ImageJ--自动将源图或堆栈与目标图配准--StackReg插件

简介

StackReg，用于递归对齐图像堆栈（stack）的 ImageJ 插件。
作者： Philippe Thévenaz, Biomedical Imaging Group, Swiss Federal Institute of Technology Lausanne

该插件的目的是配准（换句话说，对齐或匹配）图像堆栈。每张图片用作下一张图片对齐的模板，以便通过转换进行对齐。当插件启动时，当前图片充当全局锚点。StackReg 插件要求安装有TurboReg 插件。该插件（StackReg）是TurboReg 插件的前端。这些插件之间有几种数据交换机制，其中之一是将临时文件写入 ImageJ 定义的临时目录。该目录的位置可以通过宏命令 "print(getDirectory("temp")); "查看。文件名称是：StackRegSource，StackRegSourceR，StackRegSourceG，StackRegSourceB，StackRegTarget。

配准完成后，原始堆栈将被销毁，取而代之的是配准结果。堆栈的名称和类型保持不变；除 RGB 堆栈和 HSB 堆栈外，所有数据类型均可使用。(请注意，RGB-stack 是由三个颜色分量组成的堆栈，不应与 RGB 彩色图像堆栈混淆：后者可以使用，而前者不能使用。如有疑问，请尝试一下)。如果提供的是彩色图像堆栈，则会在灰度版本上进行配准，灰度版本是由红色、绿色和蓝色分量加权求和而成的，即使堆栈是伪彩色图像也是如此。权重取决于整个图像堆栈，并通过主成分分析确定，以提供最大可能的对比度。一旦根据中间灰度表示确定了几何图形，就可以重建真正的彩色图像，如果需要生成伪彩色图像，还可以重新量化。

示例

原始图

配准后(转换类型Scaled rotation)

参数

有四种类型的转换：

• Translation：

映射公式为 。其中，输入坐标 u 映射到输出坐标 x，常数矢量 Δu 表示平移量。

• Rigid Body：

映射公式为

由于存在 Δu 项，因此除了旋转角度 θ 外，还考虑了平移。

• Scaled rotation：

映射公式为

与Rigid Body 的区别在于存在标量调整因子 λ。

• Affine：

映射公式为

由于四个系数 、、 和 是独立的，因此仿射变换比按比例旋转具有更多的自由度。

操作步骤

使用的Fiji ImageJ

1. 拖动图片文件夹到Fiji，默认为堆栈。

2. 插件启动前，选择合适的图片，当前图片会被充当全局锚点。

3. 打开StackReg。

4. 选择对齐方式，点击确定按钮。

配准结果展示

Translation

Rigid Body

Scaled rotation

Affine

脚本

StackReg 是可编写脚本和使用宏记录的。下面是一个从宏调用 StackReg 的示例：

run("StackReg ", "transformation=[Rigid Body]");

参考

1. https://bigwww.epfl.ch/thevenaz/stackreg/

2. P. Thévenaz, U.E. Ruttimann, M. Unser, “A Pyramid Approach to Subpixel Registration Based on Intensity,” IEEE Transactions on Image Processing, vol. 7, no. 1, pp. 27-41, January 1998. Other relevant on-line publications are available at http://bigwww.epfl.ch/publications/.