基于互信息的图像配准MATLAB实现项目

资 源 简 介

本项目使用MATLAB实现基于互信息最大化的图像配准算法。通过计算图像间的互信息量，结合优化技术寻找最佳变换参数，完成浮动图像与参考图像的空间对齐。适用于医学影像和遥感图像处理，提升配准精度与效率。

详 情 说 明

基于互信息的图像配准MATLAB实现

项目介绍

本项目实现了一种基于互信息最大化的图像配准算法，主要面向医学图像、遥感图像等对配准精度要求较高的应用领域。系统核心思想是通过计算两幅图像之间的互信息量，并采用优化算法自动搜索最佳几何变换参数，使浮动图像经过变换后与参考图像在空间位置上实现精确对齐。该实现支持刚性变换和仿射变换两种模式，并提供配准结果的量化评估与可视化对比功能。

功能特性

• 多模态配准能力：基于互信息的相似度度量，适用于不同成像模态的图像配准
• 灵活变换模型：支持刚性变换（平移、旋转）和仿射变换（平移、旋转、缩放、剪切）
• 优化算法可选：集成Powell方法、梯度下降法等优化算法寻找最优变换参数
• 精度量化评估：提供互信息增益、配准误差等客观评价指标
• 直观结果展示：生成配准前后对比图、差异图等可视化结果

使用方法

1. 准备输入图像：

- 参考图像：作为配准基准的灰度图像 - 待配准图像：需要与参考图像对齐的灰度图像 - 初始变换参数（可选）：可提供平移、旋转参数的初始估计值以加速收敛

1. 运行配准程序：

- 设置配准参数（变换类型、优化算法等） - 执行主程序开始自动配准过程

1. 获取输出结果：

- 配准后的图像：与参考图像空间对齐的变换结果 - 详细变换参数：包括旋转角度、平移量等数值结果 - 评估报告：包含互信息变化、配准误差等量化指标 - 可视化对比：参考图像与配准结果的叠加显示和差异分析图

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Image Processing Toolbox
• Optimization Toolbox（如使用梯度下降法等优化算法）

文件说明

主程序文件整合了图像配准的核心流程，包括图像读取与预处理、互信息计算模块、参数优化搜索策略、几何变换执行、结果评估与可视化输出等功能。该文件通过协调各算法模块的工作流程，实现了从输入图像到最终配准结果的完整处理链路。