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RANSAC의 이해와 영상처리 활용

RANSAC의 이해와 영상처리 활용

영상처리 2013. 5. 3. 20:28

영상처리나 컴퓨터 비전을 하면서 RANSAC을 모르면 간첩일 정도로 RANSAC은 너무나 유명한, 그리고 널리 사용되는 방법이다.

RANSAC이 유명한 만큼 이미 인터넷에 관련된 글들이 꽤 있다. 그럼에도 또 이렇게 RANSAC에 대한 글을 쓰는 건 무언가 다른 플러스 알파(?)가 있기 때문일 것이다. 그 플러스 알파가 무엇인지는 이어지는 글을 살펴보도록 하자 ^^

RANSAC 자체는 특정 분야에 국한되지 않는 일반적인 방법론이다. 하지만 본 블로그가 주로 영상처리에 관련된 주제를 다루기 때문에 영상처리 관점에서 이야기를 풀어가고자 한다.

1. RANSAC의 필요성

2. RANSAC의 이해

3. Inlier와 Outlier

4. RANSAC 알고리즘

5. RANSAC의 활용예

6. RANSAC 알고리즘의 파라미터

7. RANSAC과 robust 파라미터 추정

8. RANSAC에 대한 생각

1. RANSAC의 필요성

RANSAC의 개념을 설명하기 전에 RANSAC이 왜 필요한지 살펴보겠다. 아래 왼쪽 그림과 같이 관측된 데이터들이 있다고 하자. 이 데이터들을 최소자승법을 이용하여 포물선으로 근사(fitting)시키면 오른쪽 그림과 같은 결과가 나온다. 참고로, 최소자승법이란 모델(여기서는 포물선)과의 ∑residual2을 최소화하도록 모델 파라미터를 정하는 방법을 말한다. 최소자승법에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하기 바란다.

그런데, 실제 관측 데이터가 위와 같이 깨끗하게 나오는 경우는 현실 세계에서는 별로 없다. 측정오차나 노이즈(noise) 등으로 인해 아래 왼쪽 그림 같은 경우가 일반적일 것이다. 이때도 최소자승법을 적용하면 오른쪽 그림과 같이 훌륭한 결과를 얻을 수 있다.