Ecualización de histograma

Ya hemos visto que el contraste se puede aumentar mediante el estiramiento del histograma. En este tutorial veremos cómo se puede utilizar la ecualización de histograma para mejorar el contraste.

Antes de realizar la ecualización de histogramas, debe conocer dos conceptos importantes utilizados en la ecualización de histogramas. Estos dos conceptos se conocen como PMF y CDF.

Se tratan en nuestro tutorial de PMF y CDF. Visítelos para comprender con éxito el concepto de ecualización de histograma.

Ecualización de histograma

La ecualización de histograma se utiliza para mejorar el contraste. No es necesario que el contraste siempre se incremente en esto. Puede haber algunos casos en los que la ecualización del histograma sea peor. En esos casos se reduce el contraste.

Comencemos la ecualización del histograma tomando esta imagen a continuación como una imagen simple.

Imagen

Histograma de esta imagen

El histograma de esta imagen se muestra a continuación.

Ahora le realizaremos una ecualización de histograma.

PMF

Primero tenemos que calcular la PMF (función de masa de probabilidad) de todos los píxeles de esta imagen. Si no sabe cómo calcular PMF, visite nuestro tutorial de cálculo de PMF.

CDF

Nuestro siguiente paso implica el cálculo de CDF (función distributiva acumulativa). Nuevamente, si no sabe cómo calcular CDF, visite nuestro tutorial de cálculo de CDF.

Calcule la CDF según los niveles de gris

Consideremos, por ejemplo, que la CDF calculada en el segundo paso se ve así.

Valor de nivel de gris CDF
0 0,11
1 0,22
2 0,55
3 0,66
4 0,77
5 0,88
6 0,99
7 1

Luego, en este paso, multiplicará el valor CDF por (Niveles de gris (menos) 1).

Teniendo en cuenta que tenemos una imagen de 3 bpp. Entonces, el número de niveles que tenemos es 8. Y 1 resta 8 es 7. Entonces multiplicamos CDF por 7. Aquí lo que obtuvimos después de multiplicar.

Valor de nivel de gris CDF CDF * (Niveles-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

Ahora tenemos el último paso, en el que tenemos que mapear los nuevos valores de nivel de gris en número de píxeles.

Supongamos que nuestros antiguos valores de niveles de gris tienen este número de píxeles.

Valor de nivel de gris Frecuencia
0 2
1 4
2 6
3 8
4 10
5 12
6 14
7 dieciséis

Ahora bien, si asignamos nuestros nuevos valores a, entonces esto es lo que obtenemos.

Valor de nivel de gris Nuevo valor de nivel de gris Frecuencia
0 0 2
1 1 4
2 3 6
3 4 8
4 5 10
5 6 12
6 6 14
7 7 dieciséis

Ahora mapee estos nuevos valores en el histograma y listo.

Apliquemos esta técnica a nuestra imagen original. Después de aplicar obtuvimos la siguiente imagen y su siguiente histograma.

Imagen de ecualización de histograma

Función distributiva acumulativa de esta imagen

Histograma de ecualización de histograma

Comparar tanto los histogramas como las imágenes

Conclusión

Como puede ver claramente en las imágenes, se ha mejorado el contraste de la nueva imagen y también se ha ecualizado su histograma. También hay una cosa importante a tener en cuenta aquí: durante la ecualización del histograma, la forma general del histograma cambia, mientras que, como en el histograma, la forma general del histograma permanece igual.