Преобразование гистограмм, эквализация

В практике обработки изображений преобразование распределений выполняют в два этапа. На первом этапе измеряется гистограмма исходного изображения. 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.

На втором этапе выполняется нелинейное преобразование, обеспечивающее необходимые свойства выходного изображения. При этом вместо неизвестного истинного интегрального распределения используется его оценка, основанная на гистограмме. С учетом этого 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, что 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.

Необходимо иметь в виду, что в результате обработки не удается получить идеальное распределение вероятностей выходного изображения, поэтому полезно проводить контроль его гистограммы.

Эквализация призвана откорректировать картину, выровняв интегральные площади участков с различными яркостями.

Сравнение исходного (рис. 6.10(а)) и обработанного (рис. 6.10(б)) изображений показывает, что происходящее при обработке перераспределение яркостей приводит к улучшению визуального восприятия.