MATLAB快速EMD计算工具包：高效实现地球移动距离算法

资 源 简 介

本MATLAB工具包实现了多种快速EMD（地球移动距离）计算方法，针对大规模数据优化计算效率。支持一维/多维直方图与点云数据，集成预处理加速、近似算法及并行计算模块，提升性能并降低计算成本。

详 情 说 明

基于快速近似算法的EMD计算工具包

项目介绍

本项目实现并对比多种快速EMD（Earth Mover‘s Distance，推土机距离）计算方法，针对大规模数据优化计算效率。通过集成预处理加速、近似算法和并行计算模块，支持一维/多维直方图及点云数据的距离计算，适用于图像检索、数据匹配等需要高效相似性度量的应用场景。

功能特性

• 多算法支持：基于Sinkhorn-Knopp迭代的熵正则化近似算法，多尺度分层优化策略（Multi-scale EMD）
• 高性能计算：GPU并行计算与SIMD指令集优化，显著提升大规模数据处理速度
• 灵活输入：支持MATLAB矩阵（N×D维）、直方图向量、点云坐标集等多种数据格式
• 参数可配置：支持自定义距离矩阵（ground metric）、正则化系数、精度阈值等参数
• 丰富输出：提供EMD距离标量值、批量距离矩阵、计算时间统计、收敛曲线及传输方案可视化

使用方法

1. 数据准备：准备非负权重值的直方图或点云数据，可包含坐标信息或概率分布
2. 参数设置：根据需要设置距离矩阵、正则化系数和计算精度等可选参数
3. 执行计算：调用主函数进行单次或批量EMD计算
4. 结果获取：获取距离数值结果，并可选择生成算法收敛曲线和传输路径可视化图形

系统要求

• MATLAB R2018a或更高版本
• 支持CUDA的GPU设备（如需GPU加速功能）
• 至少4GB内存（推荐8GB以上用于大规模数据处理）

文件说明

主程序文件实现了项目的核心功能，包括数据加载与验证、算法参数配置、多种EMD计算方法的选择与执行、计算结果输出与可视化。它整合了熵正则化近似计算、多尺度分层优化以及并行计算加速模块，为用户提供统一的调用接口，支持单次距离计算和批量处理模式，并可生成算法性能分析报告。