imregcorr

Estimar una transformación geométrica para alinear dos imágenes 2D utilizando la correlación cruzada

Sintaxis

tform = imregcorr(moving,fixed)

tform = imregcorr(moving,Rmoving,fixed,Rfixed)

tform = imregcorr(___,tformType)

tform = imregcorr(___,Name=Value)

[tform,peakcorr] = imregcorr(___)

Descripción

tform = imregcorr(moving,fixed) estima la transformación geométrica para alinear una imagen, moving, con una imagen de referencia, fixed utilizando correlación de gradiente.

tform = imregcorr(moving,Rmoving,fixed,Rfixed) estima la transformación geométrica para alinear una imagen, moving, con una imagen de referencia, fixed. Rmoving y Rfixed son objetos de referencia espacial que contienen información espacial sobre las imágenes moving y fixed, respectivamente. La transformación geométrica, tform, define la aplicación de puntos en el sistema de coordenadas mundial.

tform = imregcorr(___,tformType) también especifica el tipo de transformación, tformType.

tform = imregcorr(___,Name=Value) le permite especificar el método de correlación cruzada como correlación de fase, y habilitar o deshabilitar el ventaneo para la correlación de fase utilizando argumentos nombre-valor.

[tform,peakcorr] = imregcorr(___) también devuelve el valor de la correlación de picos, peakcorr.

Ejemplos

Registrar imágenes usando la correlación de fase

Lea una imagen de referencia en el área de trabajo.

fixed  = imread("cameraman.tif");

Cree una imagen variable sintética escalando y rotando la imagen fija.

scaleFactor = 2.3;
theta = 20;
translation = [0 0];
tform = simtform2d(scaleFactor,theta,translation);
moving = imwarp(fixed,tform);

Añada ruido sintético a la imagen variable.

moving = moving + uint8(10*rand(size(moving)));

Muestre la imagen fija junto a la imagen variable.

imshowpair(fixed,moving,"montage")

Estime la transformación necesaria para alinear las imágenes utilizando imregcorr.

tformEstimate = imregcorr(moving,fixed);

Aplique la transformación geométrica estimada a la imagen variable. Especifique el argumento nombre-valor "OutputView" para obtener una imagen registrada del mismo tamaño y con los mismos límites mundiales que la imagen de referencia.

Rfixed = imref2d(size(fixed));
movingReg = imwarp(moving,tformEstimate,"OutputView",Rfixed);

Visualice la imagen original y la imagen registrada una al lado de la otra para comprobar el registro. Después, visualice la imagen registrada superpuesta sobre la original utilizando la opción "falsecolor" para resaltar cualquier área donde las imágenes difieran.

imshowpair(fixed,movingReg,"montage")

imshowpair(fixed,movingReg,"falsecolor");

Argumentos de entrada

moving — Imagen variable

Imagen en escala de grises | Imagen binaria | Imagen RGB

Imagen variable o la imagen que se desea registrar, especificada como una imagen en escala de grises, binaria o RGB. imregcorr convierte las imágenes RGB a escala de grises utilizando rgb2gray antes del procesamiento.

Tipos de datos: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | logical

fixed — Imagen de referencia

Imagen en escala de grises | Imagen binaria | Imagen RGB

Imagen de referencia en la orientación objetivo, especificada como imagen en escala de grises, binaria o RGB. imregcorr convierte las imágenes RGB a escala de grises utilizando rgb2gray antes del procesamiento.

Tipos de datos: single | double | int8 | int16 | int32 | uint8 | uint16 | uint32 | logical

Rmoving — Información de referencia espacial de la imagen variable

objeto imref2d

Información de referencia espacial de la imagen variable, especificada como un objeto imref2d.

Rfixed — Información de referencia espacial de la imagen fija

objeto imref2d

Información de referencia espacial de la imagen fija, especificada como un objeto imref2d.

tformType — Tipo de transformación que desea estimar

"similarity" (predeterminado) | "rigid" | "translation"

Tipo de transformación que desea estimar, especificado como uno de estos valores.

Valor	Descripción
"translation"	Transformación de traslación Cuando use la opción "translation" con objetos de referencia espacial Rmoving y Rfixed, las imágenes de entrada deben tener las mismas extensiones de píxeles en las coordenadas mundiales.
"rigid"	Transformación rígida: traslación y rotación Cuando use la opción "rigid" con objetos de referencia espacial Rmoving y Rfixed, las imágenes de entrada deben tener las mismas extensiones de píxeles en las coordenadas mundiales.
"similarity"	Transformación de similitud: traslación, rotación y escalado isotrópico Cuando se usa la opción "similarity" con el método de correlación de fase, imregcorr no detecta diferencias de escala inferiores a 1/4 o superiores a 4.

Tipos de datos: char | string

Argumentos de par nombre-valor

Especifique pares de argumentos opcionales como Name1=Value1,...,NameN=ValueN, donde Name es el nombre del argumento y Value es el valor correspondiente. Los argumentos de nombre-valor deben aparecer después de otros argumentos. Sin embargo, el orden de los pares no importa.

Ejemplo: tform = imregcorr(moving,fixed,Method="phasecorr") utiliza la correlación de fase.

Method — Método de correlación

"gradcorr" (predeterminado) | "phasecorr"

Desde R2024b

Método de correlación, especificado como "gradcorr" para la correlación de gradiente o "phasecorr" para la correlación de fase. Si la imagen de entrada es un vector, utilice la correlación de fase.

Window — Usar ventaneo para suprimir los efectos de manchado espectral

true o 1 (predeterminado) | false o 0

Usar ventaneo para suprimir los efectos de manchado espectral en el dominio de frecuencia, especificado como 1 (true) o 0 (false) numérico o lógico. Cuando Window es true y Method es "phasecorr", la función imregcorr realiza ventaneo utilizando un filtro de Blackman. La función ignora el argumento de Window cuando Method es "gradcorr".

Para aumentar la estabilidad de los resultados del registro para la correlación de fase, especifique Window como true. Sin embargo, si las características comunes de las imágenes están orientadas a lo largo de los bordes, establecer Window en false en ocasiones puede proporcionar resultados de registro superiores.

Argumentos de salida

tform — Transformación geométrica

objeto transltform2d | objeto rigidtform2d | objeto simtform2d

Transformación geométrica, devuelta como objeto de transformación geométrica según el tipo de transformación, tformType.

tformType	Objeto de transformación geométrica
"translation"	transltform2d
"rigid"	rigidtform2d
"similarity"	simtform2d

peakcorr — Correlación de picos

Número en el intervalo [0, 1]

Valor de correlación de picos, devuelto como número en el intervalo [0, 1]. Un valor de correlación de picos mayor indica mayor confianza en la transformación geométrica estimada.

Sugerencias

• Si la imagen es del tipo double, puede mejorar el rendimiento convirtiendo la imagen a single con im2single antes del registro. Las imágenes de entrada del tipo double hacen que el algoritmo calcule FFT en double.

• Debido a las diferencias en los algoritmos de correlación de gradiente y correlación de fase, el valor de correlación de picos peakcorr no debe utilizarse como métrica para comparar el rendimiento de los algoritmos.

Referencias

[1] Reddy, B. S. and Chatterji, B. N. "An FFT-Based Technique for Translation, Rotation, and Scale-Invariant Image Registration." IEEE Transactions on Image Processing, Vol. 5, No. 8, August 1996.

[2] Tzimiropoulos, Georgios, Vasileios Argyriou, Stefanos Zafeiriou, and Tania Stathaki. “Robust FFT-Based Scale-Invariant Image Registration with Image Gradients.” IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence 32, no. 10 (October 2010): 1899–1906. https://doi.org/10.1109/TPAMI.2010.107.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++

Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

Notas y limitaciones de uso:

• imregcorr es compatible con la generación de código C y C++ (requiere MATLAB^® Coder™). Para obtener más información, consulte Code Generation for Image Processing.

• Los argumentos opcionales tformType, Method y Window deben ser constantes en tiempo de compilación.

Entorno basado en subprocesos

Ejecute código en segundo plano con MATLAB® backgroundPool o acelere código con Parallel Computing Toolbox™ ThreadPool.

Esta función es totalmente compatible con los entornos basados en hilos. Para obtener más información, consulte Ejecutar funciones de MATLAB en entornos basados en subprocesos.

Historial de versiones

Introducido en R2014a

R2024b: Realizar la correlación de gradiente de forma predeterminada

A partir de la versión R2024b, la función imregcorr utiliza un nuevo método predeterminado llamado correlación de gradiente. En muchas situaciones, la correlación de gradiente es más precisa y rápida que la correlación de fase. El algoritmo de correlación de gradiente se basa en un algoritmo de Tzimiropoulos [2], con algunas modificaciones.

Antes de la versión R2024b, imregcorr solo admitía el método de correlación de fase. Para utilizar el método de correlación de fase, especifique el nuevo argumento nombre-valor Method como "phasecorr".

R2024b: Algoritmo de correlación de fase mejorado

La función imregcorr implementa un algoritmo de correlación de fase mejorado que devuelve resultados más precisos y consistentes. Las mejoras pueden provocar un comportamiento diferente al de las versiones anteriores, como los siguientes:

• Un valor mayor de la correlación de picos.

• Una ventana modificada al realizar ventaneo en el dominio de frecuencia. El nuevo comportamiento es más notorio cuando las imágenes de entrada tienen una cantidad pequeña de filas o columnas.

• El ventaneo es más consistente al estimar transformaciones rígidas y de similitud.

Ahora no se emite una advertencia cuando el valor de correlación de picos es menor que 0.03.

R2022b: Devuelve nuevos objetos de transformación geométrica

A partir de la versión R2022b, la mayoría de funciones de Image Processing Toolbox™ crean y realizan transformaciones geométricas utilizando la convención de la premultiplicación. En consecuencia, la función imregcorr ahora devuelve el argumento de salida tform como un objeto transltform2d, rigidtform2d, o simtform2d, que admite la convención de premultiplicación. Antes, la función devolvía tform como un objeto affine2d, que admite la convención de posmultiplicación. Para obtener más información, consulte Migrate Geometric Transformations to Premultiply Convention.

R2021b: Compatibilidad con entornos basados en hilos

Ahora imregcorr es compatible con los entornos basados en hilos.

Consulte también

Apps

• Registration Estimator

Funciones

• imwarp | imshowpair | imregister | imregtform

Temas

• Intensity-Based Automatic Image Registration
• Utilizar la correlación de fase como paso de preprocesamiento en el registro