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OpenCV实现直方图均衡化

2023-10-02 16:10:41 深夜i -- --

OpenCV 直方图均衡化图像处理亮度调整对比度增强

直方图均衡化是一种用于改善图像对比度的图像处理技术。它通过重新分配图像中像素的灰度级，使得图像中的灰度级分布更加均匀，从而提高图像的质量。OpenCV是一个开源的计算机视觉库，其中包含了许多用于图像处理和计算机视觉的函数和算法。

在OpenCV中，可以很方便地使用直方图均衡化来改善图像的对比度。实现直方图均衡化的基本步骤如下：

1. 载入图像：首先需要将待处理的图像载入到内存中。OpenCV提供了函数`cv2.imread()`来实现这一步骤。

2. 转换为灰度图像：直方图均衡化通常用于灰度图像。因此，需要将载入的彩色图像转换为灰度图像。OpenCV提供了函数`cv2.cvtColor()`来实现这一步骤。

3. 计算直方图：使用函数`cv2.calcHist()`可以计算灰度图像的直方图。

4. 计算累计分布函数：通过累加直方图的值，可以获得灰度级的累计分布函数。

5. 归一化：将累计分布函数归一化到期望的灰度范围（通常是0到255）。

6. 调整像素灰度级：通过查找归一化后的累计分布函数，将原始图像的像素值映射到新的灰度级。

7. 输出结果：将处理后的图像保存到磁盘上。OpenCV提供了函数`cv2.imwrite()`来实现这一步骤。

下面是使用OpenCV实现直方图均衡化的示例代码：

python
import cv2
# 载入图像
image = cv2.imread('image.jpg')
# 转换为灰度图像
gray_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)
# 计算直方图
hist = cv2.calcHist([gray_image], [0], None, [256], [0,256])
# 计算累计分布函数
cdf = hist.cumsum()
# 归一化
cdf_normalized = cdf * hist.max() / cdf.max()
# 调整像素灰度级
equalized_image = cv2.LUT(gray_image, cdf_normalized.astype('uint8'))
# 输出结果
cv2.imwrite('equalized_image.jpg', equalized_image)

在这个示例代码中，首先从文件中载入一张图像。然后将图像转换为灰度图像，并计算其直方图。接下来，计算累计分布函数，并对其进行归一化。最后，使用归一化后的累计分布函数对原始图像的像素进行调整，并将处理后的图像保存到磁盘上。

通过使用OpenCV实现直方图均衡化，我们可以快速、方便地改善图像的对比度，从而提高图像的质量。这对于许多应用，如图像增强、目标检测和图像识别等领域都非常有用。

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