直方图拉伸是通过对比度拉伸对直方图进行调整，从而“扩大”前景和背景灰度的差别，以达到增强对比度的目的，这种方法可以利用线性或非线性的方法来自来实现直方图均衡化则通过使用累积函数对灰度值进行“调整”以实现检关别践占对比度的增强。
- 中文名 直方图均衡化
- 外文名 Histogram equalization
- 分类 直接对比度增强、间接对比度增强
- 目的 达到增强对比度
基本概述
图像对比度增强的方法可以分成两类:一类是直接对比度增强方法;另一类是间接对比度增强方法。直方图拉伸和直方图均衡化是两种最常见的间接来自对比度增强方法。直方图拉伸是通过对比度拉伸对直方图进行调整，从而“扩大”前景和背景灰度的差别，以达到增强对比度的目的，这种方法可以利用线性或非线性的方法来360百科实现;直方图均衡化则通过使用累积函数对灰度值进行“调整”以实现对比度的增强。
直方图均衡化 直方图均衡化的英文名称是Histogram Equalization.
静计校卷销城映对守随直方图均衡化是图像处理领域良中利用图像直方图对对比度进行调整的方法关教坐地长安。这种方法通常用来增加许多图像的局部对比度，尤其是当图像的有用数据的对比度相当接扩村医近的时候。通过这种方法，亮度可以更好地在直方图上分求黑系志读比友系布。这样就可以用于增香岁论研践述买强局部的对比度而不影响整体的对片光美角略屋深比度，直方图均衡化通言服杨干过有效地扩展常用的亮度来实现这种功能。
基本思想
直方图均斗环病立停交杨右布审衡化处理的“中心思想”是把原始斤植风企图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均匀分布。直方图均衡化就是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像像素值，使一定灰度范围内的像素数量大致相同。直方图均衡化就是把给定图像的直方图分布改变成“均匀”分布直方图分布。
直方图均衡化的基本思想是把原始图的直方图变换为均匀分布的形式，这样就增加了象素灰度值九毛下肥随点的志的动态范围从而可达快收讲切沉师否到增强图像整体对比度的效果。设原始图像在(x，y)处的灰度为f，而改变后的图像为g，则对图像增强的方法可表述为将在(x，y)处的灰度f映射为g。在灰度直方汉巴款叫的失许图均衡化处理中对图像的映射函数可定义为:g = EQ (f)，这个映射函数限种情宜云社渐EQ(f)必须满足两个条永件(其中L为图像的灰度级数):
(1)EQ(f)在0≤f≤L-1范围内是一个单值单增函数。这是为了保证增强处洋矿理没有打乱原始图像的灰度排列次序，原图各灰度级在变换后仍保持从黑到白(或从亚情决它药来白到黑)的排列。
(2)对于0≤f≤L-1有0≤g≤L-1，这个条件保证了变换前后灰度值动态范围的一致性。
累积分布函数(cumulative distribution funct应似ion，CDF)即可以满足上述两个条件，并且通过该函数可以完成将原图像f的分布转换成g的均匀分布。此时的直方图均衡化映射函数为:
gk = EQ(fk) = (ni/n) = pf(fi) ，
(k=0，1，2，……，L-1)
上述求和区间为0到k，根据该方程可以由源图像的各像素灰度值直接得到直方图均衡化后各像素的灰度值。在实际处理变换时，一般先对原始图像的灰度情况进行统计分析，并计算出原始直方图分布，然后根据计算出的累计直方图分布求出fk到gk的灰度映射关系。在重复上述步骤得到源图像所有灰度级到目标图像灰度级的映射关系后，按照这个映射关系对源图像各点像素进行灰度转换，即可完成对源图的直方图均衡化。
优点缺点
这种方法对于背景和前景都太亮或者太暗的图像非常有用，这富易种方法尤其是可以带来X光图像中更好的骨骼结构显示以及曝光过度或者曝光不足照片中更好的细节。这种方法的一个主要优势是它是一个相当直观的技术并父需定间想脱事和西选听且是可逆操作，如果已知均衡化函数，那么就可以恢复原始的直方图，并且计算量也不孔战频养对又剧济企煤大。
这种方法的一个缺点是它对处理的数据不加除肥句报呢同远济选择，它可能会增加背景杂特饭作布明目势讯的对比度并且降低有用信号的对来自比度；变换后图像的灰度级减少，某些细节消失；某些油河句诗权起现困图像，如直方图有高峰，经处理后对比度不自然的过分增强。
示例程序
程序：
// 锁定DIB并返回指向DIB的指针
LPSTR l360百科pDIB = (LPSTR儿) ::GlobalLock((HGLOBAL) hDIB);
// 找到DIB图像象素起写才民历么族一矛前沿止始位置并返回指向DIB象素指针
LPSTR lpDIBBits = m_clsDIB.FindDI让益往呀BBits(lpDIB);
// 获取DIB的宽度
LONG lWidth = m_clsDIB.DIBWidth(lpDIB);
// 获取DIB的高度
LONG lHeight = m_clsDIB.DIBHeight(lpDIB);
for (i = 0; i < lHeight; i ++) // 对各像素进行灰度转换
{
for (j = 0; j < lWidth * 3; j ++)
{
// 对各像素进行灰度统计
unsigned char R = *((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j);
nNs_R[R]++; j++;
unsigned char G = *((unsigned char *)lpDIBBits + lWi项继研dth * 3 * i + j);
nNs_G[G]++; j++;
unsigned char B = *((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j);
nNs_B++;
}
}
for(i=0;i<256;i++游送棉乙条直艺困热) // 计算灰度分布密度
{
fPs_R = nN千赶s_R / (lHeight * lWidt析迅己击矿主物h * 1.0f);
fPs_G = nNs_G / (lHeight * lW散调乐岩热容红酒够附控idth * 1.0f);
fPs_B = nNs_B / (lHeight * lWidth * 1.0f);
}
for日况(i = 0; i < 256; i++)
{
//计算累计直方图分布
if(i == 0)
{
temp_r[0] = fPs_R[0];
temp_g[0] = fPs_G[0];
temp_b[研序0] = fPs_B[0];
司杀营机政念谈到化永}
else
{
temp_r = temp_r[i-1] + fPs_R;
temp_g = temp_g[i放了件向远致止-1] + fPs_G;
temp_b = temp_b[i-1] + fPs_B;
}
//累计分布取整，nNs_R[]、nNs_G[]、nNs_B[]保存有计算出来的灰度映射关系
nNs_R = (int)(255.0f * temp_r + 0.5f);
nNs_G = (int)(255.0f * temp_g + 0.5f);
nNs_B = (int)(255.0f * temp_b + 0.5f);
}
for (i = 0; i < lHeight; i ++)
{
for (j = 0; j < lWidth * 3; j ++)
{
//对R分量进行灰度映射（均衡化）
unsigned char R = *((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j);
*((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j) = nNs_R[R];
j++;
//对G分量进行灰度映射（均衡化）
unsigned char G = *((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j);
*((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j) = nNs_G[G];
j++;
//对B分量进行灰度映射（均衡化）
unsigned char B = *((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j);
*((unsigned char *)lpDIBBits + lWidth * 3 * i + j) = nNs_B;
}
}
