Vad är histogramutjämning?

Histogramutjämning är en relativt enkel process för att utplåna en distributionskurva eller att införa en balans i distributionen.Om mätningen är en digital översättning är processen ett enkelt datorprogram.Det finns många användningsområden för histogram, som är en grafisk kartläggning av en enda variabel för en stor uppsättning datapunkter.De vanligaste tillämpningarna där många människor möter histogram är ljud och video, både still och rör sig.

På sitt mest grundläggande är ett histogram ett statistiskt verktyg för kvalitetskontroll.Vanligtvis är grafens horisontella x-axel en enda variabel, säger en tärningskub rullad från en till sex.Den vertikala y-axeln är en enkel räkning eller mätning av frekvens.En given tärning rullas 100 gånger och resultaten planeras på denna graf.Konstigt nog, siffrorna två, tre, fyra och fem var vardera fram 16 gånger, men nummer ett dök bara upp en gång medan numret sex dök upp 35 gånger.

I exemplet ovan är grafen skev för siffrorna ett och sex.Tärningarna är tydligt defekt, och kvalitetskontroll dikterar att den fixas av, säger att det injicerar den med vikter.De fasta tärningarna rullas igen 100 gånger, och den resulterande grafen visar att alla sex siffror visas med lika frekvens.En histogramutjämning har just utförts.

Histogramets frekvensfördelningskurva är vanligt och mycket uppenbart i ljudutrustning.En dyr radio, kanske en komponentförstärkare, kan visa en rad digitala stapeldiagram som dansar upp och ner till musiken.Den vänstra stången mäter lågfrekvensbrus eller bas;Stängerna gradvis till rätt mått höga frekvenser, eller diskant.Medföljande spakar kan öka eller dämpa en viss frekvens.Om den djupa, blomstrande basen på en hiphop-takt visar skarpa spikar i stapeldiagrammet, kan motsvarande spak användas för att isolera och sänka dess volym utan att påverka de andra frekvenserna.

Den visade ljudsignalen i detta exempel sågs tillträdeVar obalanserad till förmån för bas.Histogramutjämningen, uppnådd genom att sänka bara basvolymen, påförde en balans och utplattad distribution av alla musikens frekvenser för att ungefärliga lika volym.Mätningen är av en enda variabel, nämligen ljudfrekvens från låg till hög.I ett givet ögonblick projicerar musik många frekvenser vid olika volymer, och var och en av dessa mätningar är datapunkter.

En annan gemensam tillämpning av histogramutjämning är i digital fotografering.Ett typiskt fotografi innehåller miljoner datapunkter, kallade pixlar.En fotokvalitetskontrollfunktion för många digitalkameramodeller är histogramanalysen.Den mäter den enda variabeln för varje pixels luminescens från ljus till mörker, från vitt till svart.Den resulterande grafiska kartan är en visning av fotonets kontrastintervall.

Den konventionella visdomen i ett fotografi av god kvalitet är en som innehåller ren vit, ren svart och varje gradering av ljus däremellan.Om ett överutsatt foto, eller ett överraskande i starkt vitt ljus, håller på att skjutas, kommer en översyn av dess histogram att avslöja en motsvarande spik i grafisk representation.Detsamma gäller för en förlust av kontrast i ett underutsatt, mörkt foto.Histogramutjämning kan ses i realtid genom att justera skottets exponeringsinställningar tills grafen visar en mer balanserad fördelning av luminescens.Efterbehandling av digitala bilder med ett datorprogram kan också ha förmågan att utvärdera och utjämna färghistogram.