Из того, что я вижу, вы используете OpenCV. Я сейчас изучаю это сам, и я не эксперт, но я вижу, что вы пытаетесь выполнять операции попиксельно. Это вызывает ОГРОМНУЮ проблему производительности в OpenCV. Вам нужно оперировать целым изображением сразу.
Например, ваше уравнение можно записать в OpenCV примерно так (возможно, в нем есть ошибки, оно быстро пришло мне в голову, и я учусь сам) ):
Mat mask1, mask2, sub, res;
divide(IV, BV, mask1);
inRange(mask1, Scalar(alpha), Scalar(beta), mask2);
abs(IS - BS, sub);
auto D = min(...);
bitwise_and(sub, D, res, mask2);