Wenn die Helligkeit stark schwankt, böte sich eine Fourieranalyse des Bildes an. Der Vorteil dabei ist, dass sich die Fourier-Koeffizienten bei einer gesamten Helligkeitsänderung kaum ändern, sondern lediglich der
DC Anteil. Damit wäre dieser Fall unterschieden.
Zudem äussert sich Rauschen in Änderungen im höher frequenten Bereich, so dass wenn du nur untere Bereiche vergleichst Rauschen (je nach Art des Rauschens) weitgehend unbeachtet bleibt. (Allerdings auch Bewegungen sehr kleiner, scharfer Objekte.)
Damit hättest du dann sogar 2 Werte zum Finetunen: Frequenz, bis zu der verglichen wird (sogar horiz/vert unabhängig bei einer 2D DFT), und einen Schwellwert ab dem Differenzen in den Frequenzen als Unterschied gelten.
Edit: Schlechtschreibung...
"When one person suffers from a delusion, it is called insanity. When a million people suffer from a delusion, it is called religion." (Richard Dawkins)