直方图均衡化

「直方图均衡化」(Histogram Equalization)是一种直方图增强技术,通过重新分配图像的灰度值,使得所有灰度级在图像中出现的概率尽可能均匀,从而增强图像对比度。直方图均衡化适用于直方图呈一个尖峰状的图像。

若将直方图均衡化的图像变换表示为 ,则 应满足下列两个条件

  • 条件 1: 在区间 为单值且单调递增
  • 条件 2: 当 时,

其中条件 1 保证原图各灰度级在变换后仍保持从黑到白(或从白到黑)的排列次序,即各灰度级在变换后仍保持排列次序,不能颠倒黑白。条件 2 保证变换前后灰度值动态范围的一致性。

一种可行的图像变换函数为

其中

直方图均衡化总是得到全局均衡化的直方图。直方图规定化可使变换后图像的直方图具有特定的形状,从而有选择地增强某个灰度值区域的对比度

例题

假定一幅图像灰度级为 ,各灰度级分布为

0 790 0.19
1 1023 0.25
2 850 0.21
3 656 0.16
4 329 0.08
5 245 0.06
6 122 0.03
7 81 0.02

根据直方图均衡公式,可以计算

得到

原像灰度级 取整灰度
0 0.19 0.19 1
1 0.25 0.44 3
2 0.21 0.65 5
3 0.16 0.81 6
4 0.08 0.89 6
5 0.06 0.95 7
6 0.03 0.98 7
7 0.02 1 7

直方图均衡化总是得到全局均衡化的直方图。直方图规定化可使变换后图像的直方图具有特定的形状,从而有选择地增强某个灰度值区域的对比度