algorithm - 查找两个图像之间的不同区域

Question

我的目的是比较两个图像之间的像素并找出最小(优化)包含图像之间所有不同像素的矩形区域。简单地说，我比较了两个图像的所有像素(例如1024 * 768像素)并发现了不同的部分，但由于速度原因这不是个好主意。我需要每秒至少进行十五次比较。你知道更有效的算法吗？

Answer 1

从一张图片中减去另一张图片。相同的像素将变为零，即黑色。

找到一个黑色的角并使用 trim(修剪边框/边缘)类型的命令修剪黑色边框，它会告诉您差异区域。

如果您可以使用它，只需两行 ImageMagick 就可以非常简单地完成它 - 它可以在许多平台上用于 ​​C/C++、Python、Perl...

让我们拍两张图片，a.jpg 和 b.jpg:

你看到我在那里做了什么吗？ :-)

现在我们可以使用 ImageMagick 来找出差异和不同的区域。我正在使用命令行，但正如我所说，您可以使用 C/C++、Perl、Python、.NET 或任何您喜欢的东西。

要么用这个来找出不同点:

convert a.jpg b.jpg \
       -compose difference \
       -composite \
       -threshold 0 \
       -separate \
       -evaluate-sequence Add \
        diff.jpg

这给出了这个:

或者使用这个:

composite a.jpg b.jpg  -compose difference diff.jpg

这给出了这个:

或者用它做一个简单的减法:

convert a.jpg b.jpg -compose minus -composite diff.jpg

现在您可以使用 ImageMagick 的 border-trim 函数来评估如果您修剪掉所有黑色边框会剩下什么，如下所示:

convert a.jpg b.jpg \
       -compose difference \
       -composite \
       -threshold 0 \
       -separate \
       -evaluate-sequence Add \
       -format "%w %h %@" \
        info:

输出这个:

400 463 264x240+80+176

告诉您图像是 400x463，如果您裁剪边框，您将留下一个 264x240 的矩形，其左上角像素从图像左上角偏移 80,176。

为了好玩，我将使用以下命令将该矩形绘制到红色图像上:

convert diff.jpg \
       -stroke red \
       -fill transparent \
       -draw "rectangle 80,176 344,416" \
        rect.jpg

这给出了这个:

基本上，您可以在一两行 shell 或 8-10 行 C/C++ 中完成我在此处解释的所有操作。请注意，边界框略大，因为我叠加的卡通具有透明的矩形背景。如果您需要在差异中允许一定程度的“草率”，您还可以使用 -fuzz 5% 允许图像中的细微差异。

另一种检测边界框的方法是挤压差异图像直到它是一个高图像，只有一个像素宽，如下所示:

convert diff.jpg -scale 1x! -threshold 1% t.jpg

结果如下图:

现在，如果您将输出转换为文本格式，您可以轻松找到第一个白色像素(您不会在程序中这样做——您会编写一个循环来代替——但我在这里展示了这个概念):

convert diff.jpg -scale 1x! -threshold 1% txt: | grep -m1 white

 0,176: (255,255,255)  #FFFFFF  white

grep -m1 white 查找其中包含 white 的第一行，然后停止查找(匹配限制为 1)。这表明第一行有一个白色像素是 176 - 与上面的红色框比较。现在我们可以找到最后一个白色像素，使用:

convert diff.jpg -scale 1x! -threshold 1% txt: | grep white | tail -1

 0,415: (255,255,255)  #FFFFFF  white

我们知道第 415 行是边界框的底部。

现在您将图像压缩成一个只有 1 像素高的宽平面版本，并找到边界框的左右边界:

convert diff.jpg -scale x1! -threshold 1% txt: | grep -m1 white

 80,0: (255,255,255)  #FFFFFF  white

convert diff.jpg -scale x1! -threshold 1% txt: | grep white | tail -1

 343,0: (255,255,255)  #FFFFFF  white

所以你的边界框的左右限制是 80 和 343 - 根据红色矩形。