카메라 렌즈 설계에서 직교화 방법에 관한 연구

A study on convergence and stabilization of SVD damped least squares method in the triplet camera lens-system design

Triplet 카메라 렌즈계(f'=50mm, f/3.5)를 통하여 고유값의 중간값은 최적의 감쇠 계수임과, 정규 방정식을 풀 때 SVD 직교화 방법을 적용하면 불량 조건을 제거하여 계산의 정확도를 높일 수 있어서 merit 함수는 최소값에 안정하면서도 빠르게 수렴할 수 있다는 것을 조사하였다. 양호 조건인 triplet 카메라 렌즈계에서 SVD 직교화 방법을 적용한 DLS 법에서 얻은 최소 merit 함수는 가우스 소거법에서 얻은 최소 merit 함수의 97.86%로서 크게 개선되지는 못하였다. 따라서 SVD 직교화 방법을 적용한 DLS 법이 가우스 소거법을 적용한 DLS 법보다 감쇠 계수 적용에 대한 안정성과 수렴속도가 좋으며, 최적화 방법에 적절한 감쇠 계수를 적용시켜주면 최적화 과정의 수렴 속도가 개선됨을 알 수 있었다.

We studied the method which would determine the appropriate additive damping factor for the damped least sequres(DLS) optimization. We calculated eigenvalues of the product of the Jacobian matrix of error function by using the singular value decomposition(SVD) method. While suitable damping factor was appiled to the additive DLS by using SVD and Gaussian elimination method, the convergence and stability of the optimization process were examined in a triplet-type camera lens-system where the condition number is well conditioned. We compared the convergence and stability of merit function when median, maximum and minimum of eigenvalues were used as a damping factor in the optimization process. When damping factor is median of eigenvalue, the convergence and stability of merit function are more excellent than in the case of two other eigenvalues. Thus, we adopt the median of eigenvalues as an appropriate damping factor. Next, by using SVD and Gaussian elimination method, we compound the convergence and stability of optimization process for triplet-type camera lens-system design. In these two method; triplet-type camera lens-system in which condition number is well conditioned, has little improvement with the combination of DLS and SVD.