Interpolation bias for the inverse compositional Gauss–Newton algorithm in digital image correlation

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作者
Yong Su,Qingchuan Zhang,Xiaoyu Xu,Zeren Gao,Shangquan Wu
出处
期刊:Optics and Lasers in Engineering [Elsevier BV]
卷期号:100: 267-278 被引量:33
标识
DOI:10.1016/j.optlaseng.2017.09.013
摘要

It is believed that the classic forward additive Newton–Raphson (FA-NR) algorithm and the recently introduced inverse compositional Gauss–Newton (IC-GN) algorithm give rise to roughly equal interpolation bias. Questioning the correctness of this statement, this paper presents a thorough analysis of interpolation bias for the IC-GN algorithm. A theoretical model is built to analytically characterize the dependence of interpolation bias upon speckle image, target image interpolation, and reference image gradient estimation. The interpolation biases of the FA-NR algorithm and the IC-GN algorithm can be significantly different, whose relative difference can exceed 80%. For the IC-GN algorithm, the gradient estimator can strongly affect the interpolation bias; the relative difference can reach 178%. Since the mean bias errors are insensitive to image noise, the theoretical model proposed remains valid in the presence of noise. To provide more implementation details, source codes are uploaded as a supplement.
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