空间域的直方图处理分两个方法:直方图均衡化、直方图规定化。直方图规定化中利用了直方图均衡化。
直方图均衡化:(转自http://blog.csdn.net/honpey/article/details/8770919)
直方图均衡化的作用是图像增强。
有两个问题比较难懂,一是为什么要选用累积分布函数,二是为什么使用累积分布函数处理后像素值会均匀分布。
第一个问题。均衡化过程中,必须要保证两个条件:①像素无论怎么映射,一定要保证原来的大小关系不变,较亮的区域,依旧是较亮的,较暗依旧暗,只是对比度增大,绝对不能明暗颠倒;②如果是八位图像,那么像素映射函数的值域应在0和255之间的,不能越界。综合以上两个条件,累积分布函数是个好的选择,因为累积分布函数是单调增函数(控制大小关系),并且值域是0到1(控制越界问题),所以直方图均衡化中使用的是累积分布函数。
第二个问题。累积分布函数具有一些好的性质,那么如何运用累积分布函数使得直方图均衡化?比较概率分布函数和累积分布函数,前者的二维图像是参差不齐的,后者是单调递增的。直方图均衡化过程中,映射方法是
其中,n是图像中像素的总和,是当前灰度级的像素个数,L是图像中可能的灰度级总数。
来看看通过上述公式怎样实现的拉伸。假设有如下图像:
得图像的统计信息如下图所示,并根据统计信息完成灰度值映射:
映射后的图像如下所示:
以上就是直方图映射均衡化的步骤,当然还有一些基于此的更优算法,比如Photoshop中的方法,在此就不一一列举了,大同小异。
参考:
http://blog.csdn.net/zrongh/article/details/7302816 直方图均衡化原理
http://bbs.ednchina.com/BLOG_ARTICLE_219471.HTM 直方图均衡化
原理:
在实际应用中,希望能够有目的地增强某个灰度区间的图像, 即能够人为地修正直方图的形状, 使之与期望的形状相匹配,这就是直方图规定化的基本思想。换句话说,希望可以人为地改变直方图形状,使之成为某个特定的形状,直方图规定化就是针对上述要求提出来的一种增强技术,它可以按照预先设定的某个形状来调整图像的直方图。直方图规定化是在运用均衡化原理的基础上,通过建立原始图像和期望图像之间的关系,选择地控制直方图,使原始图像的直方图变成规定的形状,从而弥补了直方图均衡不具备交互作用的特性。
例如:Pr (r)为原图像的灰度密度函数, Pz (z)为希望得到的增强图像的灰度密度函数,二者的直方图如下:
直方图规定化增强处理的步骤如下:
1,其增强原理是先对原始的直方图均衡化:S = T(r)
2,同时对规定的直方图均衡化:v = G(z)
3,由于都是均衡化,故令 S = v,则:z = G-1(v) = G-1[T(r)] 。
组映射:
存在一维离散整数函数I(a),(a=0,1,2……N-1),而且满足0≤I(0) ≤I(1) ≤……≤I(a) ≤……≤I(N-1) ≤M-1。寻找能使 |∑ps(si)-∑pu(uj)| 达到最小的I(a),其中ps(si)的求和区间为[0,I(a)],pu(uj)的求和区间仍为[0,a]。a=0时,将介于0和I(0)之间的ps(si)都映射到pu(u0)中;1≤a≤N-1时,将介于I(a-1)+1和I(a)之间的ps(si)都映射到pu(uj)中去。
代码:
根据希望达到的直方图数据,对当前图像直方图转换,得到转换的直方图数据。