Вы здесь

Эквализация изображения

Исходный код на C++: 

Теория

Метод эквализации основываться на гистограмме изображения. Гистограммой изображения называют дискретною функцию следующего вида рис.1

Гистограмма изображения
Рис. 1 Гистограмма изображения

Где: ni- число пикселей с яркостью i ( i=0......255); n- общее количество пикселей. Функция f(x) является отнормированной т.е. 0<=f(x)<=1. По оси абсцисс откладываются значения яркости 0<=i<=255, по оси ординат значения 0<=f(x)<=1. На рис.2(а) представлено изображение с низким уровнем яркости и его гистограмма рис.2(б).

Исходное изображение
Рис. 2(а). Изображение с низким уровнем яркости.

Гистограмма изображение
Рис. 2(б). Гистограмма изображение.

На рис. 2(б) видно, что гистограмма частот использует узкий диапазон значений яркости. Метод эквализации позволяет увеличить диапазон яркости изображение, тем самым контрастность изображения увеличиться и будет содержать большое количество полутонов. Необходимо преобразовать гистограмму таким образом, чтобы она принимала максимальный диапазон яркости. Для этого воспользуемся следующей формулой рис. 3.

Формула преобразования гистограммы
Рис.3. Формула преобразования гистограммы.

Где: sk- выходной пиксель; f(xi)- гистограмма.Функция преобразования для изображения рис. 2(а) имеет следующий вид рис.4.

Функция преобразования изображения
Рис.4 Функция преобразования изображение sk=g(xk) для изображения рис 2(а).

Так как sk принимает диапазон значений 0<=sk<=1, необходимо умножить sk на 255 таким образом значение выходных пикселей будут находиться в диапазоне 0<=sk<=255 .После преобразование изображение примет следующий вид рис.5.

Изображение 2(а) после обработки методом эквализации
Рис.5 Изображение 2(а) после обработки методом эквализации.

Нетрудно заметить что данное изображение является более контрастным. Гистограмма данного изображения имеет следующий вид Рис.6.

Гистограмма преобразованного изображение
Рис.6. Гистограмма преобразованного изображение.

На данной гистограмме можно увидеть, что используется большой диапазон значений яркости.