Question

我有两张我试图共同注册的图片 - 也就是说，一张可能是图片中心的一个球，另一张是靠近边缘的同一个球，我正试图找到麻木像素我必须移动第二个图像，以便球将在同一个地方。（我实际上正在使用3D MRI脑部扫描，但原理是一样的。）

我写了一个函数，可以将球向左，向右，向上或向下移动一定数量的像素，以及另一个比较中心球图像与平移球的相关性的函数 - 边缘图像。当两个球在同一个地方时，相关函数将返回0，而对于其他位置则返回大于0的数字。

我正在尝试使用fminsearch（documentation）来找到相关函数最小值的最佳平移（即，球在同一位置），如下所示：

global reference_im unknown_im;

starting_trans = [0 0 0];
trans_vector = fminsearch(@correlate_images,starting_trans)

correlate_images.m：

function r = correlate_images(translate)
global reference_im unknown_im;

new_im = move_image(unknown_im,translate(1),translate(2),translate(3));

% This bit is unimportant to the question
% but you can see how I calculate my correlation
r = 1 - corr(reshape(new_im,[],1),reshape(reference_im,[],1));

有两个问题，首先fminsearch坚持将翻译向量的浮点值传递给correlate_images函数。有没有办法告诉它只需要整数？（我会节省大量的cpu周期！）

其次，当我运行此程序时，生成的trans_vector始终与starting_trans相同 - 我认为这是因为没有找到最小值，但还有另一个原因，它只是显然不起作用吗？

非常感谢！

修改

我发现我认为输出trans_vector始终与starting_trans相同的原因。 fminsearch查看起始值，然后从那里看每个方向的小增量，这个小增量总是小于1，这意味着相关的结果将是完美匹配（作为{{1}将返回与输入图像相同的子像素移动）。我将继续努力说服matlab只对整数值进行fmin搜索！

Answer 1

首先，我要说Matlab可能不是解决这个问题的最佳工具。我会查看Elastix，这是ITK中注册函数的一个非常用户友好的包装器。您可以获得各种注册技术，两个程序的手册都可以很好地解释图像注册的具体细节。

其次，对于这种简单的平移配准，您可以使用FFT。正向变换两个图像，将图像相乘（逐点！即，使用A。* B，而不是A * B，因为那些是不同的操作，第一个是你想要的），并且在逆中应该有一个峰值变换，其偏离原点是您需要的平移量。 Numerical Recipes in C有一个很好的解释; here's a link to an index pdf。 FFT版本和直接相关版本之间的速度差异很大; FFT为O（N log N），而相关方法为O（N * M），其中M是搜索邻域中的像素数。如果要允许搜索整个图像，则相关性变为O（N * N），这将比FFT版本花费更长的时间。将参数从浮点数更改为整数不能解决问题。

fminsearch函数使用浮点数的原因（如果我能猜出编码器决策背后的原因）是对于不是测试问题的问题（即卷中的球体），你经常需要子像素分辨率执行正确的注册。请查看ITK文档，了解此方法背后的原因。

第三，我建议在Matlab中编写这个程序的好方法（如果你仍然想要这样做！）同时仍然强制整数相关将是避免使用浮点数的fminsearch函数。尝试类似：

startXPos = -10; %these parameters dictate the size of your search neighborhood
startYPos = -10; %corresponds to M in the above explanation
endXPos = 10;
endYPos = 10;
optimalX = 0;
optimalY = 0;
maxCorrVal = 0;
for i=startXPos:endXPos
   for j = startYPos:endYPos
      %test the correlation of the two images here, where one image is shifted to another
      currCorrVal = Correlate(image1, image2OffsetByiAndj);
      if (currCorrVal > maxCorrVal)
          maxCorrVal = currCorrVal;
          optimalX = i;
          optimalY = j;
      end
   end
end

从这里开始，您只需编写偏移功能即可。这样，你就可以避免浮动问题，并且你也在增加你的平移向量（我没有看到任何方法让这个向量在你提供的函数中移动，这可能解释了你缺乏运动）。

MATLAB fminsearch函数

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