Levenberg-Marquardt算法在图像拼接中的应用.pdf

2012(第五届)全国网络与信息安全学术会议优秀论文 Telecom market Levenberg—Marquardt算法在图像拼接中的应用 胡娟 1 李焕春 1周亦鹏 2 (1一匕京政法职业学院 信息技术系，北京 100024； 2．北京工商大学 计算机学院，北京 100037；) 摘 要：在 自动图像拼接中，图像模型参数的求取和优化是一个最小二乘问题 本文提出基 于 Levenberg．Marquardt算法的图像拼接参数求解算法，通过建立适当的图像相机参数模 型，并将图像模型参数的优化问题转化为图像之问映射误差的最小二乘问题，解决了图像 配准参数的求取问题。通过利用求得的图像参数把图像映射到球面上，使用图像渐进混合 和双线性插值绘制球面，并对球面进行展开，最终生成平面拼接图像。 关键词：Levenberg．Marquardt，图像拼接，图像参数模型，最小二乘问题 TheApplicationofLevenberg-M arquardt Algorithm IntheImageStitching JuanHu HuanchunLiYipengZhou (1Departmentofinformationandtechnology，BeijingCollegeofPoliticsandLaw，Beijing，China，100024 2Computerschool，Beijingtechnologyandbusinessuniversity，Beijing，China，100037) Abstract：Inautomaticimagestitching，thesolvingoftheimagemodelparametersandoptimizat ion isaleastsquaresproblem．Thispaperpresentsthesolution algorithm basedon Levenberg— M arquardtalgorithm forimagestitchingparameters．Through theestablishmentofappropriatei magecameraparametermodel，theimagemodelparameteroptimizationproblem becomesalea stsquaresproblem forthemappingerrorbetweentheimagesandtosolvetheproblem ofthei mageregistrationparameters．W ith theimagesmapped tothespherethrough theuseoftheim ageparametersobtained，theprogressivemixingoftheimageandbilineardifferenceto draw th esphericalsurface，thefinalplanemosaicimageisgenerated． Keywords：Levenberg—M arquardt，imagestitching，imageparametermodel，leastsquaresprobl em 引 言 图像的自动拼接技术在现在有着越来越广泛的应用 。在 图像特 检测技术 趋成熟的 情 下，图像拼接参数的建模和优化求取提出了更高的稳定性和更快速度等要求。实质上 图像参数优化的问题nJ以‘通过适当转化为仆线性最小■乘问题。在计算数学L}』，Levenberg ． MarquardtB，2．151算法 (LMA)提供 了在一组参数的值域上求解函数 (一般为1卜线性函数) 最小化问题的数值化解决方法。此类最小化问题绎常 现在最小二乘 曲线拟合和非线 ·规划 问题中。因此 ，可以利用 LMA对图像模型参数进行求取和优化。 1Levenberg-Marquardt算法简介 LMA算法可以看作足Gauss．Newton[3，13]算法 (GNA)和梯度下降4【】算法的结合 。LMA 的鲁棒性优于GNA，它能够存初始参数值趴离最终最小值非常远的情况下求得解；但另 ‘ 办面，在处理l好的目标评估函数和初始参数已经与最终解比较接近