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php - 使用PHP确定一个图像在另一个图像中的位置

coder 2024-04-24 原文

我有两张照片(小的和大的)。其中一个包含另一个。一张图片是一张照片,另一张是这张照片所在相册页面的图片。我希望你明白我说的话。
那么,如何使用php获得大图像上小图像的坐标(x,y)?

最佳答案

不依赖外部lib而不是gd,自己做起来相当容易。
您需要注意的是,您很可能无法执行简单的逐像素检查,因为过滤和压缩可能会稍微修改每个像素的值。
我在这里提出的代码很可能是慢的,如果性能是一个问题,你可以优化它或采取捷径。希望代码能让你走上正轨!
首先,让我们重复我们的图片

$small = imagecreatefrompng("small.png");
$large = imagecreatefrompng("large.png");

$smallwidth = imagesx($small);
$smallheight = imagesy($small);

$largewidth = imagesx($large);
$largeheight = imagesy($large);

$foundX = -1;
$foundY = -1;

$keepThreshold = 20;

$potentialPositions = array();

for($x = 0; $x <= $largewidth - $smallwidth; ++$x)
{
    for($y = 0; $y <= $largeheight - $smallheight; ++$y)
    {
        // Scan the whole picture
        $error = GetImageErrorAt($large, $small, $x, $y);
        if($error["avg"] < $keepThreshold)
        {
            array_push($potentialPositions, array("x" => $x, "y" => $y, "error" => $error));
        }
    }
}

imagedestroy($small);
imagedestroy($large);

echo "Found " . count($potentialPositions) . " potential positions\n";

这里的目标是找出像素有多相似,如果它们有点相似,保持潜在的位置。在这里,我迭代大图片的每个像素,这可能是一个优化点。
现在,这个错误从何而来?
得到喜欢
我在这里所做的是遍历小图片和大图片中的“窗口”,检查redgreenblue频道上的差异有多大:
function GetImageErrorAt($haystack, $needle, $startX, $startY)
{
    $error = array("red" => 0, "green" => 0, "blue" => 0, "avg" => 0);
    $needleWidth = imagesx($needle);
    $needleHeight = imagesy($needle);

    for($x = 0; $x < $needleWidth; ++$x)
    {
        for($y = 0; $y < $needleHeight; ++$y)
        {
            $nrgb = imagecolorat($needle, $x, $y);
            $hrgb = imagecolorat($haystack, $x + $startX, $y + $startY);

            $nr = $nrgb & 0xFF;
            $hr = $hrgb & 0xFF;

            $error["red"] += abs($hr - $nr);

            $ng = ($nrgb >> 8) & 0xFF;
            $hg = ($hrgb >> 8) & 0xFF;

            $error["green"] += abs($hg - $ng);

            $nb = ($nrgb >> 16) & 0xFF;
            $hb = ($hrgb >> 16) & 0xFF;

            $error["blue"] += abs($hb - $nb);
        }
    }
    $error["avg"] = ($error["red"] + $error["green"] + $error["blue"]) / ($needleWidth * $needleHeight);
    return $error;
}

到目前为止,我们已经为大图片中可能包含小图片的每个“窗口”建立了一个潜在的错误值,如果它们看起来“足够好”,则将它们存储在一个数组中。
分选
现在,我们只需要对最佳匹配项进行排序并保留最佳匹配项,这很可能是我们的小图片所在的位置:
function SortOnAvgError($a, $b)
{
    if($a["error"]["avg"] == $b["error"]["avg"])
    {
        return 0;
    }
    return ($a["error"]["avg"] < $b["error"]["avg"]) ? -1 : 1;
}

if(count($potentialPositions) > 0)
{
    usort($potentialPositions, "SortOnAvgError");
    $mostLikely = $potentialPositions[0];
    echo "Most likely at " . $mostLikely["x"] . "," . $mostLikely["y"];
}

例子
提供以下两张图片:

您应该得到以下结果:
Found 5 potential positions
Most likely at 288,235

与我们鸭子的位置完全一致。其他4个位置是1像素上下左右。
我将在为您完成一些优化后编辑此条目,因为这段代码对于大图像来说太慢了(php的性能甚至比我预期的还要差)。
编辑
首先,在对代码进行“优化”之前,我们需要数字,所以我添加了
function microtime_float()
{
    list($usec, $sec) = explode(" ", microtime());
    return ((float)$usec + (float)$sec);
}

$time_start = microtime_float();


$time_end = microtime_float();
echo "in " . ($time_end - $time_start) . " seconds\n";

最后对算法中所花费的时间有一个具体的概念。这样,我就可以知道我的更改是改进了还是使代码更糟了。考虑到使用这些图片的当前代码需要大约45分钟的执行时间,我们应该能够在这一次得到很大的改进。
一个不成功的尝试是缓存RGB中的$needle以尝试加速GetImageErrorAt功能,但它恶化了时间。
假设我们的计算是在几何尺度上进行的,我们探索的像素越多,所需的时间就越长…所以一个解决方案是跳过许多像素,尝试尽可能快地定位我们的图片,然后更准确地分区到我们的位置。
我修改了错误函数,将如何增加xy
function GetImageErrorAt($haystack, $needle, $startX, $startY, $increment)
{
    $needleWidth = imagesx($needle);
    $needleHeight = imagesy($needle);

    $error = array("red" => 0, "green" => 0, "blue" => 0, "avg" => 0, "complete" => true);

    for($x = 0; $x < $needleWidth; $x = $x + $increment)
    {
        for($y = 0; $y < $needleHeight; $y = $y + $increment)
        {
            $hrgb = imagecolorat($haystack, $x + $startX, $y + $startY);
            $nrgb = imagecolorat($needle, $x, $y);

            $nr = $nrgb & 0xFF;
            $hr = $hrgb & 0xFF;

            $ng = ($nrgb >> 8) & 0xFF;
            $hg = ($hrgb >> 8) & 0xFF;

            $nb = ($nrgb >> 16) & 0xFF;
            $hb = ($hrgb >> 16) & 0xFF;

            $error["red"] += abs($hr - $nr);
            $error["green"] += abs($hg - $ng);
            $error["blue"] += abs($hb - $nb);
        }
    }

    $error["avg"] = ($error["red"] + $error["green"] + $error["blue"]) / ($needleWidth * $needleHeight);

    return $error;
}

例如,传递2将使函数返回速度加快4倍,因为我们跳过xy值。
我还为主循环添加了一个stepSize
$stepSize = 10;

for($x = 0; $x <= $largewidth - $smallwidth; $x = $x + $stepSize)
{
    for($y = 0; $y <= $largeheight - $smallheight; $y = $y + $stepSize)
    {
        // Scan the whole picture
        $error = GetImageErrorAt($large, $small, $x, $y, 2);
        if($error["complete"] == true && $error["avg"] < $keepThreshold)
        {
            array_push($potentialPositions, array("x" => $x, "y" => $y, "error" => $error));
        }
    }
}

这样做的话,我能够以精确为代价将执行时间从2657秒减少到7秒。我增加了keepThreshold以获得更多的“潜在结果”。
既然我没有检查每个像素,我最好的答案是:
Found 8 potential positions
Most likely at 290,240

如你所见,我们已经接近我们想要的位置了,但这并不完全正确。
接下来我要做的是在这个“非常接近”的位置定义一个矩形,以探索我们添加的stepSize中的每个像素。
我现在将脚本的下半部分改为:
if(count($potentialPositions) > 0)
{
    usort($potentialPositions, "SortOnAvgError");
    $mostLikely = $potentialPositions[0];
    echo "Most probably around " . $mostLikely["x"] . "," . $mostLikely["y"] . "\n";

    $startX = $mostLikely["x"] - $stepSize + 1; // - $stepSize was already explored
    $startY = $mostLikely["y"] - $stepSize + 1; // - $stepSize was already explored

    $endX = $mostLikely["x"] + $stepSize - 1;
    $endY = $mostLikely["y"] + $stepSize - 1;

    $refinedPositions = array();

    for($x = $startX; $x <= $endX; ++$x)
    {
        for($y = $startY; $y <= $endY; ++$y)
        {
            // Scan the whole picture
            $error = GetImageErrorAt($large, $small, $x, $y, 1); // now check every pixel!
            if($error["avg"] < $keepThreshold) // make the threshold smaller
            {
                array_push($refinedPositions, array("x" => $x, "y" => $y, "error" => $error));
            }
        }
    }

    echo "Found " . count($refinedPositions) . " refined positions\n";
    if(count($refinedPositions))
    {
        usort($refinedPositions, "SortOnAvgError");
        $mostLikely = $refinedPositions[0];
        echo "Most likely at " . $mostLikely["x"] . "," . $mostLikely["y"] . "\n";
    }
}

现在给我一个输出如下:
Found 8 potential positions
Most probably around 290,240
Checking between X 281 and 299
Checking between Y 231 and 249
Found 23 refined positions
Most likely at 288,235
in 13.960182189941 seconds

这确实是正确的答案,大约比最初的脚本快200倍。
编辑2
现在,我的测试用例有点太简单了…我把它改成了谷歌图片搜索:
正在查找此图片(位于718,432
考虑到更大的图片尺寸,我们可以期望更长的处理时间,但是算法确实在正确的位置找到了图片:
Found 123 potential positions
Most probably around 720,430
Found 17 refined positions
Most likely at 718,432
in 43.224536895752 seconds

编辑3
我决定尝试一下我在评论中告诉你的方法,在执行查找之前缩小图片的比例,结果很好。
我在第一个循环之前添加了以下代码:
$smallresizedwidth = $smallwidth / 2;
$smallresizedheight = $smallheight / 2;

$largeresizedwidth = $largewidth / 2;
$largeresizedheight = $largeheight / 2;

$smallresized = imagecreatetruecolor($smallresizedwidth, $smallresizedheight);
$largeresized = imagecreatetruecolor($largeresizedwidth, $largeresizedheight);

imagecopyresized($smallresized, $small, 0, 0, 0, 0, $smallresizedwidth, $smallresizedheight, $smallwidth, $smallheight);
imagecopyresized($largeresized, $large, 0, 0, 0, 0, $largeresizedwidth, $largeresizedheight, $largewidth, $largeheight);

对于它们,主循环我使用调整后的宽度和高度迭代调整后的资源。然后,当添加到数组中时,我将xy加倍,如下所示:
array_push($potentialPositions, array("x" => $x * 2, "y" => $y * 2, "error" => $error));

其余代码保持不变,因为我们希望在实际大小的图片上精确定位。你要做的就是在最后加上:
imagedestroy($smallresized);
imagedestroy($largeresized);

使用这个版本的代码和google图片结果,我得到了:
Found 18 potential positions
Most around 720,440
Found 17 refined positions
Most likely at 718,432
in 11.499078989029 seconds

性能提高了4倍!
希望这有帮助

关于php - 使用PHP确定一个图像在另一个图像中的位置,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/14345256/

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