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…...

ant design pro v6 如何做好角色管理
先上图: 整个角色管理是如何做的吗? 首先你要处理后端,要先把角色存到用户那。 这是用户管理部分的内容: 可以看到一个用户是有多个角色的。 看到没有,存的是数组 数组的是一个 role 对象 role 对象是这样…...

C++ 设计模式(3. 抽象工厂模式)
抽象工厂模式也是一种创建型设计模式,提供了一个创建一系列相关或相互依赖对象的接口,而无需指定它们具体的类【引用自大话设计模式第15章】基本结构 抽象工厂模式包含多个抽象产品接口,多个具体产品类,一个抽象工厂接口和多个具体…...

【PHP入门教程】PHPStudy环境搭建+HelloWorld运行
文章目录 PHP 的历史PHP 的用途PHP 的特点和优势PHP 环境搭建环境准备安装window 安装CentOS / Ubuntu / Debian 安装 第一个Hello World使用Apache服务运行命令行运行代码 PHP 的历史 PHP(Hypertext Preprocessor)超文本预处理器是一种开源的通用脚本语…...

补 0 输出。
题目描述 输入一个整数,请在整数前面补 00 补足 88 位后输出。 输入描述 输入一行包含一个整数 nn。 输出描述 输出补00后的整数。 输入输出样例 示例1 输入 2021输出 00002021示例2 输入 202110输出 00202110 import os import sys# 请在此输入您的代码 si…...

因为嫌吵,在自己家也用上了远程控制电脑
加班嘛,赶稿嘛,参加工作的人都懂那种无形的压力和烦躁。 因为家里空间有限,我平常都是直接在客厅用台式电脑加急改写方案,但今天晚上家里来了几位叔,他们边吃饭边聊着秦始皇的话题,都70多分钟了,…...

vue---echarts环形图
1、完整代码直接可以cv <template><div id"main1"></div> </template><script> import * as echarts from echarts; // import { mapState } from vuex; // import { Alarm_Device } from ../utils/api.js; export default {name: P…...

克服编程挫折:从Bug的迷宫中寻找出口与面对算法保持冷静的策略
在编程学习的道路上,挫折感无疑是每个学习者都必须面对的挑战之一。它们仿佛是一座座高墙,阻挡我们前进的步伐。然而,正如许多有经验的编程高手所证明的那样,挫折并不是终点,而是成长和进步的催化剂。本文将分享一些有…...

Flink之SQL client使用案例
Flink的执行模式有以下三种: 前提是我们已经开启了yarnsession的进程,在下图中可以看到启动的id也就是后续任务需要通过此id进行认证,以及任务分配的master主机。 这里启动时候会报错一个ERROR:org.apache.flink.shaded.curator.org.apache…...

实际开发中的模块化开发 - 应用到直播间
实际开发中的模块化开发 - 模块管理(以直播间为例)-CSDN博客 引言 在前面的两篇博客中,我们已经介绍了直播模块的简单结构,创建了模块管理器和模块抽象基类,并且通过模块化实现了两个小业务功能模块。接下来…...

EmguCV学习笔记 VB.Net 第5章 图像变换
版权声明:本文为博主原创文章,转载请在显著位置标明本文出处以及作者网名,未经作者允许不得用于商业目的。 EmguCV是一个基于OpenCV的开源免费的跨平台计算机视觉库,它向C#和VB.NET开发者提供了OpenCV库的大部分功能。 教程VB.net版本请访…...