¿Cómo puedo saber exactamente qué cambió entre dos imágenes?

Por ejemplo, para una conversación reciente sobre compresión JPEG , quería comparar píxel por píxel lo que cambió entre dos JPEG (uno con nivel de compresión 100 y otro con nivel de compresión 95).

¿Cómo genero buenos mapas visuales de lo que cambió sin tediosa programación de software personalizado?

Photoshop + Capas FTW. (Sí, también puedes usar Gimp o cualquier otro software de edición con las mismas funciones).

Comience con su imagen base, en el caso anterior, utilicé la imagen jpeg quality 100.

1. crear una nueva capa encima
2. pegue la segunda imagen en esa capa
3. establezca el estilo de capa en "diferencia" (vea la flecha rosa izquierda en la primera imagen a continuación)
4. crear una capa de efecto encima de eso (Capa> Nueva capa de ajuste> Umbral)
5. establezca el efecto en el umbral (vea la flecha rosa derecha en la primera imagen a continuación)
6. establecer el valor umbral a 1

En la imagen resultante, cualquier píxel que sea diferente entre las dos imágenes será blanco. Puede ajustarlo para permitir que las cosas sean "un poco diferentes" alterando el valor del umbral.

Ejemplo que muestra MUCHA diferencia entre jpeg 92 y 100 de Lightroom.

Ejemplo que no muestra ninguna diferencia entre 95 y 100.

No solo se trata de mostrar un "cambio o no" binario, ¿qué pasa si desea más detalles sobre cuánto cambió, por ejemplo, por canal de color?

1. reemplace la capa de ajuste de umbral con una capa de ajuste de curvas.
2. editar la curva
3. encienda el recorte del espectáculo
4. agarra la manija blanca de entrada debajo de la esquina inferior derecha y arrástrala hacia la izquierda, tan lejos como puedas
5. retroceda lentamente hacia la derecha hasta que no vea ningún recorte (la imagen de vista previa es toda negra)
6. apague el recorte y guarde el cambio de curva

Cuanto más brillantes son los píxeles resultantes, más diferentes son en ese color. Sin embargo, la desventaja es que terminas con mucho barro gris ... así que a veces es más fácil limitarlo para ver dónde están las diferencias. Es por eso que construyo ambos y alterno cuál es visible.

Si usa Photoshop, así es como lo haría:

Coloque las dos jpegs en el mismo archivo psd, en dos capas separadas. Deben superponerse exactamente, ya que sus dimensiones son las mismas. (cuál va arriba no importa).

Establezca el modo de fusión de capas en "Diferencia". Verías un resultado mayormente negro. Depende de la diferencia de calidad entre las dos capas originales, puede ver más o menos ruido.

Todos los paquetes de procesamiento de imágenes deberían facilitar esto. Le mostraré cómo hacerlo en Mathematica, si tiene acceso a este sistema. Mathematica es un lenguaje de programación, pero es realmente fácil hacer este tipo de manipulaciones, por lo que si tiene acceso a él (por ejemplo, a través de una licencia universitaria), ¡le recomiendo que lo pruebe!

Primero, importe la imagen:

img = Import["http://farm1.staticflickr.com/62/171463865_36ee36f70e.jpg"]

Recomprimirlo usando compresión JPEG

img2 = ImportString@ExportString[img, "JPEG", "CompressionLevel" -> 0.35]

Ahora tome la diferencia de los valores de píxeles, convirtiéndolos primero en números de punto flotante para garantizar que se conserven los valores negativos.

diff = ImageSubtract[Image[img, "Real"], Image[img2, "Real"]]

No se ve mucho en la imagen de diferencia (la diferencia es pequeña), y los valores negativos se recortan en negro. Entonces, cambiemos la escala de todos los valores para llenar todo el rango dinámico (el mínimo se escalará a 0, el máximo a 1):

ImageAdjust[diff]

ImageDifferenceda la diferencia absoluta de las dos imágenes y no produce números negativos. Esta es la operación que es más probable que encuentre en los paquetes de procesamiento de imágenes, especialmente los GUI (Photoshop, GIMP).

ImageDifference[img, img2]

También podemos tomar un solo canal RGB, por ejemplo el rojo, y visualizar las diferencias positivas y negativas usando colores 'opuestos':

ArrayPlot[0.5 + ImageData[First@ColorSeparate[diff, "Red"]], 
 ColorFunction -> "RedGreenSplit", ColorFunctionScaling -> False]

Aquí está lo mismo, con las diferencias amplificadas 5 veces. Los artefactos JPEG ahora son más reconocibles.

ArrayPlot[0.5 + 5 ImageData[First@ColorSeparate[diff, "Red"]], 
 ColorFunction -> "RedGreenSplit", ColorFunctionScaling -> False]

La ventaja de usar un lenguaje de programación es que podemos automatizarlo fácilmente y ver cómo cambia la diferencia para los "niveles de compresión" entre 0.1 y 1.0:

Grid@Partition[Table[
   ArrayPlot[
    0.5 + ImageData[
      First@ColorSeparate[
        ImageSubtract[Image[img, "Real"], 
         Image[ImportString@
           ExportString[img, "JPEG", "CompressionLevel" -> c], 
          "Real"]], "Red"]], ColorFunction -> "RedGreenSplit", 
    ColorFunctionScaling -> False],
   {c, 0.1, 1, 0.1}
   ], 5]

Puede usar las herramientas de línea de comandos de Imagemagick.

composite imagesrc1.jpg imagesrc2.jpg -compose difference diffs.jpg

proporcionará el valor absoluto de las diferencias para cada canal RGB.

GitHub tiene algunas herramientas de diferencia de imagen interesantes incorporadas en la web, como se describe aquí y se demuestra en esta demostración .

1. Abra una de las imágenes en GIMP o Photoshop.
2. Agregue la segunda imagen como una nueva capa encima de la primera.
3. Establezca el modo de fusión de la capa superior en "Diferencia"

En la imagen resultante, las partes negras muestran dónde las imágenes originales son idénticas y cualquier cosa más clara muestra diferencias.