如何测量两个图像之间的相似度？

Question

我想将一个应用程序（可能是网页）的屏幕快照与先前获取的屏幕快照进行比较，以确定该应用程序是否正确显示了自己。我不希望进行完全匹配比较，因为方面可能略有不同（对于Web应用程序，取决于浏览器，某些元素可能位于稍有不同的位置）。它应该衡量屏幕截图的相似程度。是否已经有一个库/工具？您将如何实施？

Answer 1

这完全取决于您希望算法的智能程度。

例如，这是一些问题：

• 裁剪的图像与未裁剪的图像

• 带有文字的图像与没有文字的图像

• 镜像图像

我见过的最简单最简单的算法就是对每个图像执行以下步骤：

1. 缩放到较小的尺寸（例如64x64或32x32），而不考虑宽高比，请使用组合缩放算法而不是最近的像素

2. 缩放颜色范围，以使最暗的为黑色，最亮的为白色

3. 旋转并翻转图像，以使最大的颜色在左上角，然后右上角变暗，左下角变暗（当然要尽可能）

编辑一个结合缩放算法是一个缩放10个像素时下降到一个会使用一个函数，所有的10个像素的颜色和它们组合成一个做到这一点。可以使用平均，均值或更复杂的算法（例如三次三次样条）来完成。

然后计算两个图像之间逐像素的平均距离。

要在数据库中查找可能的匹配项，请将像素颜色存储为数据库中的各个列，对它们进行索引（但不是全部，除非使用很小的图像），然后进行查询以对每个像素使用范围像素值，即 小图像中像素在要查找的图像的-5到+5之间的每个图像。

这很容易实现，并且运行起来相当快，但是当然不能处理大多数高级差异。为此，您需要更高级的算法。

Answer 2

衡量这种情况的“经典”方法是将图像分解为一定数量的标准部分（例如10x10网格），然后计算每个单元格内部的RGB值直方图并比较相应的直方图。首选这种类型的算法，因为它简单易行，并且缩放和（small！）转换不变。

Answer 3

使用规格化的颜色直方图。（在此处阅读有关应用程序的部分），它们通常用于图像检索/匹配系统，并且是一种非常可靠，相对快速且易于实现的匹配图像的标准方法。

本质上，颜色直方图将捕获图像的颜色分布。然后可以将其与另一张图像进行比较，以查看颜色分布是否匹配。

这种匹配非常适合缩放（一旦对直方图进行归一化），旋转/移位/移动等。

避免逐像素比较，因为图像稍微旋转/移动可能会导致报告较大差异。

直方图很容易生成（假设您可以访问像素值），但是如果您不喜欢它，则OpenCV库是进行此类操作的理想资源。这是一个PowerPoint演示文稿，向您展示如何使用OpenCV创建直方图。