Histograma de imagem digital

O histograma de uma imagem indica o percentual de pixels que a imagem tem de determinado nível de cinza ou cor.

Imagem em tons de cinza e o seu histograma.

O histograma fornece uma indicação da qualidade da imagem quanto ao contraste e intensidade luminosa.

Imagens em tons de cinza e seus respectivos histogramas: com pouco (direita) e muito contraste (esquerda).

Imagens em tons de cinza e seus respectivos histogramas: com alta luminosidade (clara) e com baixa luminosidade (escura).

Histogramas das bandas de uma imagem colorida

Histogramas da Imagem 3.25 separado por canal R,G B.

Curva de tom original e alteradas,  com suas respectivas curvas de tom e histogramas

Compressão do histograma (diminuição do range)

Efeito da Compressão de Histogramas.

Expansão de histograma (ampliação do range)

Efeito da Expansão de Histogramas.

Imagem negativa (ou com os tons invertidos)

Efeito da imagem negativa.

Outras perações globais baseadas em histograma.

Equalização

O objetivo da equalização de imagens é a melhoria do seu contraste.

Para tanto, o ideal é que os níveis de cinza sejam representados de maneira uniforme e distribuída.

A equalização de histograma consiste na redistribuição dos valores de nível de cinza em uma imagem, de forma que todos os pixels tenham a probabilidade de aparecer mais equalitária possível.

Imagem com baixo contraste e seu histograma.

Especificação Direta

A equalização de histogramas procura distribuir igualmente para todos os níveis de pixels da imagem o que não permite estabelecer parâmetros de mudança capazes de ressaltar faixas de níveis de cinza na imagem.

Esta pode ser realizada por outra técnica chamada de especificação direta de histograma.

Imagem original e seu histograma normalizado

Imagem obtida (a) após a especificação do histograma

Técnicas Baseadas no Histograma de Imagens Coloridas.

Imagem original e seus histogramas normalizados.

Problema:

Quando as técnicas de mudança de histograma para imagens em tons de cinza são   simplesmente triplicadas para cada um dos canais (RGB) independentemente, o resultado será o surgimento de cores não presentes na imagem original.

Imagem modificada por equalização e seus histogramas equalizados normalizados

Soluções:

1- Usar melhor canal em melhor espaço de cores.

Esquema de modificações baseadas no histograma para imagens coloridas.

2- Usar melhor canal em melhor espaço de cores.

Esquema de modificação para espaços HSV e HLS.