快速计算两个相似图像之间的'dirtied'区域

Question

我有两个非常相似的图像（特别是两个屏幕截图），我正在尝试找到查找图像哪些区域已更改的最佳（最快）方法（作为代表不同区域的矩形数组）

几个标准：

• 它不需要像素精确，但必须包括所有更改，无论多么小（即，单个像素更改周围有很大的误差范围是可以接受的）
• 它需要快速（理想情况下，2x 1920x1080 图像在今天购买的典型消费机器上应该需要 <20 毫秒）
• 它不需要可配置的阈值（但如果有一个解决方案允许这样做，这将是一个很好的奖励）
• 可以假设输入图像始终是完美的无损图像。

我有两个工作解决方案，但一个是蛮力逐像素计算，当然非常慢。对于另一个，我尝试将两个图像分成不同大小的块，并计算每个块的校验和，但这也非常慢。

对于那些想知道我在构建什么的人 - 它是一种更笨（且更慢）的远程桌面，可以在没有任何插件的情况下在浏览器中使用。

Answer 1

您需要进行每个像素的比较。我认为它不应该那么慢。例如代码：

        int size = 1920 * 1080 * 3;
        byte[] image1 = new byte[size];
        byte[] image2 = new byte[size];
        byte[] diff = new byte[size];
        var sw = new System.Diagnostics.Stopwatch();
        sw.Start();
        for (int i = 0; i < size; i++)
        {
            diff[i] = (byte) (image1[i] - image1[i]);
        }
        sw.Stop();       
        Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);

在我的笔记本电脑上运行大约 40 毫秒。如果它只是灰度，它会在 20 毫秒内运行。如果您使用真实的图像数据，diff[i] ！= 0 将指示两个图像的变化。

如果使用 Bitmap.GetPixel 或其他慢速方法读取像素值，则解决方案可能会很慢。如果是这种情况，我建议在Bitmap.LockBits上查找或使用不安全的方法。

Answer 2

我之前的回答因为它的格式被删除了，我会以更好的方式再写一次。

我问你是否考虑使用GPU来计算两个图像之间的图像差异。此解决方案可以大大增加您的计算时间，因为与 CPU 计算相比，GPU 是高度并行的。

使用

C#，您可以尝试使用 XNA 来实现此目的。实际上，我使用单通道HLSL（用于使用direct3D对GPU进行编程）像素着色器进行了一些测试：

texture texture1;
texture texture2;
sampler textureSampler1 = sampler_state{
    Texture = <texture1>;
};
sampler textureSampler2 = sampler_state{
    Texture = <texture2>;
};
float4 pixelShaderFunction(float2 TextureCoordinate : TEXCOORD0) : COLOR0{
    float4 color1 = tex2D(textureSampler1,TextureCoordinate);
    float4 color2 = tex2D(textureSampler2,TextureCoordinate);
    if((color1.r == color2.r) && (color1.g == color2.g) && (color1.b == color2.b)){
        color1.r = 0;
        color1.g = 0;
        color1.b = 0;
    }
    else{
        color1.r = 255;
        color1.g = 255;
        color1.b = 255;
    }
    return color1;
}

technique Compare
{
    pass Pass1
    {
        PixelShader = compile ps_2_0 pixelShaderFunction();
    }
}

XNA部分的计算非常简单。使用带有Visual studio的XNA的基本片段，我只是将draw函数编写为：

protected override void Draw(GameTime gameTime) {
   Stopwatch sw = new Stopwatch();
   sw.Start();
   GraphicsDevice.Clear(Color.CornflowerBlue);
   e.Parameters["texture1"].SetValue(im1);
   e.Parameters["texture2"].SetValue(im2);
   spriteBatch.Begin(SpriteSortMode.Immediate, BlendState.AlphaBlend, SamplerState.LinearClamp, DepthStencilState.Default, RasterizerState.CullNone, e);
   spriteBatch.Draw(im1,new Vector2(0,0),Color.White);
   spriteBatch.End();
   base.Draw(gameTime);
   sw.Stop();
   Console.WriteLine(sw.ElapsedMilliseconds);
}

im1 和 im2 是作为 Texture2D 加载的两个 1920*1080 彩色 bmp 图像，e 是作为效果加载的 file.fx。

使用这种技术，我在相当普通的计算机上获得了 17/18ms 的计算时间（配备 I5-2410m @ 2.3Ghz、4Gb 内存、Nvidia Geforce GT525m 的笔记本电脑。

这是程序的输出，显示了不同的图像（抱歉，这是高度缩放的，因为我没有 1920*1080 屏幕：>），此外还有两个图像 im1 和 im2，它们之间有一些小差异：http://img526.imageshack.us/img526/2345/computationtime.jpg

我对 GPU 编程很陌生，所以如果我在如何计算时间或其他方面犯了一个巨大的错误，请随时告诉！

编辑：首先要注意的是，我刚刚读到"这将是一个不平凡的操作，因为 GPU 不能很好地处理分支。

此致敬意