光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2013年
9期
2405-2420
,共16页
周志勇%薛维琴%郑健%蒯多杰%张涛%胡粟
週誌勇%薛維琴%鄭健%蒯多傑%張濤%鬍粟
주지용%설유금%정건%괴다걸%장도%호속
T分布混合模型%特征点配准%非刚性配准%期望最大化算法
T分佈混閤模型%特徵點配準%非剛性配準%期望最大化算法
T분포혼합모형%특정점배준%비강성배준%기망최대화산법
T-distribution Mixture Model(TMM)%feature point registration%non-rigid registration%Expectation Maximazation(EM) algorithm
考虑高斯混合模型(TMM)的点集非刚性配准算法易受异常点和重尾点的影响,提出了基于t分布混合模型的运动一致性非刚性配准算法.通过期望最大化(EM)框架的完整数据定义将高斯混合模型推广为t分布混合模型,使用EM算法最小化参数的条件期望获得非刚性配准参数的闭合解.在EM算法中计算浮动点集各个点的先验权重,减小异常点和重尾点对配准结果的影响；计算浮动点集各个点的自由度,自适应地改变每个点的概率密度分布模型,提高算法的鲁棒性,并避免了异常点水平估计误差对配准结果的影响.在t分布混合模型的条件期望函数中加入点集位移的正则项,使邻近点具有运动一致性(CPD).仿真数据表明,当噪声水平很高时,TMM-CPD仍可以精确配准点集,且误差仅为对比算法的1/10.真实图像的近似椭圆状分布、管状分布和三维点云状分布的点集配准结果表明,TMM-CPD的配准误差仅为对比算法的42.0％、80.1％和77.5％.实验表明,TMM-CPD配准含有重尾点和异常点的点集,具有精度高、鲁棒性好和受重尾点与异常点干扰小等优点.
攷慮高斯混閤模型(TMM)的點集非剛性配準算法易受異常點和重尾點的影響,提齣瞭基于t分佈混閤模型的運動一緻性非剛性配準算法.通過期望最大化(EM)框架的完整數據定義將高斯混閤模型推廣為t分佈混閤模型,使用EM算法最小化參數的條件期望穫得非剛性配準參數的閉閤解.在EM算法中計算浮動點集各箇點的先驗權重,減小異常點和重尾點對配準結果的影響；計算浮動點集各箇點的自由度,自適應地改變每箇點的概率密度分佈模型,提高算法的魯棒性,併避免瞭異常點水平估計誤差對配準結果的影響.在t分佈混閤模型的條件期望函數中加入點集位移的正則項,使鄰近點具有運動一緻性(CPD).倣真數據錶明,噹譟聲水平很高時,TMM-CPD仍可以精確配準點集,且誤差僅為對比算法的1/10.真實圖像的近似橢圓狀分佈、管狀分佈和三維點雲狀分佈的點集配準結果錶明,TMM-CPD的配準誤差僅為對比算法的42.0％、80.1％和77.5％.實驗錶明,TMM-CPD配準含有重尾點和異常點的點集,具有精度高、魯棒性好和受重尾點與異常點榦擾小等優點.
고필고사혼합모형(TMM)적점집비강성배준산법역수이상점화중미점적영향,제출료기우t분포혼합모형적운동일치성비강성배준산법.통과기망최대화(EM)광가적완정수거정의장고사혼합모형추엄위t분포혼합모형,사용EM산법최소화삼수적조건기망획득비강성배준삼수적폐합해.재EM산법중계산부동점집각개점적선험권중,감소이상점화중미점대배준결과적영향；계산부동점집각개점적자유도,자괄응지개변매개점적개솔밀도분포모형,제고산법적로봉성,병피면료이상점수평고계오차대배준결과적영향.재t분포혼합모형적조건기망함수중가입점집위이적정칙항,사린근점구유운동일치성(CPD).방진수거표명,당조성수평흔고시,TMM-CPD잉가이정학배준점집,차오차부위대비산법적1/10.진실도상적근사타원상분포、관상분포화삼유점운상분포적점집배준결과표명,TMM-CPD적배준오차부위대비산법적42.0％、80.1％화77.5％.실험표명,TMM-CPD배준함유중미점화이상점적점집,구유정도고、로봉성호화수중미점여이상점간우소등우점.
