Eu nunca tive que fazer isso exatamente comigo mesmo, mas se o fizesse, usaria imagemagick .
montage -background "transparent" -depth 8 -type TrueColorMatte img??.png \
-geometry 50x50 -tile 10x10 -matte -transparent "transparent" \
-type TrueColorMatte -depth 8 sprite.png
Eu não tenho uma resposta personalizada para encontrar sprites duplicados, mas o programa imagemagick compare
é um bom lugar para começar. Confira esta página para exemplos práticos sobre como realizar várias comparações.
ATUALIZAÇÃO: Há um certificado BSD & css; gerador de sprite implementado em php. Usa imagemagick para fazer o trabalho sujo e até tem uma opção para ignorar duplicatas.