Matlab利用垂距法實現提取離散座標資料特徵點

function [newPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet)
% @author:slandarer
% newPntSet : 特徵點
% vertPnt   : 原始曲線垂足
[rows,cols]=size(pntSet);
if rows<4||cols<2,error('資料點過少或維度異常');end

innerPntSet=pntSet(2:end-1,:);             % 內部點
adjPnt1V=innerPntSet-pntSet(1:end-2,:);    % 當前點與前一點向量
adjPnt2V=pntSet(3:end,:)-pntSet(1:end-2,:);% 當前點的兩個相鄰點向量
adjPnt2V=adjPnt2V./vecnorm(adjPnt2V')';    % 歸一化

lVert=sum(adjPnt1V.*adjPnt2V,2);   
vertPnt=adjPnt2V.*lVert+pntSet(1:end-2,:); % 獲取垂足
vertL=vecnorm((innerPntSet-vertPnt)');     % 計算垂線距離
vertL(isinf(vertL)|isnan(vertL))=0;        % 修正/0的情況
innerPntSet(vertL<median(vertL),:)=[];     % 刪掉特徵性不強的點
newPntSet=[pntSet(1,:);innerPntSet;pntSet(end,:)];
end

% 隨機構造資料
X=linspace(0,25,10)';
Y=randi([0,10],[10,1]);
pntSet=[X,Y];
% 獲取特徵點
[nPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet);
% 座標區域修飾
hold on
ax=gca;
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
% 繪製原始資料曲線
plot(pntSet(:,1),pntSet(:,2),'Color',[0 0.4470 0.7410],'LineWidth',2,'Marker','*');
% 繪製新資料曲線
plot(nPntSet(:,1),nPntSet(:,2),'Color',[0.6350 0.0780 0.1840 .7],'LineWidth',2,'Marker','s');
legend('original-curve','feature-curve')

% 隨機構造資料
X=linspace(0,25,10)';
Y=randi([0,10],[10,1]);
pntSet=[X,Y];
% 獲取特徵點
[nPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet);
% 座標區域修飾
hold on
ax=gca;
ax.YLim=[0,10];
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.Color=[1,1,1];
ax.XColor=[1,1,1].*.3;
ax.YColor=[1,1,1].*.3;
ax.LineWidth=1.5;
ax.FontName='cambria';
% 繪製原始資料曲線
l1=plot(pntSet(:,1),pntSet(:,2),'Color',[0 0.4470 0.7410],'LineWidth',2,'Marker','*');
% 繪製輔助線及垂線
innerPntSet=pntSet(2:end-1,:);
l2=plot([innerPntSet(:,1),vertPnt(:,1)]',[innerPntSet(:,2),vertPnt(:,2)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.');
plot([pntSet(3:end,1),pntSet(1:end-2,1)]',[pntSet(3:end,2),pntSet(1:end-2,2)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.')
% 繪製新資料曲線
l3=plot(nPntSet(:,1),nPntSet(:,2),'Color',[0.6350 0.0780 0.1840 .7],'LineWidth',2,'Marker','s');
% 增添圖例
legend([l1,l2(1),l3],{'original-curve','auxiliary-line','feature-curve'});

% 隨機構造資料
X=linspace(0,25,10)';
Y=randi([0,10],[10,1]);
Z=randi([0,10],[10,1]);
pntSet=[X,Y,Z];
% 獲取特徵點
[nPntSet,vertPnt]=getFeaturePnt(pntSet);
% 座標區域修飾
hold on
grid on
ax=gca;
ax.YLim=[0,10];
ax.ZLim=[0,10];
ax.DataAspectRatio=[1,1,1];
ax.Color=[1,1,1];
ax.XColor=[1,1,1].*.3;
ax.YColor=[1,1,1].*.3;
ax.ZColor=[1,1,1].*.3;
ax.LineWidth=1.5;
ax.FontName='cambria';
% 繪製原始資料曲線
l1=plot3(pntSet(:,1),pntSet(:,2),pntSet(:,3),'Color',[0 0.4470 0.7410],'LineWidth',2,'Marker','*');
% 繪製輔助線
innerPntSet=pntSet(2:end-1,:);
l2=plot3([innerPntSet(:,1),vertPnt(:,1)]',[innerPntSet(:,2),vertPnt(:,2)]',...
    [innerPntSet(:,3),vertPnt(:,3)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.');
plot3([pntSet(3:end,1),pntSet(1:end-2,1)]',[pntSet(3:end,2),pntSet(1:end-2,2)]',...
    [pntSet(3:end,3),pntSet(1:end-2,3)]','Color',[.3,.3,.3],'LineWidth',1.2,'LineStyle','-.')
% 繪製新資料曲線
l3=plot3(nPntSet(:,1),nPntSet(:,2),nPntSet(:,3),'Color',[0.6350 0.0780 0.1840 .7],'LineWidth',2,'Marker','s');
% 增添圖例
legend([l1,l2(1),l3],{'original-curve','auxiliary-line','feature-curve'});
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