Come posso sapere esattamente cosa è cambiato tra due immagini?

Ad esempio, per una recente conversazione sulla compressione JPEG ho voluto confrontare pixel per pixel cosa è cambiato tra due JPEG (uno con livello di compressione 100 e uno con livello di compressione 95).

Come posso generare buone mappe visive di ciò che è cambiato senza una noiosa programmazione software personalizzata?

Photoshop + livelli FTW. (Sì, puoi anche usare Gimp o qualsiasi altro software di editing con le stesse funzioni.)

Inizia con la tua immagine di base, nel caso sopra, ho usato l'immagine di qualità jpeg 100.

1. crea un nuovo livello sopra di esso
2. incolla la seconda immagine in quel livello
3. imposta lo stile del livello su "differenza" (vedi la freccia rosa sinistra nella prima immagine in basso)
4. creare un livello effetto sopra quello (Livello> Nuovo livello di regolazione> Soglia)
5. imposta l'effetto sulla soglia (vedi la freccia rosa a destra nella prima immagine in basso)
6. impostare il valore di soglia su 1

Nell'immagine risultante, qualsiasi pixel che sia in qualche modo diverso tra le due immagini sarà bianco. Puoi regolarlo per consentire alle cose di essere "un po 'diverse" modificando il valore di soglia.

Esempio che mostra MOLTA differenza tra jpeg 92 e 100 da Lightroom.

Esempio che non mostra alcuna differenza tra 95 e 100.

Non è solo mostrare un binario "cambiato o no", e se volessi maggiori dettagli su quanto è cambiato, diciamo per canale di colore?

1. sostituire il livello di regolazione della soglia con un livello di regolazione delle curve.
2. modifica la curva
3. attiva mostra ritaglio
4. prendi la maniglia bianca di input sotto l'angolo in basso a destra e trascinala verso sinistra, per quanto puoi andare
5. torna lentamente a destra fino a quando non vedi alcun ritaglio (l'immagine di anteprima è tutta nera)
6. disattiva il ritaglio e salva la modifica della curva

Più sono luminosi i pixel risultanti, più sono diversi in quel colore. Il rovescio della medaglia però è che si finisce con un sacco di fango grigio ... quindi a volte è più semplice limitarsi a sottrarlo per vedere dove sono le differenze. Ecco perché costruisco entrambi e seleziono quale è visibile.

Se usi Photoshop, ecco come lo farei:

Inserisci i due jpeg nello stesso file psd, in due livelli separati. Dovrebbero sovrapporsi esattamente, poiché le loro dimensioni sono le stesse. (quale va in cima non importa).

Imposta il metodo di fusione dei livelli su "Differenza". Vedresti un risultato per lo più nero. Dipende dalla differenza di qualità tra i due livelli originali che potresti vedere più o meno del rumore.

Tutti i pacchetti di elaborazione delle immagini dovrebbero renderlo semplice. Ti mostrerò come farlo in Mathematica, se hai accesso a questo sistema. Mathematica è un linguaggio di programmazione, ma è davvero facile fare questo tipo di manipolazioni, quindi se hai accesso ad esso (ad esempio tramite una licenza di un sito universitario), ti consiglio di provarlo!

Innanzitutto, importa l'immagine:

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

Ricomprimilo usando la compressione JPEG

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

Ora prendi la differenza dei valori dei pixel, convertendoli prima in numeri in virgola mobile per garantire che i valori negativi vengano conservati.

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

Non molto è visibile sull'immagine della differenza (la differenza è minuscola) e i valori negativi sono troncati in nero. Quindi ridimensioniamo tutti i valori per riempire l'intero intervallo dinamico (il minimo verrà ridimensionato su 0, il massimo su 1):

ImageAdjust[diff]

ImageDifferencedà la differenza assoluta delle due immagini e non produce numeri negativi. Questa è l'operazione che è più probabile trovare nei pacchetti di elaborazione delle immagini, in particolare quelli della GUI (Photoshop, GIMP).

ImageDifference[img, img2]

Possiamo anche prendere un singolo canale RGB, ad esempio quello rosso, e visualizzare le differenze positive e negative usando colori "opposti":

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

Ecco la stessa cosa, con le differenze amplificate 5 volte. I manufatti JPEG sono ora più riconoscibili.

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

Il vantaggio dell'uso di un linguaggio di programmazione è che possiamo facilmente automatizzare questo e vedere come cambia la differenza per "livelli di compressione" tra 0,1 e 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]

Puoi usare gli strumenti della riga di comando di Imagemagick.

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

fornirà il valore assoluto delle differenze per ciascun canale RGB.

GitHub ha alcuni interessanti strumenti per la diffusione delle immagini integrati nel web, come descritto qui e dimostrato in questa demo .

1. Apri una delle immagini in GIMP o Photoshop.
2. Aggiungi la seconda immagine come nuovo livello sopra la prima.
3. Imposta la modalità di fusione del livello superiore su "Differenza"

Nell'immagine risultante le parti nere mostrano dove le immagini originali sono identiche e qualsiasi cosa più chiara mostra differenze.