直方图均衡化
概念
直方图均衡化是图像处理领域中利用图像直方图对对比度进行调整的方法,通过拉伸像素强度分布范围来增强图像对比度。
原理
-
均衡化指的是把一个分布 (给定的直方图) 映射 到另一个分布 (一个更宽更统一的强度值分布),从而令强度值分布会在整个范围内展开。
-
要想实现均衡化的效果,映射函数应该是一个 累积分布函数 ( cumulative distribution function, cdf ) 。对于直方图 H ( i ) H(i) H(i),它的累积分布函数 H ′ ( i ) H^{'}(i) H′(i):
H ′ ( i ) = ∑ j = 0 i H ( j ) H^{'}(i) = \sum_{j=0}^i H(j) H′(i)=∑j=0iH(j)
要使用其作为映射函数,我们必须对最大值为255 (或者用图像的最大强度值) 的累积分布 H ′ ( i ) H^{'}(i) H′(i) 进行归一化。
-
最后,我们使用一个简单的映射过程来获得均衡化后像素的强度值,假设原图为 I ( x , y ) I(x,y) I(x,y),均衡化后像素强度值 I ′ ( x , y ) I^{'}(x,y) I′(x,y):
I ′ ( x , y ) = H ′ ( I ( x , y ) ) I^{'}(x,y) = H^{'}(I(x,y)) I′(x,y)=H′(I(x,y))
代码实现
以 OpenCV 为例,其直方图均衡化函数为 equalizeHist(),代码实现如下:
/** @brief Equalizes the histogram of a grayscale image.The function equalizes the histogram of the input image using the following algorithm:- Calculate the histogram \f$H\f$ for src .
- Normalize the histogram so that the sum of histogram bins is 255.
- Compute the integral of the histogram:
\f[H'_i = \sum _{0 \le j < i} H(j)\f]
- Transform the image using \f$H'\f$ as a look-up table: \f$\texttt{dst}(x,y) = H'(\texttt{src}(x,y))\f$The algorithm normalizes the brightness and increases the contrast of the image.@param src Source 8-bit single channel image.
@param dst Destination image of the same size and type as src .*/
CV_EXPORTS_W void equalizeHist( InputArray src, OutputArray dst );void cv::equalizeHist( InputArray _src, OutputArray _dst )
{CV_INSTRUMENT_REGION();CV_Assert( _src.type() == CV_8UC1 );if (_src.empty())return;CV_OCL_RUN(_src.dims() <= 2 && _dst.isUMat(),ocl_equalizeHist(_src, _dst))Mat src = _src.getMat();_dst.create( src.size(), src.type() );Mat dst = _dst.getMat();CV_OVX_RUN(!ovx::skipSmallImages<VX_KERNEL_EQUALIZE_HISTOGRAM>(src.cols, src.rows),openvx_equalize_hist(src, dst))CALL_HAL(equalizeHist, cv_hal_equalize_hist, src.data, src.step, dst.data, dst.step, src.cols, src.rows);Mutex histogramLockInstance;const int hist_sz = EqualizeHistCalcHist_Invoker::HIST_SZ;int hist[hist_sz] = {0,};int lut[hist_sz];EqualizeHistCalcHist_Invoker calcBody(src, hist, &histogramLockInstance);EqualizeHistLut_Invoker lutBody(src, dst, lut);cv::Range heightRange(0, src.rows);if(EqualizeHistCalcHist_Invoker::isWorthParallel(src))parallel_for_(heightRange, calcBody);elsecalcBody(heightRange);int i = 0;while (!hist[i]) ++i;int total = (int)src.total();if (hist[i] == total){dst.setTo(i);return;}float scale = (hist_sz - 1.f)/(total - hist[i]);int sum = 0;for (lut[i++] = 0; i < hist_sz; ++i){sum += hist[i];lut[i] = saturate_cast<uchar>(sum * scale);}if(EqualizeHistLut_Invoker::isWorthParallel(src))parallel_for_(heightRange, lutBody);elselutBody(heightRange);
}
应用举例
C++ 代码如下:
#include "opencv2/imgcodecs.hpp"
#include "opencv2/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgproc.hpp"
#include <iostream>using namespace cv;
using std::cout;
using std::endl;int main(int argc, char** argv)
{CommandLineParser parser(argc, argv, "{@input | wukong.png | input image}");Mat src = imread(samples::findFile(parser.get<String>("@input")), IMREAD_COLOR);if (src.empty()){cout << "Could not open or find the image!\n" << endl;cout << "Usage: " << argv[0] << " <Input image>" << endl;return EXIT_FAILURE;}// 转换为灰度图像cvtColor(src, src, COLOR_BGR2GRAY);Mat dst;// 直方图均衡化equalizeHist(src, dst);imshow("Source image", src);imshow("Equalized Image", dst);waitKey();return EXIT_SUCCESS;}
Python 代码如下:
import cv2
import matplotlib.pyplot as plt# 读取图像
img = cv2.imread('../data/wukong.png', cv2.IMREAD_COLOR)
# 转换为灰度图
src = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 直方图均衡化
dst = cv2.equalizeHist(src)
# 显示原图和均衡化后的图
fig, axes = plt.subplots(2, 2, figsize=(18, 9))
axes[0, 0].imshow(src, cmap='gray')
axes[1, 0].imshow(dst, cmap='gray')
axes[0, 1].hist(src.ravel(), 256, [0, 256], color='#fc8403')
axes[1, 1].hist(dst.ravel(), 256, [0, 256], color='#fc8403')
# 显示直方图网格
axes[0, 1].grid(axis='y', linestyle='-.', alpha=0.5)
axes[1, 1].grid(axis='y', linestyle='-.', alpha=0.5)
# 设置标题
axes[0, 0].set_title('Original Image')
axes[1, 0].set_title('Equalized Image')
axes[0, 1].set_title('Histogram of Original Image')
axes[1, 1].set_title('Histogram of Equalized Image')
# 显示图表
plt.show()

相关文章:
直方图均衡化
概念 直方图均衡化是图像处理领域中利用图像直方图对对比度进行调整的方法,通过拉伸像素强度分布范围来增强图像对比度。 原理 均衡化指的是把一个分布 (给定的直方图) 映射 到另一个分布 (一个更宽更统一的强度值分布),从而令强度值分布会在整个范围内…...
Golang | Leetcode Golang题解之第342题4的幂
题目: 题解: func isPowerOfFour(n int) bool {return n > 0 && n&(n-1) 0 && n%3 1 }...
数学建模学习(116):全面解析梯度下降算法及其在机器学习中的应用与优化
文章目录 1.梯度下降简介1.1 梯度下降的数学原理1.2 学习率的选择2 梯度下降变体3.梯度下降优化器3.1 动量法(Momentum)3.2 AdaGrad3.3 RMSprop3.4 Adam3.5 Python 使用不同优化器训练线性回归模型4.案例:使用梯度下降优化加利福尼亚房价预测模型4.1. 数据准备4.2. 模型训练…...
[mysql][sql]mysql查询表大小
select table_schema as 数据库, table_name as 表名, table_rows as 记录数, truncate(data_length/1024/1024, 2) as 数据容量(MB), truncate(index_length/1024/1024, 2) as 索引容量(MB) from information_schema.tables where 11 and table_schemadb001 order by table_ro…...
8.16 mysql主从数据库(5.7版本)与python的交互及mycat
mysql数据库基本操作: [rootm ~]# tar -xf mysql-5.7.44-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz 解压压缩包 [rootm ~]# ls anaconda-ks.cfg mysql-5.7.44-linux-glibc2.12-x86_64 mysql-5.7.44-linux-glibc2.12-x86_64.tar.gz [rootm ~]# cp -r mysql-5.7.44-lin…...
项目问题 | CentOS 7停止维护导致yum失效的解决办法
目录 centos停止维护意味着yum相关源伴随失效。 报错: 解决方案:将图中四个文件替换掉/etc/yum.repos.d/目录下同名文件 资源提交在博客头部,博客结尾也提供文件源码内容 CentOS-Base.repo CentOS-SCLo-scl.repo CentOS-SCLo-scl-rh.rep…...
【Docker】Docker Compose(容器编排)
一、什么是 Docker Compose docker-compose 是 Docker 官方的开源项目,使用 python 编写,实现上调用了 Docker 服务的 API 进行容器管理及编排,其官方定义为定义和运行多个 Docker 容器的应用。 docker-compose 中有两个非常重要的概念&…...
嵌入式初学-C语言-二九
C语言编译步骤 预处理编译汇编链接 什么是预处理 预处理就是在源文件(如.c文件)编译之前,所进行的一部分预备操作,这部分操作是由预处理程序自动完成,当源文件在编译时,编译器会自动调用预处理指令的解析…...
0x03 ShowDoc 文件上传漏洞(CNVD-2020-26585)复现
参考:ShowDoc文件上传漏洞(CNVD-2020-26585)_showdoc漏洞-CSDN博客 一、fofa 搜索使用该工具的网站 网络空间测绘,网络空间安全搜索引擎,网络空间搜索引擎,安全态势感知 - FOFA网络空间测绘系统 "S…...
【大模型从入门到精通34】开源库框架LangChain 利用LangChain构建聊天机器人1
这里写目录标题 利用LangChain构建聊天机器人介绍介绍对话型聊天机器人构建环境环境变量和平台设置 加载文档和创建向量存储高级检索技术对话上下文和记忆纳入聊天历史会话缓冲内存 构建对话检索链环境设置与API密钥配置选择合适的语言模型版本Q&A系统设置 利用LangChain构…...
魔法糖果工厂
LYA 是一家魔法糖果工厂的新任管理员。工厂生产的魔法糖果有七种颜色,分别用字母 a、b、c、d、e、f、g 表示。这些糖果被排列在一条传送带上,准备进行包装。为了提高效率,工厂引进了一台智能包装机器人。这个机器人可以按照预设的指令序列来包…...
NVM安装管理node.js版本(简单易懂)
一、前言 1.1 简介 NVM(Node Version Manager)是 node.js 的版本管理器,用 shell 脚本切换机器中不同版本的 nodejs。 Nodejs为什么需要多个版本? 有经验的开发者可能遇到过,某个依赖包明确nodejs是某个版本&#…...
第1章-04-Chrome及Chrome Driver安装及测试
🏆作者简介,黑夜开发者,CSDN领军人物,全栈领域优质创作者✌,CSDN博客专家,阿里云社区专家博主,2023年CSDN全站百大博主。 🏆数年电商行业从业经验,历任核心研发工程师&am…...
【Linux】SSH 隧道转发场景搭建
ssh建立隧道转发 A设备:没有公网IP地址的本地设备,如本地内网服务器(需要能通公网) B设备:有公网IP地址的服务器,可以是云服务器 C设备:终端设备,想通过公网服务器B访问到设备A 要…...
前后端部署-服务器linux中安装数据库Mysql8
一、登录Xshell7 && 开放Mysql 3306端口, Redis 6379 端口 二、手动部署MySQL数据库 1.运行以下命令,更新YUM源。 sudo rpm -Uvh https://dev.mysql.com/get/mysql80-community-release-el7-7.noarch.rpm 2.运行以下命令,安装My…...
如何使用jd-gui对springboot源码进行分析
背景: 最近在学习springboot的过滤器和拦截器,想了解一下过滤器和拦截器是怎么匹配URL的,在网上搜了半天都搜不到针对源码的,网上大部分内容都是说怎么配置过滤器和拦截器,怎么使用,并没有对源码进行分析的…...
原来ChatGPT是这么评价《黑神话:悟空》的啊?
《黑神话:悟空》一经上线便迅速吸引了全球的目光,成为了今日微博热搜榜上的焦点话题。作为中国首款现象级的中国3A大作,它的发布无疑引发了广泛的关注与讨论。 《黑神话:悟空》,这款3A国产游戏大作,由国内游…...
C语言第17篇
1.在C语言中,全局变量的存储类别是_________. A) static B) extern C) void D) register 提示:extern adj.外来的 register n.登记表,v.登记 提示与本题无关 2.在一个C源程序文件中,要定义一个只允许本源文件中所有函数使用的全局变…...
Springboot+vue实现webScoket
需求 因为在做的项目中,有多个网站登录同一个用户,故想在某一个页面登录或者退出的时候,对其他页面进行相同的操作 跨域,跨页面,跨项目,跨标签页,https 因为一开始不像麻烦后端,所以…...
CSS知识点详解:display+float
display:浮动 1.block:使元素呈现为块级元素,可设置宽高 display: block; 特点:使元素呈现为块级元素,即该元素会以新行开始,占据整行的宽度,即使其宽度未满。 例子: 2.inline&a…...
docker详细操作--未完待续
docker介绍 docker官网: Docker:加速容器应用程序开发 harbor官网:Harbor - Harbor 中文 使用docker加速器: Docker镜像极速下载服务 - 毫秒镜像 是什么 Docker 是一种开源的容器化平台,用于将应用程序及其依赖项(如库、运行时环…...
(十)学生端搭建
本次旨在将之前的已完成的部分功能进行拼装到学生端,同时完善学生端的构建。本次工作主要包括: 1.学生端整体界面布局 2.模拟考场与部分个人画像流程的串联 3.整体学生端逻辑 一、学生端 在主界面可以选择自己的用户角色 选择学生则进入学生登录界面…...
【人工智能】神经网络的优化器optimizer(二):Adagrad自适应学习率优化器
一.自适应梯度算法Adagrad概述 Adagrad(Adaptive Gradient Algorithm)是一种自适应学习率的优化算法,由Duchi等人在2011年提出。其核心思想是针对不同参数自动调整学习率,适合处理稀疏数据和不同参数梯度差异较大的场景。Adagrad通…...
《从零掌握MIPI CSI-2: 协议精解与FPGA摄像头开发实战》-- CSI-2 协议详细解析 (一)
CSI-2 协议详细解析 (一) 1. CSI-2层定义(CSI-2 Layer Definitions) 分层结构 :CSI-2协议分为6层: 物理层(PHY Layer) : 定义电气特性、时钟机制和传输介质(导线&#…...
Nginx server_name 配置说明
Nginx 是一个高性能的反向代理和负载均衡服务器,其核心配置之一是 server 块中的 server_name 指令。server_name 决定了 Nginx 如何根据客户端请求的 Host 头匹配对应的虚拟主机(Virtual Host)。 1. 简介 Nginx 使用 server_name 指令来确定…...
QT: `long long` 类型转换为 `QString` 2025.6.5
在 Qt 中,将 long long 类型转换为 QString 可以通过以下两种常用方法实现: 方法 1:使用 QString::number() 直接调用 QString 的静态方法 number(),将数值转换为字符串: long long value 1234567890123456789LL; …...
图表类系列各种样式PPT模版分享
图标图表系列PPT模版,柱状图PPT模版,线状图PPT模版,折线图PPT模版,饼状图PPT模版,雷达图PPT模版,树状图PPT模版 图表类系列各种样式PPT模版分享:图表系列PPT模板https://pan.quark.cn/s/20d40aa…...
GC1808高性能24位立体声音频ADC芯片解析
1. 芯片概述 GC1808是一款24位立体声音频模数转换器(ADC),支持8kHz~96kHz采样率,集成Δ-Σ调制器、数字抗混叠滤波器和高通滤波器,适用于高保真音频采集场景。 2. 核心特性 高精度:24位分辨率,…...
ABAP设计模式之---“简单设计原则(Simple Design)”
“Simple Design”(简单设计)是软件开发中的一个重要理念,倡导以最简单的方式实现软件功能,以确保代码清晰易懂、易维护,并在项目需求变化时能够快速适应。 其核心目标是避免复杂和过度设计,遵循“让事情保…...
10-Oracle 23 ai Vector Search 概述和参数
一、Oracle AI Vector Search 概述 企业和个人都在尝试各种AI,使用客户端或是内部自己搭建集成大模型的终端,加速与大型语言模型(LLM)的结合,同时使用检索增强生成(Retrieval Augmented Generation &#…...
