Что вы хотите сделать, это прочитать значения пикселей в массивы, а затем найти перекрывающуюся область, используя алгоритм, такой как корреляция или минимальное сокращение.
После нахождения координат перекрытия запишите оба изображения в новый массив, используйтекоординаты относительно большого изображения минус позиция перекрытия в этом исходном изображении плюс позиция в целевом изображении.
C # не является фактором для решения этой проблемы, если только вы не хотели спросить о существующих платформах .NET, которые могут помочь.*