我们来看一个灰度图像,让表示灰度出现的次数,这样图像中灰度为 的像素的出现概率是
是图像中全部的灰度数, 是图像中全部的像素数, 实际上是图像的直方图,归一化到 。
把 作为相应于 的累计概率函数, 定义为:
是图像的累计归一化直方图。
我们创建一个形式为 的变化,对于原始图像中的每一个值它就产生一个 ,这样 的累计概率函数就能够在全部值范围内进行线性化,转换公式定义为:
注意 T 将不同的等级映射到 域。为了将这些值映射回它们最初的域,须要在结果上应用以下的简单变换:
上面描写叙述了灰度图像上使用直方图均衡化的方法。可是通过将这样的方法分别用于图像RGB颜色值的红色、绿色和蓝色分量,从而也能够对彩色图像进行处理。
- Python: cv2.equalizeHist(src[, dst]) → dst
- C: void cvEqualizeHist(const CvArr* src, CvArr* dst)
-
Parameters: - src – Source 8-bit single channel image.
- dst – Destination image of the same size and type as src .
The function equalizes the histogram of the input image using the following algorithm:
- Calculate the histogram for src .
- Normalize the histogram so that the sum of histogram bins is 255.
- Compute the integral of the histogram:
- Transform the image using as a look-up table:
The algorithm normalizes the brightness and increases the contrast of the image.
# -*- coding: utf-8 -*- #code:[email protected] import cv2 fn="test1.jpg" myimg=cv2.imread(fn) img=cv2.cvtColor(myimg,cv2.COLOR_BGR2GRAY) newimg=cv2.equalizeHist(img) cv2.imshow(‘src‘,img) cv2.imshow(‘dst‘,newimg) cv2.waitKey() cv2.destroyAllWindows()
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以下右图是经过增强化的图
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直方图均衡化通经常使用来添加很多图像的全局对照度,尤其是当图像的实用数据的对照度相当接近的时候。
通过这样的方法,亮度能够更好地在直方图上分布。这样就能够用于增强局部的对照度而不影响总体的对照度
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以下部分代码验证实现了算法
# -*- coding: utf-8 -*- #code:[email protected] #直方图均衡化 import cv2 import numpy as np fn="test5.jpg" myimg=cv2.imread(fn) img=cv2.cvtColor(myimg,cv2.COLOR_BGR2GRAY) h=img.shape[0] w=img.shape[1] newimg=np.zeros((h,w),np.uint8) scount=0.0 #原始图像灰度级 scol={} #目标图像灰度级 dcol={} #原始图像频度 Ps={} #累计概率 Cs={} #统计原始图像灰度级 for m in xrange(h): for n in xrange(w): scol[img[m,n]]=scol.setdefault(img[m,n],0)+1 scount+=1
下图左为源图。右图为进行直方图均衡化后的图