階調イコライゼーション(ヒストグラム均一化)

 イコライゼーション処理(ヒストグラム均一化処理)は、ヒストグラムの累積度数(輝度値0から画素数を累積したもの)のグラフの傾きが一定になるように変換する処理です。こうすることによって、コントラストが悪かったり、明るさが偏っている画像の全体的なバランスを改善することが可能になります。

 具体的には、以下のような計算式で変換を行います。
 w = INT( ( v(u) - vmin ) x ( L - 1 ) / ( 1 - vmin ) )

 ここで、
  w: 変換後の画素値、
  v(u): 変換前画素値uに対する累積度数÷画面の総画素数
  vmin: v(u)の最小値
  L: 階調数(256)
  INT(): 整数化関数

 標準画像 couple (輝度成分) に対してイコライゼーション処理を行った結果の画像と、その変換前後のヒストグラムを以下に示します。ヒストグラム図中には累積ヒストグラムも示してありますが、変換後に累積ヒストグラムが直線状に補正されたことがわかります。画像のコントラストも改善されています。

標準画像 couple (輝度成分)

標準画像 couple (輝度成分) (変換後)

標準画像 couple (輝度成分) のヒストグラム (変換前後)
(緑の線は累積度数を表します)

 ほかのグレイスケール画像に対して、イコライゼーション処理を行った例を以下に示します。

 エッジ検出フィルタを適用して得られた画像は、画素値の分布が偏りがちですが、そのような画像に対してイコライゼーション処理を行うことによって、コントラストを改善することができます。

標準画像 couple (輝度成分) に
8方向ラプラシアンフィルタを適用した画像
イコライゼーション処理後


イコライゼーション処理前後のヒストグラム
(緑の線は累積度数を表します)

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katahira@med.akita-u.ac.jp