A New Hybrid Evolutionary Programming Technique Using Sub-populations with Different Evolutionary Behaviors and Its Application to Camera Calibration

서로 다른 진화 특성을 가지는 부집단들을 사용한 새로운 하이브리드 진화 프로그래밍 기법과 카메라 보정 응용

A new hybrid technique using several sub-populations having completely different evolutionary behaviors is proposed to increase the possibility to quickly find the global optimum of continuous optimization problem. It has three sub-populations. Two NPOSA algorithms showing good performance in the problem having a rugged fitness function are applied to two sub-populations and a self-adaptive evolutionary algorithm to the other sub-population. Sub-populations evolve in different manners and the interaction among these sub-populations lead to the global optimum quickly. The efficiency of this technique is verified through benchmark test functions. Finally, the algorithm with three sub-populations has been applied to seek for the optimal camera calibration parameters. After an error function has been defined using measured feature points of a calibration block, it has been shown that the algorithm searches for the camera parameters that minimize the error function.

실수형 최적화 문제의 전역 최적해를 빠르고 정확하게 찾을 가능성을 높이기 위해, 서로 다른 진화특성을 가지는 여러 부집단들을 사용한 새로운 하이브리드 기법이 제안된다. 제안된 알고리듬은 세 개의 부집단을 사용하는데, 복잡한 적합도 함수를 가지는 문제에서 좋은 성능을 보이는 NPOSA 알고리듬이 두개의 부집단에 적용되고, 진화 방향과 크기가 조절되는 자기 적응 진화 알고리듬이 나머지 하나의 부집단에 적용되었다. 각 부집단들은 서로 다른 방법으로 진화하며 부집단들간의 상호교류를 통해 전역 최적해로 빠르게 도달하게 한다. 이 기법의 효율성은 몇 개의 표준 테스트 문제들을 사용하여 검증하였다. 마지막으로, 제안한 알고리듬이 실제 문제에 적용 가능함을 보이기 위해 카메라 파라메터의 최적값을 찾는 문제에 적용하였다. 보정 블럭에서 측정된 특징점들을 사용하여 오차 함수를 정의한 후, 하이브리드 방법이 그 오차 함수를 최소화하는 카메라 파라메터의 값을 찾을 수 있음을 보였다.