В статье рассматривается задача цифровой обработки изображений на основе дискретных систем. Предлагается оптимизационный алгоритм построения поля перемещений, основанный на исследовании интегрального функционала на ансамбле траекторий. Представлен аналитический вид вариации функционала и дается представление градиента функционала, что позволяет использовать направленные методы оптимизации для поиска искомых параметров. Данный алгоритм может использоваться для обработки различных цифровых изображений, в частности, для радионуклидных изображений с целью коррекции движения.