ransac算法详解.doc

给定两个点p1与p2的坐标,确定这两点所构成的直线,要求对于输入的任意点p3,都可以判断它是否在该直线上。初中解析几何知识告诉我们,判断一个点在直线上,只需其与直线上任意两点点斜率都相同即可。实际操作当中,往往会先根据已知的两点算出直线的表达式(点斜式、截距式等等),然后通过向量计算即可方便地判断p3是否在该直线上。生产实践中的数据往往会有一定的偏差。例如我们知道两个变量X与Y之间呈线性关系,Y=aX+b,我们想确定参数a与b的具体值。通过实验,可以得到一组X与Y的测试值。虽然理论上两个未知数的方程只需要两组值即可确认,但由于系统误差的原因,任意取两点算出的a与b的值都不尽相同。我们希望的是,最后计算得出的理论模型与测试值的误差最小。大学的高等数学课程中,详细阐述了最小二乘法的思想。通过计算最小均方差关于参数a、b的偏导数为零时的值。事实上,在很多情况下,最小二乘法都是线性回归的代名词。遗憾的是,最小二乘法只适合与误差较小的情况。试想一下这种情况,假使需要从一个噪音较大的数据集中提取模型(比方说只有20%的数据时符合模型的)时,最小二乘法就显得力不从心了。例如下图,肉眼可以很轻易地看出一条直线(模式),但算法却找错了。RANSAC算法的输入是一组观测数据(往往含有较大的噪声或无效点),一个用于解释观测数据的参数化模型以及一些可信的参数。RANSAC通过反复选择数据中的一组随机子集来达成目标。被选取的子集被假设为局内点,并用下述方法进行验证:?有一个模型适应于假设的局内点,即所有的未知参数都能从假设的局内点计算得出。?用1中得到的模型去测试所有的其它数据,如果某个点适用于估计的模型,认为它也是局内点。?如果有足够多的点被归类为假设的局内点,那么估计的模型就足够合理。?然后,用所有假设的局内点去重新估计模型(譬如使用最小二乘法),因为它仅仅被初始的假设局内点估计过。?最后,通过估计局内点与模型的错误率来评估模型。?上述过程被重复执行固定的次数,每次产生的模型要么因为局内点太少而被舍弃,要么因为比现有的模型更好而被选用。整个过程可参考下图:关于算法的源代码,ZivYaniv曾经写一个不错的C++版本,我在关键处增补了注释:C代码温馨推荐您可前往百度文库小程序享受更优阅读体验不去了立即体验RANSAC寻找匹配的代码如下: