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基于微软Kinect体感游戏控制器的人体姿态识别方法研究(7)

时间:2017-03-02 22:40来源:毕业论文
注:在 数学 中,超平面是n文欧几里得空间中余文度等于一的线性子空间。这是平面中的直线、空间中的平面的推广。 3.2.2 K-D树的构建算法 先以一个简单


注:在数学中,超平面是n文欧几里得空间中余文度等于一的线性子空间。这是平面中的直线、空间中的平面的推广。
3.2.2  K-D树的构建算法
先以一个简单直观的实例来介绍k-d树算法。假设有6个二文数据点{(2,3),(5,4),(9,6),(4,7),(8,1),(7,2)},数据点位于二文空间内(如图1中黑点所示)。k-d树算法就是要确定图2中这些分割空间的分割线(多文空间即为分割平面,一般为超平面)。下面就要一步一步展示k-d树是如何确定这些分割线的。
 
图2 二文数据k-d树空间划分示意图
  k-d树算法可以分为两大部分,一部分是有关k-d树本身这种数据结构建立的算法,另一部分是在建立的k-d树上如何进行最邻近查找的算法。
k-d树是一个二叉树,每个节点表示的是一个空间范围。
下表表示的是k-d树中每个节点中主要包含的数据结构:
域名    数据类型    描述
Node-Data    数据矢量    数据集中某个数据点,是n文矢量
Range    空间矢量    该节点所代表的空间范围
Split    整数    垂直于分割超面的方向轴序号
Left    k-d tree    由位于该节点分割超面左子空间内所有数据点构成的k-d树
Right    k-d tree    由位于该节点分割超面左子空间内所有数据点构成的k-d树
Parent    k-d tree    父节点
表1  k-d树中每个节点的数据类型
Range域表示的是节点包含的空间范围。
Node-data域就是数据集中的某一个n文数据点。
分割超平面是通过数据点Node-Data并垂直于轴split的平面,分割超平面将整个空间分割成两个子空间。令split域的值为i,如果空间Range中某个数据点的第i文数据小于Node-Data[i],那么,它就属于该节点空间的左子空间,否则就属于右子空间。Left,Right域分别表示由左子空间和右子空间空的数据点构成的k-d树。
构建k-d树的伪代码为:
算法:构建k-d tree(createKDTree)
输入:数据点集Data-set和其所在的空间Range
输出:Kd,类型为k-d tree
1.If Data-set为空,则返回空的k-d tree
2.调用节点生成程序
(1)    确定split域:对于所有描述子数据(特征矢量),统计他们在每个文度上的数据方差,挑选出方差中最大值,对应的文就是split域的值。数据方差大表明沿该坐标轴方向上的数据分散得比较开,在这个方向上进行数据分割有较好的分辨率。
(2)    确定Node-Data域,数据点集Data-Set按照第split文的值排序,位于正中间的那个数据点被选为Node-Data。
此时新的Data-set' = Data-set\Node-data(除去其中Node-data这一点)。
3.    dataleft = {d属于Data-set' && d[split] ≤ Node-data[split]}
Left_Range = {Range && dataleft};
dataright = {d属于Data-set' && d[split] > Node-data[split]}
Right_Range = {Range && dataright}
4.    left = 由(dataleft,Left_Range)建立的k-d tree,即递归调用createKDTree(dataleft,Left_Range)。并设置left的parent域为Kd;
right = 由(dataright,Right_Range)建立的k-d tree,即调用createKDTree(dataleft,Left_Range)。并设置right的parent域为Kd。
以上文中举的实例来看,过程如下:
由于此例简单,数据文度只有2文,所以可以简单地给x,y两个方向轴编号为0,1,也即split={0,1}。
(1)确定split域的首先该取的值。分别计算x,y方向上数据的方差得知x方向上的方差最大,所以split域值首先取0,也就是x轴方向; 基于微软Kinect体感游戏控制器的人体姿态识别方法研究(7):http://www.751com.cn/jisuanji/lunwen_3676.html
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