起的。(当采样点数越均匀、越多,影响越小,离散Frechet也越接近于连续的Frechet)

显然,采样率不一的影响大小取决于是否取均值。

四、时间偏移:

除了欧氏距离之外的所有的算法都声称自己支持local time shifting,但是实际上这个“支持”仅仅是能依据定义把计算持续下去。但是能否偏移的好的数据挑选出来,是一个大问题。比如下图:

黑色为真实路径,蓝色为预测路径A、红色为预测路径B。无法预测的原因是:每一个蓝点和两个黑点之间的距离要比红点到黑点之间的距离更大。尽管蓝点看起来更像是在黑点的轨迹上。

以上六种方法,没有一种能够把偏移了的正确的曲线识别出来。

造成这个情况的本质是,以上的方法计算的距离都是点和点之间的距离。而想要克服这种情况,有两种方式。

一、有足够精细的聚类,为每一个cluster都给出一个代表性的轨迹,且此轨迹采样点必须足够多(至少至少要比查询轨迹的间隔小两倍)。在这种情况下,EDR(必须修正取均值,以适应采样率不一的情况)、LCSS方法可以直接忽略掉时间的偏移,因为他们的变换域的变换结果是二值的(阈值必须小于参考模版时间间隔)。但这对聚类结果的要求变得很高,对计算能力的要求相应的也变得很高。

二、开发一种新的方法,使用线段之间的度量方法Hausdorff。但是又会受到采样率不一的影响,需要对Hausdorff方法再次进行改进。同时这种方法也需要一定程度上提高模版轨迹的理想程度,可以不如方法一高。

其他:平行距离重要吗?好像并不重要,因为它收到划分策略的影响啊。好像只有垂直距离和角距离比较重要。

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