ฮิสโตแกรม Equalization

เราได้เห็นแล้วว่าสามารถเพิ่มความเปรียบต่างได้โดยใช้การยืดฮิสโตแกรม ในบทช่วยสอนนี้เราจะมาดูกันว่าสามารถใช้การปรับสมดุลของฮิสโตแกรมเพื่อเพิ่มความเปรียบต่างได้อย่างไร

ก่อนที่จะทำการอีควอไลเซอร์ฮิสโตแกรมคุณต้องรู้แนวคิดสำคัญสองประการที่ใช้ในการทำให้เท่ากันฮิสโตแกรม แนวคิดทั้งสองนี้เรียกว่า PMF และ CDF

พวกเขาจะกล่าวถึงในบทแนะนำของ PMF และ CDF ของเรา โปรดไปที่พวกเขาเพื่อทำความเข้าใจแนวคิดของการปรับสมดุลของฮิสโตแกรมให้สำเร็จ

ฮิสโตแกรม Equalization

ฮิสโตแกรมอีควอไลเซอร์ใช้เพื่อเพิ่มความเปรียบต่าง ไม่จำเป็นว่าคอนทราสต์จะเพิ่มขึ้นเสมอไป อาจมีบางกรณีที่การทำให้เท่าเทียมกันของฮิสโตแกรมอาจแย่ลง ในกรณีนี้ความคมชัดจะลดลง

เริ่มต้นการปรับสมดุลของฮิสโตแกรมโดยใช้ภาพด้านล่างนี้เป็นภาพง่ายๆ

ภาพ

ฮิสโตแกรมของภาพนี้

ฮิสโตแกรมของภาพนี้แสดงไว้ด้านล่าง

ตอนนี้เราจะทำการปรับค่าฮิสโตแกรมให้เท่ากัน

PMF

ก่อนอื่นเราต้องคำนวณ PMF (ฟังก์ชันมวลความน่าจะเป็น) ของพิกเซลทั้งหมดในภาพนี้ หากคุณไม่รู้วิธีคำนวณ PMF โปรดไปที่บทช่วยสอนการคำนวณ PMF ของเรา

CDF

ขั้นตอนต่อไปของเราเกี่ยวข้องกับการคำนวณ CDF (ฟังก์ชันการกระจายสะสม) อีกครั้งหากคุณไม่รู้วิธีคำนวณ CDF โปรดไปที่บทช่วยสอนการคำนวณ CDF ของเรา

คำนวณ CDF ตามระดับสีเทา

ตัวอย่างเช่นให้พิจารณาสิ่งนี้ว่า CDF ที่คำนวณในขั้นตอนที่สองมีลักษณะเช่นนี้

ค่าระดับสีเทา	CDF
0	0.11
1	0.22
2	0.55
3	0.66
4	0.77
5	0.88
6	0.99
7	1

จากนั้นในขั้นตอนนี้คุณจะคูณค่า CDF ด้วย (ระดับสีเทา (ลบ) 1)

พิจารณาว่าเรามีภาพ 3 bpp จากนั้นจำนวนเลเวลที่เรามีคือ 8 และ 1 ลบ 8 ได้ 7 เราก็คูณ CDF ด้วย 7 นี่คือสิ่งที่เราได้หลังจากการคูณ

ค่าระดับสีเทา	CDF	CDF * (ระดับ -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

ตอนนี้เรามีขั้นตอนสุดท้ายซึ่งเราต้องแมปค่าระดับสีเทาใหม่เป็นจำนวนพิกเซล

สมมติว่าค่าระดับสีเทาเก่าของเรามีจำนวนพิกเซลเหล่านี้

ค่าระดับสีเทา	ความถี่
0	2
1	4
2	6
3	8
4	10
5	12
6	14
7	16

ทีนี้ถ้าเราจับคู่ค่าใหม่ของเรากับนี่คือสิ่งที่เราได้

ค่าระดับสีเทา	ค่าระดับสีเทาใหม่	ความถี่
0	0	2
1	1	4
2	3	6
3	4	8
4	5	10
5	6	12
6	6	14
7	7	16

ตอนนี้จับคู่ค่าใหม่ที่คุณอยู่ในฮิสโตแกรมและคุณทำเสร็จแล้ว

ให้ใช้เทคนิคนี้กับภาพต้นฉบับของเรา หลังจากใช้แล้วเราได้ภาพต่อไปนี้และฮิสโตแกรมต่อไปนี้

ภาพการปรับสมดุลของฮิสโตแกรม

ฟังก์ชันการกระจายแบบสะสมของรูปภาพนี้

ฮิสโตแกรมการปรับสมดุล Histogram

เปรียบเทียบทั้งฮิสโทแกรมและรูปภาพ

สรุป

ดังที่คุณเห็นได้ชัดเจนจากภาพว่าความคมชัดของภาพใหม่ได้รับการปรับปรุงและฮิสโตแกรมได้รับการปรับให้เท่ากันด้วย นอกจากนี้ยังมีสิ่งสำคัญอย่างหนึ่งที่ควรทราบไว้ที่นี่ว่าในระหว่างการปรับสมดุลของฮิสโตแกรมรูปร่างโดยรวมของฮิสโตแกรมจะเปลี่ยนไปโดยที่ในฮิสโตแกรมยืดรูปร่างโดยรวมของฮิสโตแกรมจะยังคงเหมือนเดิม