MATLAB实现的基于FFD算法的快速非刚性图像配准系统

资 源 简 介

本MATLAB项目采用自由形变(FFD)算法实现高效的非刚性图像配准。系统通过控制网格点位移实现图像弹性变形，支持灰度图和彩色图的空间对齐。提供直观的配准界面和参数调节功能。

详 情 说 明

基于FFD（自由形变）算法的快速图像配准系统

项目介绍

本项目实现了一种基于自由形变（FFD）模型的非刚性图像配准方法。系统通过控制网格点的位移，利用B样条基函数插值技术对目标图像进行弹性变形，使其与参考图像在空间结构上精确对齐。该系统适用于医学影像分析、遥感图像处理、计算机视觉等领域中需要处理复杂形变的配准任务。

功能特性

• 通用图像支持：支持灰度图像与彩色图像的非刚性配准
• 多分辨率优化：采用分层配准策略，显著提升计算效率与配准精度
• 可调形变精度：通过调节网格密度参数，灵活控制形变的精细程度
• 全面结果输出：提供配准图像、形变场数据、量化评估报告及可视化结果

使用方法

输入要求

1. 参考图像：基准图像（支持JPG、PNG、TIFF格式，单通道或三通道）
2. 待配准图像：需要变形对齐的图像（尺寸必须与参考图像一致）
3. 网格参数：控制点网格密度（默认16×16，可根据需求调整）
4. 优化参数：最大迭代次数、收敛阈值等优化器设置（可选）

输出结果

1. 配准后图像：经过FFD变换后的对齐图像
2. 形变场数据：每个像素点的位移矢量场（MAT格式保存）
3. 配准报告：包含配准精度（互信息值）、执行时间等评估指标
4. 可视化结果：形变网格叠加显示、配准前后对比图

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 推荐内存：8GB及以上
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

文件说明

主程序文件承载了系统的核心功能实现，主要包括图像读取与预处理、配准参数初始化、多分辨率分层优化执行、基于归一化互信息的相似性度量计算、B样条形变场生成与应用、配准结果图像合成、形变场数据导出以及配准精度评估与可视化输出等完整流程。