用于2d路径比较的Java库

Question

我有一条2d线（它可以是曲线，带有环等），以及多条相似的路径。我想比较第一条路径与其余路径，并确定哪条路径最相似（如果可能，以百分比表示）。

我在考虑将路径转换为位图，然后使用库来比较位图，但这似乎有些过分。就我而言，我只有一条不间断的路径，由点组成，没有不同的颜色或任何东西。

任何人都可以帮助我吗？

编辑：

所以第一行是黑色的。我比较所有其他线条。我想要一个库或算法可以说：红线准确度为90％（因为它的形状几乎相同，并且接近黑色）;蓝线准确度为5％ - 此百分比由此示例组成...... - 因为它具有相似的形状，但它更小并且不接近黑色路径。

所以相似性的标准是：

• 线条彼此之间的距离
• 他们有什么形状
• 他们有多大

（颜色无关紧要）

我知道找不到考虑所有这一切的图书馆是不可能的。但最重要的比较应该是：它们的形状和大小是否相同？我可以自己计算的距离。

Answer 1

我可以想到两种方法来表达两条线N之间的相似性（定义为点p0，p1 ... pr之间的直线段） M（q0，q1，... qs之间的直线段）。我假设p0和q0总是比p0和qs更接近。

1）区域

使用N和M之间所包含区域的总和，其中N和M随着区域变大而更加不同。 要使N和M形成闭合形状，您应该将p0和q0以及pr和qs与直线段连接起来。 为了能够计算封闭区域的表面，在N和M的分段之间的交叉处引入新点，以便获得一个或多个没有孔或自交叉的简单多边形。这样一个多边形的区域相对简单易于计算（在网上搜索“多边形区域计算”），对这些区域求和，你就可以测量（dis）相似度。

2）采样

取一个位于N上的预定数量（比方说1000）的采样点O（相对于整条线均匀分布，或均匀间隔） 在N）的每个线段上。对于O中的每个采样点o，我们将计算到M上最接近的对应点的距离：结果是这些距离的总和。 接下来，反转角色：从M获取采样点并计算N上每个最接近的对应点，并将它们的距离相加。 这两者中的哪一个产生最小的总和（它们可能不相同！）是（dis）相似性的度量。
注意：要找到M上最近的对应点，找到M中每个直线段的最近点（简单代数，谷歌“点与直线段之间的最短距离”） 。使用距离o最小的段的结果。

<强>比较

方法1需要几个几何图元（点，线段，多边形）和对它们的操作（例如计算交点和多边形区域）， 为了实施。这是更多的工作，但产生更强大的结果，并且更容易针对由许多线段组成的线进行优化。

方法2需要选择“正确”数量的样本点，如果线条具有交替的部分而细节很少，则可能很难 和具有大量细节的部分（即许多线段紧密相连），其实现很可能很快（非常）缓慢 具有大量采样点（每个采样点与每个线段匹配的是二次运算）。 从好的方面来说，它不需要很多几何操作，而且相对容易实现。