Wprowadzenie do histogramów
Przed omówieniem wykorzystania histogramów w przetwarzaniu obrazu, najpierw przyjrzymy się, czym jest histogram, jak jest używany, a następnie przyjrzymy się przykładowi histogramów, aby lepiej zrozumieć histogram.
Histogramy
Histogram to wykres. Wykres pokazujący częstotliwość czegokolwiek. Zazwyczaj histogram ma słupki, które reprezentują częstotliwość występowania danych w całym zbiorze danych.
Histogram ma dwie osie - oś x i oś y.
Oś X zawiera zdarzenie, którego częstotliwość należy policzyć.
Oś Y zawiera częstotliwość.
Różne wysokości słupka wskazują na różną częstotliwość występowania danych.
Zwykle histogram wygląda tak.
Teraz zobaczymy, jak zbudowany jest przykład tego histogramu
Przykład
Rozważ klasę studentów programowania i uczysz ich języka Python.
Pod koniec semestru otrzymałeś wynik przedstawiony w tabeli. Ale jest bardzo niechlujny i nie pokazuje ogólnego wyniku zajęć. Musisz więc zrobić histogram swojego wyniku, pokazujący ogólną częstotliwość występowania ocen w Twojej klasie. Tutaj, jak zamierzasz to zrobić.
Arkusz wyników
| Nazwa | Stopień |
|---|---|
| Jan | ZA |
| Jacek | re |
| Furman | b |
| Tommy | ZA |
| Lisa | C + |
| Derek | ZA- |
| Tomek | B + |
Histogram arkusza wyników
Teraz to, co zamierzasz zrobić, to znaleźć to, co pojawia się na osi x i y.
Należy mieć pewność, że oś y zawiera częstotliwość, a więc to, co pojawia się na osi x. Oś X zawiera zdarzenie, którego częstotliwość ma zostać obliczona. W tym przypadku oś x zawiera stopnie.
Teraz dowiemy się, jak użyć histogramu na obrazie.
Histogram obrazu
Histogram obrazu, podobnie jak inne histogramy, również pokazuje częstotliwość. Ale histogram obrazu pokazuje częstotliwość wartości intensywności pikseli. Na histogramie obrazu oś x przedstawia intensywność poziomu szarości, a oś y przedstawia częstotliwość tych intensywności.
Na przykład
Histogram powyższego zdjęcia Einsteina wyglądałby mniej więcej tak
Oś X histogramu przedstawia zakres wartości pikseli. Ponieważ jest to obraz o 8 bpp, oznacza to, że ma 256 poziomów szarości lub odcieni szarości. To dlatego zakres osi x zaczyna się od 0 i kończy na 255 z przerwą 50. Podczas gdy na osi y jest liczba tych intensywności.
Jak widać na wykresie, większość słupków o wysokiej częstotliwości znajduje się w pierwszej połowie, czyli w ciemniejszej części. Oznacza to, że otrzymany obraz jest ciemniejszy. Można to również udowodnić na zdjęciu.
Zastosowania histogramów
Histogramy mają wiele zastosowań w przetwarzaniu obrazu. Pierwszym zastosowaniem, jak zostało to również omówione powyżej, jest analiza obrazu. Możemy przewidzieć obraz, patrząc po prostu na jego histogram. To tak, jakby patrzeć na prześwietlenie kości ciała.
Drugie zastosowanie histogramu służy do celów jasności. Histogramy mają szerokie zastosowanie w jasności obrazu. Nie tylko pod względem jasności, ale histogramy są również używane do dostosowywania kontrastu obrazu.
Innym ważnym zastosowaniem histogramu jest wyrównywanie obrazu.
I wreszcie, histogram ma szerokie zastosowanie w progowaniu. Jest to głównie używane w wizji komputerowej.