В данном случае вряд ли нужна полноценная корелляция. Достаточно взять левый верхний пиксель фрагмента и построчно искать его среди пикселей большой картинки. Для каждого совпадения сравнивать другие пиксели фрагмента, пока наконец не найдем место, где все пиксели фрагмента совпадут с большой картинкой.