register_mi — MATCHREG `intensityreg` op

• 資料種類:image2d × image2d → table

• 呼叫: import fullseye as fs; fs.ledger.register_mi(fixed, moving, model='affine', bins=32, metric='nmi', levels=None, max_iter=2000, warp_init=None, min_overlap=0.25)(要直接呼叫實作,import intensityreg; intensityreg.register_mi(fixed, moving, model='affine', bins=32, metric='nmi', levels=None, max_iter=2000, warp_init=None, min_overlap=0.25);從台帳取用則 opsmatchreg.get("register_mi"))

• GPU:無(僅 CPU 參考實作)

用法

以使(正規化)互資訊最大的剛體 / 相似 / 仿射變換將 moving 對齊到 fixed。→ table(kind="registration")。

> 以下的詳細說明為原文 —— 摘要與標題已翻譯。

撮像の違う組(可視と赤外、CT と MR、照明の向きの違う 2 枚)では明るさの対応が線形でも単調でもないので、相関(register_ecc)や SSD は使えない。相互情報量は「fixed の明るさを知ると moving の明るさがどれだけ当てられるか」なので、対応が一対一でなくても(折り返しがあっても) 合わせられる(Viola & Wells 1997、Maes et al. 1997)。既定の目的は重なりの大きさに鈍い正規化版 (H(A)+H(B))/H(A,B)(Studholme 1999、1〜2)。

同時ヒストグラムは fixed を硬いビン、moving を隣り合う 2 ビンへ線形に振り分け(変換のパラメータに対して連続)、moving の外へ出た画素は数えない。最適化は Powell 法(微分を使わない)を粗から細の levels 段で。変数は回転・伸縮を画像の半径倍して画素の単位にそろえてある。

★imgmetrics.mutual_information は指標(硬いビン 2 つ、ビットで返す)で、ここの目的関数は振り分けのある別の推定量。合わせ終わった組を imgmetrics で測ると metric と少し違う。

Args:

fixed: 基準の 2-D 画像。

moving: 合わせる 2-D 画像(撮像が違ってよい)。

model: MI_MODELS。

bins: ヒストグラムのビン数(2 以上)。

metric: "nmi"(既定)/ "mi"(ビット)。

levels: ピラミッドの段数。None なら最も粗い段が 16 px 以上になる範囲で最大 3 段。

max_iter: 段ごとの Powell の反復の上限。

warp_init: 初期の変換(2×3 / 3×3、fixed → moving、射影の行は 0)。

min_overlap: 重なりの割合がこれ未満の変換は目的関数を最悪にする(外へ逃げる解を防ぐ)。

Returns:

dict(kind="registration", method="mi")。鍵は register_ecc と同じ。metric_name は

"nmi" / "mi_bits"、加えて mi_bits / nmi(全解像の最後の値)。

Raises:

ValueError: 画像が不正 / model / metric が違う / 引数が値域外 / 初期の変換が射影 /

合わせ終わっても重なりが min_overlap 未満。

詳細使用指南

• matching_registration 族使用指南

參考(範例資料、文獻)

• 範例資料目錄(下載 URL / 授權) —— 2-D 用 skimage.data(BSD/公有領域)加合成圖,3-D 給出真實資料源(Stanford/PDS 等)的下載 URL。

• 運算子來歷與參考文獻 —— 該運算子族所依據的研究/方法出處。

• 演算法的正典(作者、年份)與用途見上面的族使用指南。

可執行的範例(實際呼叫該運算子並已驗證的樣例)

• poc_multimodal_mi_registration — py -3.11 examples/poc_multimodal_mi_registration.py

型別可銜接的下一個運算子(可接受 `table` 作為輸入)

features_match · ransac_homography · ransac_fundamental · registration_to_flow2d

同類別(`intensityreg`)

register_ecc · register_ffd · registration_to_flow2d · register_accuracy_map · register_capture_range

*Provenance: intensityreg.py — MATCHREG 運算子登記表。本條目由 tools/opdocs.py md 自動產生(請勿手動編輯)。*

register_mi — MATCHREG intensityreg op

用法