基于MAD算法实现图像配准 用matlab实现

图像配准是将两幅或多幅图像的位置、大小、旋转、扭曲等参数调整到一致的过程，常用于医学影像、遥感影像等领域。MAD（Mean Absolute Difference）算法是一种常用的图像配准算法，其基本思想是通过最小化两图像灰度值差的绝对值之和来实现配准。

以下是基于MATLAB实现MAD算法的图像配准步骤：

1.读入两幅待配准的图像，并将它们转换为灰度图像。

2.对其中一幅图像进行平移、旋转、缩放等变换，得到一系列变换后的图像。

3.计算每个变换后的图像与另一幅图像的灰度值差的绝对值之和，得到每个变换后的图像与另一幅图像的MAD值。

4.选择MAD值最小的变换，即为最佳的配准结果。

5.将原始图像进行相应的变换，得到配准后的图像。

下面给出MATLAB代码实现：

% 读入待配准的两幅图像
img1 = imread('img1.png');
img2 = imread('img2.png');

% 转换为灰度图像
img1_gray = rgb2gray(img1);
img2_gray = rgb2gray(img2);

% 设置变换范围
tx = -10:10;  % 水平平移范围
ty = -10:10;  % 垂直平移范围
theta = -10:10;  % 旋转范围，单位为度
s = 0.9:0.05:1.1;  % 缩放范围

% 初始化MAD值和变换参数
min_mad = Inf;  % 初始化最小MAD值
best_tx = 0;  % 初始化水平平移参数
best_ty = 0;  % 初始化垂直平移参数
best_theta = 0;  % 初始化旋转参数
best_s = 1.0;  % 初始化缩放参数

% 循环遍历所有变换参数
for i = 1:length(tx)
    for j = 1:length(ty)
        for k = 1:length(theta)
            for m = 1:length(s)
                % 构造变换矩阵
                T = [s(m)*cosd(theta(k)) -s(m)*sind(theta(k)) tx(i); ...
                    s(m)*sind(theta(k)) s(m)*cosd(theta(k)) ty(j); ...
                    0 0 1];
                % 对图像1进行变换
                img1_transformed = imwarp(img1_gray, affine2d(T));
                % 计算MAD值
                mad = sum(abs(img1_transformed(:)-img2_gray(:)));
                % 更新最小MAD值和对应的变换参数
                if mad < min_mad
                    min_mad = mad;
                    best_tx = tx(i);
                    best_ty = ty(j);
                    best_theta = theta(k);
                    best_s = s(m);
                end
            end
        end
    end
end

% 输出最佳变换参数和MAD值
fprintf('最小MAD值：%f\n', min_mad);
fprintf('最佳水平平移参数：%d\n', best_tx);
fprintf('最佳垂直平移参数：%d\n', best_ty);
fprintf('最佳旋转参数：%d\n', best_theta);
fprintf('最佳缩放参数：%f\n', best_s);

% 对原始图像进行最佳变换
T = [best_s*cosd(best_theta) -best_s*sind(best_theta) best_tx; ...
    best_s*sind(best_theta) best_s*cosd(best_theta) best_ty; ...
    0 0 1];
img1_transformed = imwarp(img1, affine2d(T));

% 显示配准结果
imshowpair(img1_transformed, img2, 'blend');

运行以上代码，即可实现基于MAD算法的图像配准。