限制对比度自适应直方图均衡化

1.累积分布函数:
累积分布函数(Cumulative Distribution Function),又叫分布函数,是概率密度函数的积分,能完整描述一个实随机变量X的概率分布。一般以大写CDF标记,,与概率密度函数probability density function(小写pdf)相对。
对于所有实数 ,累积分布函数定义如下:

限制对比度自适应直方图均衡化

即累积分布函数表示:对离散变量而言,所有小于等于a的值出现概率的和 。

限制对比度自适应直方图均衡化
2.直方图均衡化(HE)
直方图均衡化(Histogram Equalization)是一种增强图像对比度(Image Contrast)的方法,其主要思想是将一副图像的直方图分布变成近似均匀分布,从而增强图像的对比度。
限制对比度自适应直方图均衡化
3.什么是自适应?
在数字图像领域,”自适应”一般是指根据图像的局部性质进行处理。

4.什么是自适应直方图均衡化(AHE)?

限制对比度自适应直方图均衡化
优点:图像的灰度值较好的分布在了全部动态范围上,局部对比度得到了提高,视觉效果优于直方图均衡化。
缺点(亦即提出限制对比度的自适应直方图均衡化方法的原因):对局部对比度提高过大,导致图像失真,还会放大图像中的噪声。

5.限制对比度的自适应直方图均衡化(CLAHE)
为了避免由于自适应直方图均衡化产生的不连续和过渡增强,引入了一种限制直方图分布的办法。
相对于自适应直方图均衡化,有两点改进:

5.1提出一种限制直方图分布的办法:

限制对比度自适应直方图均衡化

5.2提出了一种插值的方法 :

限制对比度自适应直方图均衡化
步骤:
i. 将图像分块,每块计算一个直方图CDF,黑色实现边框的小块称为窗口
Ii. 对于蓝色像素点(内部点),分别计算四个窗口的直方图CDF对蓝色像素点的映射值;对于红色像素点,只使用其最近的窗口的CDF进行映射;对于绿色窗口,采用邻近的两个窗口的CDF映射值进行线性插值。
有效避免了块状不连续的问题。

限制对比度自适应直方图均衡化

6.总结

6.1 HE:
对整幅图的像素使用相同的变换,适用于像素值分布比较均衡的图像。但是如果图像中包括明显亮或者明显暗的区域,在这些部分的对比度并不会得到增强。
6.2 AHE:通过计算图像多个局部区域的直方图,并重新分配量度,一次改变图像对比度,更适合于提高图像的局部对比度和细节部分,但存在过度放大图像中相对均匀区域的噪声问题。
6.3 CLAHE:主要在于对对比度的限值,对于每个小区域都使用对比度限值,用来客服AHE的过度放大噪音的问题。

改自–B站:深度学习音

Original: https://blog.csdn.net/weixin_43843322/article/details/121271965
Author: ZWHY.
Title: 限制对比度自适应直方图均衡化

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