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Algorithmes et structures de données Discussion :

Algo de recherche dans un cube de couleur


Sujet :

Algorithmes et structures de données

  1. #1
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    Par défaut Algo de recherche dans un cube de couleur
    Bonjour à tous,

    Je voudrais savoir si il existe des algo optimisés pour la recherche dans un espace discret 3D.

    Mon problème c'est de partir d'un point (coordonnées 3D) dans un cube de couleur, et je veut trouver la nuance parmi les présentes la plus proche de mon point de départ. (toutes les nuances n'existent pas dans le cube comme vous l'aurez compris)

    J'ai essayé *un peu* avec une recherche récursive sur toutes les directions, mais pour qu'elle soit efficace, il faut intégrer des contraintes (pas aller dans la direction du point de départ dans les sous appel dû à la récusivité, par exemple), et comme je manque de méthode je m'y perd facilement.

    Quelqu'un peut m'aider ou me pointer vers la bonne méthode ?

    Merci

  2. #2
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    Par défaut
    A l'heure ou j'ecris, + de 40 visites, mais pas de réponses :/

    est ce que ca veut dire que personne n'a d'idée ou bien que la question est trop bete ou encore le sujet trop spécifique ... ou bien ?

    En tout cas, je reste à l'écoute ;-)

    Clarification : quand je dis algo optimisé, je parle pas d'un truc ecris en asm, je cherche juste un truc mieux que 3 for imbriqués avec un calcul de distance à chaque point..

    A+

  3. #3
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    Par défaut
    bon, j'ai pas pris baucoup de temps à réflaichir sur le problème mais deux algo me vient à l'esprit:
    • 1- une recherche sequenciel avec utilisation d'une liste tabou
      2- un algorithme sequenciel en considerant la recherche sur une surface soit d'une boule ou d'un cube (la deuxième etant meilleur)

    Explication des deux Algo
    1- Recherche sequenciel avec utilisation d'une liste tabou:
    On commence par la definition de la definition des classes suivantes (déclaré avec un pseudo langage, que je vien d'inventer pour l'occasion)
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    type
    // definition d'un point dans un espace 3D discret
    T3DPoint=Classe
      T3DPoint(unX, unY, unZ); // un constructeur de point 3D
      X:Int
      Y:Int
      Z:Int
    fin; 
     
    // definition d'une collection de points
    T3DPoints=Classe
      // Interface pour indexer les elements de la collection
      fonction Count:Int; // le nombre de points dans la collection
      fonction GetPoint(Index:Integer):T3DPoint;
      function IndexOf(Point:T3DPoint):bool;
      // un interface pour visiter la collection
      procédure First; // aller au debut de la liste
      fonction CurrentPoint:T3DPoint; // le point courant
      procedure Next; // aller au point suivant
      fonction EndOfCollection:bool; // indique si on a atteint la fin de la liste
      // Interface pour manipuler le contenu de la collection
      fonction Add(Point:T3DPoint):int;
      fonction Remove(Point:T3DPoint):int;
      procedure Clear;
      procedure fusion(Points:T3DPoints); // pour integrer les elements de Points 
    fin;
    les classes de base etant declarée je passe à l'explication de l'algo.
    on dispose de deux collections
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
    CurrentPath, Tabou :T3DPoints
    CurrentPath contient la liste des points à vister et Tabou contient l liste des points déja visités. on aurra aussi besoint d'une fonction donnant le voisinage d'un point; c'est à dire les 26 points entourant le point;
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    fonction NeighborOf(point:T3DPoint):T3DPoints;
    debut
        // créer une CollectionResultat contenant les 26 points voisins
    fin
    on commence à partir d'un point donné, si la nuance à été trouvé c'est bon (return point) sinon on prend la liste des points voisins et on l'ajoute à la collection CurrentPath, et le point visté est ajoute à la collection Tabou (Tabou joue le rôle d'une liste noire, les points qu'elle contient sont interdits de visite).
    l'algo de recherche etant
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    les variablesglobales
      CurrentPath, Tabou de type T3DPoints
    ...
    fonction FindNearest(Point:T3DPoint):T3DPoint
    les variables locales
      CurrentP de type T3DPoint
      Sortie, Trouve de type bool 
      ...
    debut
      CurrentPath.Clear;
      CurrentPath.Add(Point)
      CurrentPath.First;
     
      Tanque (non Sortie) faire
        CurrentP = CurrentPath.CurrentPoint
        CurrentPath.Remove(CurrentP)
        si Tabou.IndexOf(CurrentP) != -1 alors // si le point n'est pas interdit de visite
          // on teste si le point en cours correspond à la nuance recherché
          si GoodNuance(CurrentP) then
            Trouve = vrai
          sinon
            Trouve = Faux
            CurrentPath.Fusion(NeighborOf(CurrentP))
          Fsi 
        FSI
        Sortie = (CurrentPath.Count==0) ou (Trouve == vrai)
      Ftanque
      si Trouve alors
        return CurrentP
      sinon
        return null
      fsi
    fin
    2- Recherche sur les surfaces de cubes englobants:
    l'algo consiste à démarrer d'un point et de grossir le champ de recherche, j'usqu'à trouver le point; le champ de recherche n'est autre qu'une surface de cube de rayon R.
    On utilise les deux classes T3DPoint, T3DPoints déclarées précédemment et une nouvelle fonction qui donne les points de la surface du cube de rayon R, centré sur un point P
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    fonction PointsOfCube(Point:T3DPoint; Rayon:int):T3DPoints
    les variables
      i,j,k de type int
      CubResultat de Type T3DPoints
    DEBUT
      POUR i allant de Point.X-Rayon jusqu'à Point.X+Rayon FAIRE
        POUR j allant de Point.Y-Rayon jusqu'à Point.Y+Rayon FAIRE
          POUR k allant de Point.Z-Rayon jusqu'à Point.Z+Rayon FAIRE
            CubResultat.Add(new T3DPoint(i,j,k)) // ajouter le point
          FPOUR
        FPOUR
      FPOUR
    FIN
    a chaque fois on crée un champs de recherche un peu plus grand et qui entour l'ancien champ de recherche.
    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    fonction FindNearest2(Point:T3DPoint):T3DPoint
    les variables locales
      CurrentPath de type T3DPoints // on a plus besoin de la liste Tabou 
      CurrentP de type T3DPoint
      Sortie, Trouve de type bool 
      Ray de type int
      ...
    debut
      trouve
      Ray = 0  
      Tanque (non Sortie) faire
        CurrentPath := PointsOfCube(Point, Ray)
        CurrentPath.First;
        Tanque ((non trouve) et (non CurrentPath.EndOfCollection)) faire
          CurrentP=CurrentPath.CurrentPoint
          si CurrentP est la bonne nuance alors
            trouve = vrai
          sinon
            trouve = faux
            CurrentPath.Next
          fsi
        FTanque
        Sortie := trouve ou (un teste pour eviter une explosion de memoire)
        Ray++ 
      FTanque
      SI Trouve ALORS
        return CurrentP
      SINON
        return null
      FSI
    fin
    ce deuxieme algo est plus efficace que le premier, mais si cela ne te suffis pas (j'en suis sure) alors cherche du coté des heuristiques, les algos de type A* (ou Branch and Bound en RO) se prêtent bien a ce genre de prob

    ===============================================
    excuse moi pour ce pseudo code, c'est un melange d'algo de pascal et de C++. pour A* t'as le vieux google. et bonne prog

  4. #4
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    Par défaut Ouaw
    Merci pour la réponse ''rapide" :-) je suis épaté par toutes ces informations

    Pour les algos de recherche opérationnelle, je les ai vu en cours, mais je pensais que ce serai "se servir d'une bombe pour enculer une mouche" ;-) comme disais mon psychopate de prof de logique.

    Je vais étudier attentivement la deuxième solution, que je ne connais pas, et je vous tiens au courant.

    Merci encore

  5. #5
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    Par défaut
    Pour avoir un algo efficace, il serait intéressant d'étudier comment sont réparties les nuances "valides" dans le cube 3D et comment elles sont données en entrées.
    Si elles sont a priori aléatoires et données sous une forme de liste (ou de tableau), il serait intéressant d'échantillonner cette liste sous-forme de sous-listes qui contiendrait les points contenus dans un sous-cube du cube initial. Par exemple, le cube [2,4,6] contient la liste des points (x,y,z) qui satisfont 20<=x<30, 40<=y<50, 60<=z<70.
    Ainsi, pour trouver le point le plus proche d'un point donné, il suffit de calculer dans quel sous-cube se trouve le point et de chercher le voisin le plus proche dans ce sous-cube et les sous-cubes voisins.

    Il est aussi possible de structurer l'information de départ (les nuances disponibles) sous la forme d'un diagramme de Voronoï en 3D (mais c'est sans doute beaucoup de travail au vu du besoin).

  6. #6
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    Par défaut
    J'ai une proposition, sur laquelle je n'ai pas trop trop réfléchi, mais qui peut peut être donner des résultats, avec une bonne implémentation ...

    Le principe serait de diviser ton cube en boîtes de plus en plus petites.

    En gros, tu fais le tri des valeurs de couleur dans le cube, rangées par ordre d'une composante croissante (mettons le rouge). Tu coupes le cube en 2, pour avoir 50% des valeurs d'un côté, 50% de l'autre.

    Rebelote, sur les deux parallèlepipèdes résultants, tu tries sur une composante (mettons le vert), tu coupes chacun des deux (la position de la frontière sera différente pour chacun) en deux parts présentant autant d'échantillons.

    Et encore (sur le bleu ?), et encore (rouge, puis vert, puis bleu ...).

    Tu arrêtes quand tu en as marre ... ou bien quand on ne peut plus séparer en deux parts égales ( 1 seul échantillon ).

    Tu définis ainsi une sorte d'arbre binaire. Quand tu veux localiser une couleur, tu inspecte ses composantes et tu descends dans le noeud suivant, selon qu'elles sont au dessus ou au dessous du seuil de séparation de 50% des échantillons, et tu réitère la comparaison.

    Voila ... ça vaut ce que ça vaut ...

    Je le testerai peut-être quand j'aurai un peu de temps

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