Как я могу точно сказать, что изменилось между двумя изображениями?

Например, для недавнего разговора о сжатии JPEG я хотел сравнить пиксель за пикселем, который изменился между двумя JPEG (один с уровнем сжатия 100, а другой с уровнем сжатия 95).

Как создать хорошие визуальные карты того, что изменилось, без утомительного пользовательского программирования?

Фотошоп + Слои FTW. (Да, вы также можете использовать Gimp или любое другое программное обеспечение для редактирования с теми же функциями.)

Начнем с базового изображения, в приведенном выше случае я использовал изображение в формате jpeg quality 100.

1. создайте новый слой поверх него
2. вставьте второе изображение в этот слой
3. установите стиль слоя на «разность» (см. левую розовую стрелку на первом изображении ниже)
4. создайте слой эффекта поверх этого (Layer> New Adjustment Layer> Threshold)
5. установите эффект на порог (см. правую розовую стрелку на первом изображении ниже)
6. установите пороговое значение на 1

В полученном изображении любой пиксель, который в любом случае отличается от двух изображений, будет белым. Вы можете настроить его так, чтобы все было немного иначе, изменив пороговое значение.

Пример, показывающий много различий между jpeg 92 и 100 от Lightroom.

Пример, не показывающий никакой разницы между 95 и 100.

Не просто показывает, что двоичный файл "изменен или нет", а что, если вы хотите узнать больше о том, насколько он изменился, скажем, по цветному каналу?

1. заменить пороговый корректирующий слой на корректирующий слой кривых.
2. редактировать кривую
3. включить шоу отсечения
4. возьмите белую ручку ввода ниже правого нижнего угла и перетащите ее влево настолько далеко, насколько сможете.
5. медленно возвращайтесь вправо, пока вы не увидите обрезку (изображение предварительного просмотра полностью черное)
6. Отключите отсечение и сохраните изменение кривой

Чем ярче получаемые пиксели, тем больше они отличаются по цвету. Недостатком является то, что вы в конечном итоге получаете много серой грязи ... поэтому иногда проще просто ограничить ее, чтобы увидеть различия. Вот почему я строю оба и переключаю, какой из них виден.

Если вы используете Photoshop, вот как я это сделаю:

Поместите два файла JPEG в один файл PSD, в два отдельных слоя. Они должны точно совпадать, поскольку их размеры одинаковы. (который идет сверху не имеет значения).

Установите режим смешивания слоя на «Разница». Вы увидите в основном черный результат. В зависимости от разницы в качестве между двумя исходными слоями вы можете увидеть больше или меньше шума.

Все пакеты обработки изображений должны сделать это легко. Я покажу вам, как это сделать в Mathematica, если у вас есть доступ к этой системе. Mathematica - это язык программирования, но манипулировать этим видом действительно легко, поэтому, если у вас есть доступ к нему (например, через лицензию сайта университета), я рекомендую вам попробовать!

Сначала импортируйте изображение:

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

Перепрессуйте его, используя сжатие JPEG

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

Теперь возьмите разницу значений пикселей, сначала преобразовав их в числа с плавающей запятой, чтобы гарантировать сохранение отрицательных значений.

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

На разностном изображении мало что видно (разница крошечная), а отрицательные значения обрезаются до черного. Итак, давайте изменим масштаб всех значений, чтобы заполнить весь динамический диапазон (минимум будет масштабироваться до 0, максимум до 1):

ImageAdjust[diff]

ImageDifferenceдает абсолютную разницу двух изображений и не дает отрицательных чисел. Эту операцию вы, скорее всего, найдете в пакетах обработки изображений, особенно с графическим интерфейсом (Photoshop, GIMP).

ImageDifference[img, img2]

Мы также можем взять один канал RGB, например, красный, и визуализировать положительные и отрицательные различия, используя «противоположные» цвета:

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

Вот тоже самое, с 5-кратным усилением различий. Артефакты JPEG теперь более узнаваемы.

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

Преимущество использования языка программирования состоит в том, что мы можем легко автоматизировать это и увидеть, как меняется разница для «уровней сжатия» между 0,1 и 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]

Вы можете использовать инструменты командной строки Imagemagick.

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

обеспечит абсолютную величину различий для каждого канала RGB.

GitHub имеет несколько интересных инструментов различий в изображениях, встроенных в него в Интернете, как описано здесь и продемонстрировано в этой демонстрации .

1. Откройте одно из изображений в GIMP или Photoshop.
2. Добавьте второе изображение в качестве нового слоя поверх первого.
3. Установите режим смешивания верхнего слоя на «Разница»

На полученном изображении черные части показывают, где исходные изображения идентичны, а все, что светлее, показывает различия.