Преобразование гистограмм, эквализация

Гистограммой изображения – это график, на котором представлена информация о распределении интенсивностей на полутоновом изображении. Вид гистограммы позволяет определить возможные операции, которым может быть подвергнуто изображение для повышения его качества.

Для цифрового изображения, шкала яркостей которого, например, принадлежит целочисленному диапазону 0...255, гистограмма представляет собой таблицу из 256 чисел. Каждое из них показывает количество точек в кадре, имеющих данную яркость. Разделив все числа этой таблицы на общий размер выборки, равный числу используемых точек изображения, получают оценку распределения вероятностей яркости изображения.

Исходя из характеристик полученной гистограммы, выбирают преобразования, требуемые для получения нужного качества изображения.

Все методы поэлементного преобразования изображений, целью которых является видоизменение законов распределения, получили название гистограммных методов. В частности, преобразование, при котором выходное изображение имеет равномерное распределение, называется эквализацией (выравниванием) гистограмм.

Процедуры преобразования гистограмм могут применяться как к изображению в целом, так и к отдельным его фрагментам. Последнее может быть полезным при обработке нестационарных изображений, содержание которых существенно различается по своим характеристикам на различных участках. В этом случае лучшего эффекта можно добиться, применяя гистограммную обработку к отдельным участкам.

а) исходное изображение	б) результат обработки
Рис. 9. Пример эквализации изображения

На рис.9 приведен пример эквализации, выполненной в соответствии с изложенной методикой. Характерной чертой многих изображений, получаемых в реальных изображающих системах, является значительный удельный вес темных участков и сравнительно малое число участков с высокой яркостью. Эквализация призвана откорректировать картину, выровняв интегральные площади участков с различными яркостями. Сравнение исходного (рис.9.а) и обработанного (рис.9.б) изображений показывает, что происходящее при обработке перераспределение яркостей приводит к улучшению визуального восприятия.