Introdução aos histogramas
Antes de discutir o uso de histogramas no processamento de imagens, veremos primeiro o que é histograma, como ele é usado e, a seguir, um exemplo de histogramas para entender melhor o histograma.
Histogramas
Um histograma é um gráfico. Um gráfico que mostra a frequência de qualquer coisa. Normalmente, o histograma tem barras que representam a frequência de ocorrência de dados em todo o conjunto de dados.
Um histograma possui dois eixos, o eixo xeo eixo y.
O eixo x contém eventos cuja frequência você deve contar.
O eixo y contém a frequência.
As diferentes alturas da barra mostram diferentes frequências de ocorrência de dados.
Normalmente, um histograma se parece com isso.
Agora veremos um exemplo deste histograma é construir
Exemplo
Considere uma classe de alunos de programação e você estará ensinando Python para eles.
No final do semestre, você obteve esse resultado que é mostrado na tabela. Mas é muito bagunçado e não mostra o resultado geral da aula. Então você tem que fazer um histograma do seu resultado, mostrando a frequência geral de ocorrência das notas na sua turma. Veja como você vai fazer.
Folha de resultados
| Nome | Grau |
|---|---|
| John | UMA |
| Jack | D |
| Carter | B |
| Tommy | UMA |
| Lisa | C + |
| Derek | UMA- |
| Tom | B + |
Histograma da folha de resultados
Agora o que você vai fazer é descobrir o que vem nos eixos xey.
Há uma coisa a ter certeza: o eixo y contém a frequência, então o que vem no eixo x. O eixo X contém o evento cuja frequência deve ser calculada. Neste caso, o eixo x contém graus.
Agora veremos como usamos um histograma em uma imagem.
Histograma de uma imagem
O histograma de uma imagem, como outros histogramas, também mostra a frequência. Mas um histograma de imagem mostra a frequência dos valores de intensidade dos pixels. Em um histograma de imagem, o eixo x mostra as intensidades dos níveis de cinza e o eixo y mostra a frequência dessas intensidades.
Por exemplo
O histograma da imagem acima do Einstein seria algo assim
O eixo x do histograma mostra a faixa de valores de pixel. Como é uma imagem de 8 bpp, isso significa que tem 256 níveis de cinza ou tons de cinza. É por isso que o intervalo do eixo x começa em 0 e termina em 255 com um intervalo de 50. Já no eixo y, está a contagem dessas intensidades.
Como você pode ver no gráfico, a maioria das barras que possuem alta frequência fica na primeira metade, que é a parte mais escura. Isso significa que a imagem que obtivemos é mais escura. E isso também pode ser comprovado pela imagem.
Aplicações de Histogramas
Os histogramas têm muitos usos no processamento de imagens. O primeiro uso, como também foi discutido acima, é a análise da imagem. Podemos prever sobre uma imagem apenas olhando seu histograma. É como olhar um raio-x de um osso de um corpo.
O segundo uso do histograma é para fins de brilho. Os histogramas têm ampla aplicação no brilho da imagem. Não apenas no brilho, mas os histogramas também são usados para ajustar o contraste de uma imagem.
Outro uso importante do histograma é para equalizar uma imagem.
E por último, mas não menos importante, o histograma tem amplo uso em limiares. Isso é usado principalmente em visão computacional.