Equalizzazione dell'istogramma
Abbiamo già visto che il contrasto può essere aumentato utilizzando l'allungamento dell'istogramma. In questo tutorial vedremo come utilizzare l'equalizzazione dell'istogramma per migliorare il contrasto.
Prima di eseguire l'equalizzazione dell'istogramma, è necessario conoscere due concetti importanti utilizzati nell'equalizzazione degli istogrammi. Questi due concetti sono noti come PMF e CDF.
Sono discussi nel nostro tutorial di PMF e CDF. Visitarli per afferrare con successo il concetto di equalizzazione dell'istogramma.
Equalizzazione dell'istogramma
L'equalizzazione dell'istogramma viene utilizzata per migliorare il contrasto. Non è necessario che il contrasto aumenti sempre in questo. Ci possono essere alcuni casi in cui l'equalizzazione dell'istogramma può essere peggiore. In quei casi il contrasto è diminuito.
Iniziamo l'equalizzazione dell'istogramma prendendo questa immagine sotto come una semplice immagine.
Immagine
Istogramma di questa immagine
L'istogramma di questa immagine è stato mostrato di seguito.
Ora eseguiremo l'equalizzazione dell'istogramma su di esso.
PMF
Per prima cosa dobbiamo calcolare il PMF (funzione di massa di probabilità) di tutti i pixel in questa immagine. Se non sai come calcolare il PMF, visita il nostro tutorial sul calcolo del PMF.
CDF
Il nostro prossimo passo prevede il calcolo della CDF (funzione distributiva cumulativa). Anche in questo caso, se non sai come calcolare CDF, visita il nostro tutorial sul calcolo CDF.
Calcola CDF in base ai livelli di grigio
Consideriamo ad esempio questo, che il CDF calcolato nel secondo passaggio assomiglia a questo.
| Valore del livello di grigio | CDF |
|---|---|
| 0 | 0.11 |
| 1 | 0.22 |
| 2 | 0,55 |
| 3 | 0.66 |
| 4 | 0.77 |
| 5 | 0.88 |
| 6 | 0.99 |
| 7 | 1 |
Quindi in questo passaggio moltiplicherai il valore CDF per (Livelli di grigio (meno) 1).
Considerando che abbiamo un'immagine a 3 bpp. Quindi il numero di livelli che abbiamo è 8. E 1 sottrae 8 è 7. Quindi moltiplichiamo CDF per 7. Ecco cosa abbiamo ottenuto dopo aver moltiplicato.
| Valore del livello di grigio | CDF | CDF * (Livelli-1) |
|---|---|---|
| 0 | 0.11 | 0 |
| 1 | 0.22 | 1 |
| 2 | 0,55 | 3 |
| 3 | 0.66 | 4 |
| 4 | 0.77 | 5 |
| 5 | 0.88 | 6 |
| 6 | 0.99 | 6 |
| 7 | 1 | 7 |
Ora abbiamo l'ultimo passaggio, in cui dobbiamo mappare i nuovi valori del livello di grigio in numero di pixel.
Supponiamo che i nostri vecchi valori dei livelli di grigio abbiano questo numero di pixel.
| Valore del livello di grigio | Frequenza |
|---|---|
| 0 | 2 |
| 1 | 4 |
| 2 | 6 |
| 3 | 8 |
| 4 | 10 |
| 5 | 12 |
| 6 | 14 |
| 7 | 16 |
Ora, se mappiamo i nostri nuovi valori su, allora questo è ciò che abbiamo.
| Valore del livello di grigio | Nuovo valore del livello di grigio | Frequenza |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 2 |
| 1 | 1 | 4 |
| 2 | 3 | 6 |
| 3 | 4 | 8 |
| 4 | 5 | 10 |
| 5 | 6 | 12 |
| 6 | 6 | 14 |
| 7 | 7 | 16 |
Ora mappa questi nuovi valori su un istogramma e il gioco è fatto.
Applichiamo questa tecnica alla nostra immagine originale. Dopo l'applicazione abbiamo ottenuto l'immagine seguente e il suo istogramma seguente.
Immagine di equalizzazione dell'istogramma
Funzione distributiva cumulativa di questa immagine
Istogramma Istogramma di equalizzazione
Confrontando sia gli istogrammi che le immagini
Conclusione
Come puoi vedere chiaramente dalle immagini, il nuovo contrasto dell'immagine è stato migliorato e anche il suo istogramma è stato equalizzato. C'è anche una cosa importante da notare qui che durante l'equalizzazione dell'istogramma la forma complessiva dell'istogramma cambia, dove come nell'allungamento dell'istogramma la forma complessiva dell'istogramma rimane la stessa.