流浪的明星 - codeabbey任务

时间:2015-04-12 11:26:09

标签: python algorithm vector puzzle

我试图解决这个问题,我不知道下一步该做什么。

Link to the problem
问题陈述:
假设已经完成了一些初步图像预处理,并且您在两张图片上有星形坐标形式的数据。这些图片大约是100x100毫米,坐标也是以毫米为单位给出的。请看下面的原理图说明: enter image description here 你可以看到,在两张照片中,星星都是以大致圆形的区域显示出来(想想它是我们望远镜的光圈),你可以发现它们代表了同一片天空 - 稍微旋转并稍微偏移。

您还可以看到其中一颗星星(标有红色箭头)相对于其他星星改变了位置。

你的任务是找出这样一个流浪的明星"因为它很可能是彗星或小行星。

请注意,一些靠近边缘的星星可能不会出现在其中一张照片上(由于移位) - 但是#34;流浪的星星"离中心不远,因此出现在两个图像上。

输入数据包含两个与两个图像对应的部分。 每个序列都以一个整数开始 - 列出的星数。 然后是恒星的坐标(X和Y)。

答案应分别在第一和第二部分给出两个流星的两个索引(从0开始)。

示例与上面的图片相同。第一节中带坐标(-18.2,11.1)的恒星#29与坐标为(-19.7,6.9)的第二节中的恒星#3相同。 示例输入数据:
94#section 1包含94颗星 -47.5 -10.4
19.1 25.9
18.9 -10.4
-2.1 -47.6
...
...
92#section 2包含92颗星 -14.8 10.9
18.8 -0.1
-11.3 5.7
-19.7 6.9
-11.5 -16.7
-45.4 -15.3
6.0 -46.9
-24.1 -26.3
30.2 27.4
...
......

我面临的问题
问题是矢量不匹配,甚至不具有相同的大小。因此,例如第一部分中的第一个矢量与第二部分中的第一个矢量不匹配,因此我无法基于此计算旋转矩阵。我也尝试根据每个部分的质心计算它,但是边缘上的某些点可能不存在,因此它们将具有不同的质心(我尝试仅包括长度为< 40的矢量,尺寸仍然是不匹配)。

所以我的问题是我应该以什么为基础计算?如何找到一些匹配的矢量,以便我可以计算它们的旋转矩阵?我需要朝着正确的方向努力。

我所做的是实现函数以找到两个给定向量之间的旋转矩阵。公式I使用:
transformed_vector = R * original_vector + t
其中R是旋转矩阵,并且由于矢量也沿着轴移动,所以I'也加上t
现在我需要的是两个基于我的计算的向量。

编辑:我应该提一下,我实际上给了两个矢量数组,每个图像一个,我实际上没有给出图像。我需要根据这些向量找到移动的恒星。

谢谢!

2 个答案:

答案 0 :(得分:2)

首先,为简单起见,我们最初假装没有流星,并且一张图像中的每颗星都在另一张图像中 - 也就是说,图像B是通过应用从图像A生成的只是一个(可能是零)移位和一个(可能是零)旋转。

签名

我认为解决这个问题的最佳方法是忘记"每个图像中每个星的位置,而是为每个星只记录签名:一些不会被移位(平移)或旋转改变的信息。然后你可以看看图像A中的每个签名,并尝试将其与图像B中的签名相匹配。如果我们以合理的方式制作签名,那么他们应该很好地区分星星,这样就不会有两颗星星在同一图像中获得相同或高度相似的签名。

对于给定的恒星,通过移位或旋转不会改变的是它与同一图像中任何其他星的距离。因此,您可以将所有其他n-1星的完整距离用作星星的签名(存储为无序集合,因为我们不知道"哪些星星是哪个" )。但是只使用这些子集可能就足够了(而且速度更快,最终更强大),在这种情况下,到最近邻居的距离可能是最有用的(除非你有重复的恒星模式出现) 。有多少用?我首先计算每颗恒星在同一图像中与其最近邻居的距离;如果在图像A中,所有这些距离都是足够的" (也就是说,差异低于你选择的某个任意阈值),同样在图像B中,你就完成了 - 也就是说,你已经计算过的签名已经足够好地区分了星星 - 否则就回去对于每个星形,将距其第二个最近邻居的距离插入其签名中,重复此直到"唯一性"签名得以实现。

比较签名

这提出了如何确定两个签名是否足够不同的问题"当签名包含多个距离时。现在您要比较两组数字而不是两个数字。一种方法是对每个签名中的距离进行排序,然后通过计算点之间距离的一些度量来比较它们,例如平方差的总和(例如,如果每个签名包含3个距离,则这将是(u [1] -v [1])^ 2 +(u [2] -v [2])^ 2 +(u [3] -v [3])^ 2对于两个星u和v,其中u [i]是距离在相同的图像中将其与其第i个最近邻居联系起来,同样也适用于v。)在您的示例数据集中,我猜想每颗星可能有3-4个距离就足够了。

强大而有效的签名比较

然而,一旦考虑了漫游和缺失的恒星,这将变得不是特别强大:假设图像A中的某个星星u具有漂移的星星v作为其最近邻居,并且在图像B中,v已经移开,因此它现在是你的第五个最近的邻居。然后,如果我们将图像A中的签名与图像B中的签名进行比较,我们将得到一个不正确的大距离,因为我们将盲目地"将uA [1]与uB [1]等进行比较,而不是将uA [2]与uB [1],uA [3]与uB [2]进行比较,以此类推(因为这些距离将是等于)。因此,比较两个签名的更好方法是通过获取每个签名的有序列表,并允许数字向"滑动直到它们适合"另一个中的数字。

令人高兴的是,这可以通过列表合并在线性时间内完成。给定两个排序的数字X和Y列表,我们执行通常的列表合并策略,从任一列表中选择最小元素,从那里删除并写出来,但我们还跟踪两个候选部分解决方案:Bm,得分最新的部分解决方案,其中最近的输出数字与较早的数字匹配,Bf,最佳部分解决方案的得分,其中它是免费的(尚未与任何东西匹配)。选择惩罚成本p以分配给与另一个列表中的任何数字不匹配的数字,并选择评分函数得分(a,b),当a = b和更高值时,指定值0,a和b越不同是(例如,得分(a,b)=(a-b)^ 2)。然后可以使用以下公式计算最佳得分sigDiff(X,Y):

  1. 设置Bm = Bf = 0.
  2. 如果X和Y都为空,则停止。最终得分是min(Bf + p,Bm)。
  3. 调用X x前面的元素和Y y前面的元素。设z为x和y中较小的一个,并将whichList设置为z来自的列表(X或Y)的ID。
  4. 从whichList命名的列表中删除第一个元素(z)。
  5. 如果whichList == prevWhichList(即前一个最小的数字,prev,也来自与z相同的列表),或者这是第一次迭代,则设置newBm = min(Bf + p,Bm)+ p
  6. 否则,可以将z与之前写出的数字相匹配,因此设置newBm = Bf + score(z,prev)。
  7. 设置Bf = min(Bf + p,Bm)。
  8. 设置Bm = newBm。
  9. 设置prev = z和prevWhichList = whichList。
  10. 转到2。
  11. 例如,假设我们有两个距离列表(即两个签名)X = [10,20,30,40]和Y = [11,18,41,50],罚分为20,并且得分()是上述平方差的总和。上述算法将"对齐"两个序列如下:

    X        10          20   30   40
    matches    \        /            \
    Y           11    18              41   50
    cost         1     4      20       1   20      Total cost: 46
    

    相比之下,"天真"平方和法将给出:

    X        10   20   30   40
    matches   |    |    |    |
    Y        11   18   41   50
    cost      1    4  121  100                     Total cost: 226
    

    匹配两个图像之间的签名

    我们已经构建了所有这些机器,以便我们可以通过匹配它们的签名来尝试匹配两个图像之间的星星。可以说"对"这样做的方法是解决图中的bipartite maximum weighted matching problem,其中一侧的顶点是图像A中星星的特征,另一侧的顶点是图像B中星星的特征,并且从一侧的每个顶点X到另一侧的每个顶点Y都有一个边缘,它具有权重-sigDiff(X,Y)(否定因为我们想要最小化总差异)。

    然而,解决这个问题可能需要一段时间,而且该算法也可能会发现一些不正确的"近似值"匹配以获得总体最低成本。我们宁愿专注于那些我们某些彼此对应的星星对。使用启发式可以更快地完成这一点,基于如下思想:如果对于图像A中的最接近的星(图像B中的sigDiff())为Y的星形X,则证明Y是最接近的星在图像A中也是X(即,如果X的最佳匹配的最佳匹配是X),那么我们可以确信X和Y真的相互匹配。可以快速找到这些自信匹配对,并使用least squares估算从图像A到图像B的仿射变换。

    忽略失踪的星星

    我们首先计算出图像B星的凸包。然后,使用从置信星对确定的变换,我们将图像A中的每个星变换为其在图像B中的估计对应位置,并取该变换图像的凸包。然后我们将这两个凸包相交:在这个交叉点内的任何一个图像中的每个星都是我们期望在两个图像中找到的星 。最后,我们扔掉这个相交的凸包外面的任何一个图像中的所有恒星,然后重新开始!

    再次运行所有内容后(可能没有必要重新运行所有内容,实际上),我们应该发现图像A中只有1颗星,图像B中有1颗星与其他图像中的所有其他恒星的相似性很差(通过sigDiff()测量,像往常一样)。这些"两个"明星当然是单身"徘徊"明星:)

答案 1 :(得分:1)

[edit2]完整reedit

已经找到了一些时间/情绪,使其更加健壮

  • xy0[],xy1[]成为输入明星列表
  • max_r成为附近的搜索区域treshld
  • max_err成为最大可接受的群集匹配错误

所以这是算法:

  1. 按x asc排序xy0 []
    • 这使搜索更快捷,更轻松
  2. xy0[]中找到星团
    • 遍历所有明星
    • 并与附近的星星交叉引用
    • 因为排序附近的星星也将接近当前的星级指数
    • 所以只需在阵列中的这颗星之前和之后搜索近距离区域
    • 直到x距离越过max_r
    • 将群集添加到cl0[]群集列表(如果找到)
    • (群集是2星级以上)
    • 添加新群集
    • 之前
    • 检查附近是否有集群
    • 并且如果太靠近另一个群集则合并
  3. 完全重新计算找到的群集
    • avg coordinate
    • 内所有明星之间的距离
    • 按距离asc
    • 对它们进行排序
  4. 做1.,2.,3。也适用于xy1[],cl1[]
  5. 查找群集之间的匹配项
    • 所以检查里面的距离列表是否相同
    • (记住abs误差的最低值)
    • 如果错误较大,则max_err拒绝此群集匹配
    • 这是强匹配已经在许多集群(大型max_r)上进行了测试,没有错过匹配此数据集
  6. 从已找到匹配项的cl0[]中的已找到群集中获取2个群集
  7. 同时选择匹配的群集
  8. 从这4点计算xy0[],xy1[]之间的转换
    • 我使用群集的avg坐标,它完全匹配
  9. 这是视觉效果:

    • output example
    • 左侧是xy0[]设置
    • 中间是xy1[]设置
    • 在右侧,蓝色较大的点为xy0[]
    • 和绿色较小的点被转换xy1[]
    • 数字是群集匹配的错误(-1表示未找到匹配项)

    <强> [注释]

    我使用自己的List<T>模板...

    • 它只是动态重新分配线性数组
    • List<int> x;int x[];
    • 相同
    • 其中x[i]是商品访问
    • x.num是数组中的项目数
    • x.add(5);x[x.num]=5; x.num++;
    • 相同

    从这一点开始,您可以检查xy0 and transformed xy1

    之间的匹配项
    • 所以标记匹配的星星以避免重复使用它们
    • 使用一些阈值,例如max_err
    • 从哪些星星留下
    • 找到两个彼此最接近的人
    • 这应该是流浪的明星......玩得开心
    • (您可以再次对转换后的xy1进行排序)
    • 不要忘记使用原始星形索引ix0[],ix1[]作为结果输出

    [edit3]其余的工作

    //---------------------------------------------------------------------------
    // answer: 29 3
    // input data:
    const int n0=94; double xy0[n0][2]=
        {
        -47.5,-10.4,19.1,25.9,18.9,-10.4,-2.1,-47.6,41.8,-12.1,-15.7,12.1,-11.0,-0.6,
        -15.6,-7.6,14.9,43.5,16.6,0.1,3.6,-33.5,-14.2,20.8,17.8,-29.8,-2.2,-12.8,
        44.6,19.7,17.9,-41.3,24.6,37.0,43.9,14.5,23.8,19.6,-4.2,-40.5,32.0,17.2,
        22.6,-26.9,9.9,-33.4,-13.6,6.6,48.5,-3.5,-9.9,-39.9,-28.2,20.7,7.1,15.5,
        -36.2,-29.9,-18.2,11.1,-1.2,-13.7,9.3,9.3,39.2,15.8,-5.2,-16.2,-34.9,5.0,
        -13.4,-31.8,24.7,-29.1,1.4,24.0,-24.4,18.0,11.9,-29.1,36.3,18.6,30.3,38.4,
        4.8,-20.5,-46.8,12.1,-44.2,-6.0,-1.4,-39.7,-1.0,-13.7,13.3,23.6,37.4,-7.0,
        -22.3,37.8,17.6,-3.3,35.0,-9.1,-44.5,13.1,-5.1,19.7,-12.1,1.7,-30.9,-1.9,
        -19.4,-15.0,10.8,31.9,19.7,3.1,29.9,-16.6,31.7,-26.8,38.1,30.2,3.5,25.1,
        -14.8,19.6,2.1,29.0,-9.6,-32.9,24.8,4.9,-2.2,-24.7,-4.3,-37.4,-3.0,37.4,
        -34.0,-21.2,-18.4,34.6,9.3,-45.2,-21.1,-10.3,-19.8,29.1,31.3,37.7,27.2,19.3,
        -1.6,-45.6,35.3,-23.5,-39.9,-19.8,-3.8,40.6,-15.7,12.5,-0.8,-16.3,-5.1,13.1,
        -13.8,-25.7,43.8,5.6,9.2,38.6,42.2,0.2,-10.0,-48.6,14.1,-6.5,34.6,-26.8,
        11.1,-6.7,-6.1,25.1,-38.3,8.1,
        };
    const int n1=92; double xy1[n1][2]=
        {
        -14.8,10.9,18.8,-0.1,-11.3,5.7,-19.7,6.9,-11.5,-16.7,-45.4,-15.3,6.0,-46.9,
        -24.1,-26.3,30.2,27.4,21.4,-27.2,12.1,-36.1,23.8,-38.7,41.5,5.3,-8.7,25.5,
        36.6,-5.9,43.7,-14.6,-9.7,-8.6,34.7,-19.3,-15.5,19.3,21.4,3.9,34.0,29.8,
        6.5,19.5,28.2,-21.7,13.4,-41.8,-25.9,-6.9,37.5,27.8,18.1,44.7,-43.0,-19.9,
        -15.7,18.0,2.4,-31.6,9.6,-37.6,15.4,-28.8,43.6,-11.2,4.6,-10.2,-8.8,38.2,
        8.7,-34.6,-4.7,14.1,-1.7,31.3,0.6,27.9,26.3,13.7,-1.2,26.3,32.1,-17.7,
        15.5,32.6,-14.4,-12.6,22.3,-22.5,7.0,48.5,-6.4,20.5,-42.9,4.2,-23.0,31.6,
        -24.6,14.0,-30.2,-26.5,-29.0,15.7,6.0,36.3,44.3,13.5,-27.6,33.7,13.4,-43.9,
        10.5,28.9,47.0,1.4,10.2,14.0,13.3,-15.9,-3.4,-25.6,-14.7,10.5,21.6,27.6,
        21.8,10.6,-37.8,-14.2,7.6,-21.8,-8.6,1.3,6.8,-13.3,40.9,-15.3,-10.3,41.1,
        6.0,-10.8,-1.5,-31.4,-35.6,1.0,2.5,-14.3,24.4,-2.6,-24.1,-35.3,-29.9,-34.7,
        15.9,-1.0,19.5,7.0,44.5,19.1,39.7,2.7,2.7,42.4,-23.0,25.9,25.0,28.2,31.2,-32.8,
        3.9,-38.4,-44.8,2.7,-39.9,-19.3,-7.0,-0.6,5.8,-10.9,-44.5,19.9,-31.5,-1.2,
        };
    //---------------------------------------------------------------------------
    struct _dist                        // distance structure
        {
        int ix;                         // star index
        double d;                       // distance to it
        _dist(){}; _dist(_dist& a){ *this=a; }; ~_dist(){}; _dist* operator = (const _dist *a) { *this=*a; return this; }; /*_dist* operator = (const _dist &a) { ...copy... return this; };*/
        };
    struct _cluster                     // star cluster structure
        {
        double x,y;                     // avg coordinate
        int iy;                         // ix of cluster match in the other set or -1
        double err;                     // error of cluster match
        List<int> ix;                   // star ix
        List<double> d;                 // distances of stars ix[] against each other
        _cluster(){}; _cluster(_cluster& a){ *this=a; }; ~_cluster(){}; _cluster* operator = (const _cluster *a) { *this=*a; return this; }; /*_cluster* operator = (const _cluster &a) { ...copy... return this; };*/
        };
    const double max_r=5.0;             // find cluster max radius
    const double max_err=0.2;           // match cluster max distance error treshold
    const double max_rr=max_r*max_r;
    const double max_errr=max_err*max_err;
    int wi0,wi1;                        // result wandering star ix ...
    int ix0[n0],ix1[n1];                // original star indexes
    List<_cluster> cl0,cl1;             // found clusters
    
    double txy1[n1][2];                 // transformed xy1[]
    //---------------------------------------------------------------------------
    double atanxy(double x,double y)
        {
        const double pi=M_PI;
        const double pi2=2.0*M_PI;
        int sx,sy;
        double a;
        const double _zero=1.0e-30;
        sx=0; if (x<-_zero) sx=-1; if (x>+_zero) sx=+1;
        sy=0; if (y<-_zero) sy=-1; if (y>+_zero) sy=+1;
        if ((sy==0)&&(sx==0)) return 0;
        if ((sx==0)&&(sy> 0)) return 0.5*pi;
        if ((sx==0)&&(sy< 0)) return 1.5*pi;
        if ((sy==0)&&(sx> 0)) return 0;
        if ((sy==0)&&(sx< 0)) return pi;
        a=y/x; if (a<0) a=-a;
        a=atan(a);
        if ((x>0)&&(y>0)) a=a;
        if ((x<0)&&(y>0)) a=pi-a;
        if ((x<0)&&(y<0)) a=pi+a;
        if ((x>0)&&(y<0)) a=pi2-a;
        return a;
        }
    //---------------------------------------------------------------------------
    void compute()
        {
        int i0,i1,e,f;
        double a,x,y;
        // original indexes (to keep track)
        for (e=0;e<n0;e++) ix0[e]=e;
        for (e=0;e<n1;e++) ix1[e]=e;
        // sort xy0[] by x asc
        for (e=1;e;) for (e=0,i0=0,i1=1;i1<n0;i0++,i1++)
         if (xy0[i0][0]>xy0[i1][0])
            {
            e=ix0[i0]   ; ix0[i0]   =ix0[i1]   ; ix0[i1]   =e; e=1;
            a=xy0[i0][0]; xy0[i0][0]=xy0[i1][0]; xy0[i1][0]=a;
            a=xy0[i0][1]; xy0[i0][1]=xy0[i1][1]; xy0[i1][1]=a;
            }
        // sort xy1[] by x asc
        for (e=1;e;) for (e=0,i0=0,i1=1;i1<n1;i0++,i1++)
         if (xy1[i0][0]>xy1[i1][0])
            {
            e=ix1[i0]   ; ix1[i0]   =ix1[i1]   ; ix1[i1]   =e; e=1;
            a=xy1[i0][0]; xy1[i0][0]=xy1[i1][0]; xy1[i1][0]=a;
            a=xy1[i0][1]; xy1[i0][1]=xy1[i1][1]; xy1[i1][1]=a;
            }
        _dist d;
        _cluster c,*pc,*pd;
        List<_dist> dist;
        // find star clusters in xy0[]
        for (cl0.num=0,i0=0;i0<n0;i0++)
            {
            for (dist.num=0,i1=i0+1;(i1<n0)&&(fabs(xy0[i0][0]-xy0[i1][0])<=max_r);i1++) // stars nearby
                {
                x=xy0[i0][0]-xy0[i1][0]; x*=x;
                y=xy0[i0][1]-xy0[i1][1]; y*=y; a=x+y;
                if (a<=max_rr) { d.ix=i1; d.d=a; dist.add(d); }
                }
            if (dist.num>=2)                                                            // add/compute cluster if found
                {
                c.ix.num=0; c.err=-1.0;
                c.ix.add(i0);   for (i1=0;i1<dist.num;i1++) c.ix.add(dist[i1].ix); c.iy=-1;
                c.x=xy0[i0][0]; for (i1=0;i1<dist.num;i1++) c.x+=xy0[dist[i1].ix][0]; c.x/=dist.num+1;
                c.y=xy0[i0][1]; for (i1=0;i1<dist.num;i1++) c.y+=xy0[dist[i1].ix][1]; c.y/=dist.num+1;
                for (e=1,i1=0;i1<cl0.num;i1++)
                    {
                    pc=&cl0[i1];
                    x=c.x-pc->x; x*=x;
                    y=c.y-pc->y; y*=y; a=x+y;
                    if (a<max_rr)   // merge if too close to another cluster
                        {
                        pc->x=0.5*(pc->x+c.x);
                        pc->y=0.5*(pc->y+c.y);
                        for (e=0;e<c.ix.num;e++)
                            {
                            for (f=0;f<pc->ix.num;f++)
                             if (pc->ix[f]==c.ix[e]) { f=-1; break; }
                            if (f>=0) pc->ix.add(c.ix[e]);
                            }
                        e=0; break;
                        }
                    }
                if (e) cl0.add(c);
                }
            }
        // full recompute clusters
        for (f=0,pc=&cl0[f];f<cl0.num;f++,pc++)
            {
            // avg coordinate
            pc->x=0.0;  for (i1=0;i1<pc->ix.num;i1++) pc->x+=xy0[pc->ix[i1]][0]; pc->x/=pc->ix.num;
            pc->y=0.0;  for (i1=0;i1<pc->ix.num;i1++) pc->y+=xy0[pc->ix[i1]][1]; pc->y/=pc->ix.num;
            // distances
            for (pc->d.num=0,i0=   0;i0<pc->ix.num;i0++)
            for (            i1=i0+1;i1<pc->ix.num;i1++)
                {
                x=xy0[pc->ix[i1]][0]-xy0[pc->ix[i0]][0]; x*=x;
                y=xy0[pc->ix[i1]][1]-xy0[pc->ix[i0]][1]; y*=y;
                pc->d.add(sqrt(x+y));
                }
            // sort by distance asc
            for (e=1;e;) for (e=0,i0=0,i1=1;i1<pc->d.num;i0++,i1++)
             if (pc->d[i0]>pc->d[i1])
                {
                a=pc->d[i0]; pc->d[i0]=pc->d[i1]; pc->d[i1]=a; e=1;
                }
            }
    
        // find star clusters in xy1[]
        for (cl1.num=0,i0=0;i0<n1;i0++)
            {
            for (dist.num=0,i1=i0+1;(i1<n1)&&(fabs(xy1[i0][0]-xy1[i1][0])<=max_r);i1++) // stars nearby
                {
                x=xy1[i0][0]-xy1[i1][0]; x*=x;
                y=xy1[i0][1]-xy1[i1][1]; y*=y; a=x+y;
                if (a<=max_rr) { d.ix=i1; d.d=a; dist.add(d); }
                }
            if (dist.num>=2)                                                            // add/compute cluster if found
                {
                c.ix.num=0; c.err=-1.0;
                c.ix.add(i0);   for (i1=0;i1<dist.num;i1++) c.ix.add(dist[i1].ix); c.iy=-1;
                c.x=xy1[i0][0]; for (i1=0;i1<dist.num;i1++) c.x+=xy1[dist[i1].ix][0]; c.x/=dist.num+1;
                c.y=xy1[i0][1]; for (i1=0;i1<dist.num;i1++) c.y+=xy1[dist[i1].ix][1]; c.y/=dist.num+1;
                for (e=1,i1=0;i1<cl1.num;i1++)
                    {
                    pc=&cl1[i1];
                    x=c.x-pc->x; x*=x;
                    y=c.y-pc->y; y*=y; a=x+y;
                    if (a<max_rr)   // merge if too close to another cluster
                        {
                        pc->x=0.5*(pc->x+c.x);
                        pc->y=0.5*(pc->y+c.y);
                        for (e=0;e<c.ix.num;e++)
                            {
                            for (f=0;f<pc->ix.num;f++)
                             if (pc->ix[f]==c.ix[e]) { f=-1; break; }
                            if (f>=0) pc->ix.add(c.ix[e]);
                            }
                        e=0; break;
                        }
                    }
                if (e) cl1.add(c);
                }
            }
        // full recompute clusters
        for (f=0,pc=&cl1[f];f<cl1.num;f++,pc++)
            {
            // avg coordinate
            pc->x=0.0;  for (i1=0;i1<pc->ix.num;i1++) pc->x+=xy1[pc->ix[i1]][0]; pc->x/=pc->ix.num;
            pc->y=0.0;  for (i1=0;i1<pc->ix.num;i1++) pc->y+=xy1[pc->ix[i1]][1]; pc->y/=pc->ix.num;
            // distances
            for (pc->d.num=0,i0=   0;i0<pc->ix.num;i0++)
            for (            i1=i0+1;i1<pc->ix.num;i1++)
                {
                x=xy1[pc->ix[i1]][0]-xy1[pc->ix[i0]][0]; x*=x;
                y=xy1[pc->ix[i1]][1]-xy1[pc->ix[i0]][1]; y*=y;
                pc->d.add(sqrt(x+y));
                }
            // sort by distance asc
            for (e=1;e;) for (e=0,i0=0,i1=1;i1<pc->d.num;i0++,i1++)
             if (pc->d[i0]>pc->d[i1])
                {
                a=pc->d[i0]; pc->d[i0]=pc->d[i1]; pc->d[i1]=a; e=1;
                }
            }
        // find matches
        for (i0=0,pc=&cl0[i0];i0<cl0.num;i0++,pc++) if  (pc->iy<0){ e=-1; x=0.0;
        for (i1=0,pd=&cl1[i1];i1<cl1.num;i1++,pd++) if (pc->d.num==pd->d.num)
                {
                for (y=0.0,f=0;f<pc->d.num;f++) y+=fabs(pc->d[f]-pd->d[f]);
                if ((e<0)||(x>y)) { e=i1; x=y; }
                }
            x/=pc->d.num;
            if ((e>=0)&&(x<max_err))
                {
                if (cl1[e].iy>=0) cl0[cl1[e].iy].iy=-1;
                pc->iy =e; cl1[e].iy=i0;
                pc->err=x; cl1[e].err=x;
                }
            }
        // compute transform
        double tx0,tx1,ty0,ty1,tc,ts;
        tx0=0.0; tx1=0.0; ty0=0.0; ty1=0.0; tc=1.0; ts=0.0; i0=-1; i1=-1;
        for (e=0,f=0,pc=&cl0[e];e<cl0.num;e++,pc++) if (pc->iy>=0)  // find 2 clusters with match
            {
            if (f==0)   i0=e;
            if (f==1) { i1=e; break; }
            f++;
            }
        if (i1>=0)
            {
            pc=&cl0[i0];        // translation and offset from xy0 set
            pd=&cl0[i1];
            tx1=pc->x;
            ty1=pc->y;
            a =atanxy(pd->x-pc->x,pd->y-pc->y);
            pc=&cl1[pc->iy];    // translation and offset from xy1 set
            pd=&cl1[pd->iy];
            tx0=pc->x;
            ty0=pc->y;
            a-=atanxy(pd->x-pc->x,pd->y-pc->y);
            tc=cos(a);
            ts=sin(a);
            }
        // transform xy1 -> txy1 (in xy0 coordinate system)
        for (i1=0;i1<n1;i1++)
            {
            x=xy1[i1][0]-tx0;
            y=xy1[i1][1]-ty0;
            txy1[i1][0]=x*tc-y*ts+tx1;
            txy1[i1][1]=x*ts+y*tc+ty1;
            }
        // sort txy1[] by x asc (after transfrm)
        for (e=1;e;) for (e=0,i0=0,i1=1;i1<n1;i0++,i1++)
         if (txy1[i0][0]>txy1[i1][0])
            {
            e= ix1[i0]   ;  ix1[i0]   = ix1[i1]   ;  ix1[i1]   =e; e=1;
            a=txy1[i0][0]; txy1[i0][0]=txy1[i1][0]; txy1[i1][0]=a;
            a=txy1[i0][1]; txy1[i0][1]=txy1[i1][1]; txy1[i1][1]=a;
            }
        // find match between xy0,txy1 (this can be speeded up by exploiting sorted order)
        int ix01[n0],ix10[n1];
        for (i0=0;i0<n0;i0++) ix01[i0]=-1;
        for (i1=0;i1<n1;i1++) ix10[i1]=-1;
        for (i0=0;i0<n0;i0++){ a=-1.0;
        for (i1=0;i1<n1;i1++)
            {
            x=xy0[i0][0]-txy1[i1][0]; x*=x;
            y=xy0[i0][1]-txy1[i1][1]; y*=y; x+=y;
            if (x<max_errr)
             if ((a<0.0)||(a>x)) { a=x; ix01[i0]=i1; ix10[i1]=i0; }
            }}
        // find the closest stars from unmatched stars
        a=-1.0; wi0=-1; wi1=-1;
        for (i0=0;i0<n0;i0++) if (ix01[i0]<0)
        for (i1=0;i1<n1;i1++) if (ix10[i1]<0)
            {
            x=xy0[i0][0]-txy1[i1][0]; x*=x;
            y=xy0[i0][1]-txy1[i1][1]; y*=y; x+=y;
            if ((wi0<0)||(a>x)) { a=x; wi0=i0; wi1=i1; }
            }
        }
    //---------------------------------------------------------------------------
    void draw()
        {
        bmp->Canvas->Font->Charset=OEM_CHARSET;
        bmp->Canvas->Font->Name="System";
        bmp->Canvas->Font->Pitch=fpFixed;
        bmp->Canvas->Font->Color=0x00FFFF00;
        bmp->Canvas->Brush->Color=0x00000000;
        bmp->Canvas->FillRect(TRect(0,0,xs,ys));
        _cluster *pc;
        int i,x0,y0,x1,y1,x2,y2,xx,yy,r,_r=4;
        double x,y,m;
        x0=xs/6; x1=3*x0; x2=5*x0;
        y0=ys/2; y1=  y0; y2=  y0;
        x=x0/60.0; y=y0/60.0; if (x<y) m=x; else m=y;
        // clusters match
        bmp->Canvas->Pen  ->Color=clAqua;
        bmp->Canvas->Brush->Color=0x00303030;
        for (i=0,pc=&cl0[i];i<cl0.num;i++,pc++)
         if (pc->iy>=0)
            {
            x=pc->x*m; xx=x0+x;
            y=pc->y*m; yy=y0-y;
            bmp->Canvas->MoveTo(xx,yy);
            x=cl1[pc->iy].x*m; xx=x1+x;
            y=cl1[pc->iy].y*m; yy=y1-y;
            bmp->Canvas->LineTo(xx,yy);
            }
        // clusters area
        for (i=0,pc=&cl0[i];i<cl0.num;i++,pc++)
            {
            x=pc->x*m; xx=x0+x;
            y=pc->y*m; yy=y0-y;
            r=pc->d[pc->d.num-1]*m*0.5+_r;
            bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
            bmp->Canvas->TextOutA(xx+r,yy+r,AnsiString().sprintf("%.3lf",pc->err));
            }
        for (i=0,pc=&cl1[i];i<cl1.num;i++,pc++)
            {
            x=pc->x*m; xx=x1+x;
            y=pc->y*m; yy=y1-y;
            r=pc->d[pc->d.num-1]*m*0.5+_r;
            bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
            bmp->Canvas->TextOutA(xx+r,yy+r,AnsiString().sprintf("%.3lf",pc->err));
            }
        // stars
        r=_r;
        bmp->Canvas->Pen  ->Color=clAqua;
        bmp->Canvas->Brush->Color=clBlue;
        for (i=0;i<n0;i++)
            {
            x=xy0[i][0]*m; xx=x0+x;
            y=xy0[i][1]*m; yy=y0-y;
            bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
            }
        for (i=0;i<n1;i++)
            {
            x=xy1[i][0]*m; xx=x1+x;
            y=xy1[i][1]*m; yy=y1-y;
            bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
            }
        // merged sets
        r=_r;
        bmp->Canvas->Pen  ->Color=clBlue;
        bmp->Canvas->Brush->Color=clBlue;
        for (i=0;i<n0;i++)
            {
            x=xy0[i][0]*m; xx=x2+x;
            y=xy0[i][1]*m; yy=y2-y;
            bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
            }
        r=_r-2;
        bmp->Canvas->Pen  ->Color=clGreen;
        bmp->Canvas->Brush->Color=clGreen;
        for (i=0;i<n1;i++)
            {
            x=txy1[i][0]*m; xx=x2+x;
            y=txy1[i][1]*m; yy=y2-y;
            bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
            }
        // wandering star
        r=_r+5;
        bmp->Canvas->Pen  ->Color=0x00FF8000;
        bmp->Canvas->Font ->Color=0x00FF8000;
        bmp->Canvas->Brush->Style=bsClear;
        x=xy0[wi0][0]*m; xx=x2+x;
        y=xy0[wi0][1]*m; yy=y2-y;
        bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
        bmp->Canvas->TextOutA(xx+r,yy+r,ix0[wi0]);
    
        bmp->Canvas->Pen  ->Color=0x0040FF40;
        bmp->Canvas->Font ->Color=0x0040FF40;
        x=txy1[wi1][0]*m; xx=x2+x;
        y=txy1[wi1][1]*m; yy=y2-y;
        bmp->Canvas->Ellipse(xx-r,yy-r,xx+r,yy+r);
        bmp->Canvas->TextOutA(xx+r,yy+r,ix1[wi1]);
        bmp->Canvas->Brush->Style=bsSolid;
    
        Form1->Canvas->Draw(0,0,bmp);
        }
    //---------------------------------------------------------------------------
    

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