[영상 처리] 히스토그램 명세화 (Histogram Specification)

히스토그램 명세화 (Histogram Specification)

입력 영상의 히스토그램을 원하는 히스토그램으로 변환하는 기법입니다.

히스토그램 정합(Histogram Matching)이라고도 합니다.

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명암 대비를 개선하는 것은 히스토그램 평활화와 같습니다.

하지만, 특정 부분을 향상시키기 위해 원하는 히스토그램을 이용한 정합으로 일부 영역에서만 명암 대비를 개선한다는 점이 평활화와 다릅니다!

히스토그램 명세화 과정

1) 입력 영상의 히스토그램 생성

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2) 입력 영상 평활화

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3) 원하는 히스토그램 평활화

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4) 평활화된 원하는 히스토그램을 다시 역평활화

역평활화는 평활화와 반대로 정규화된 누적합이 명도 값이 되고, 명도 값은 역평활화 값이 됩니다.

역평활화 값이 역함수로서 룩업테이블(Look-up Table)로 사용됩니다.

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명도가 5일때, 정규화 값이 2.6입니다. 따라서, 명도가 2와 3일때에는 역평활화 값이 5가 됩니다.

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5) 역변환 함수(룩업 테이블)를 이용해 입력 영상의 원하는 히스토그램 생성

역평활화 값을 가진 룩업테이블을 이용해서 입력 영상에 매핑합니다.

룩업 테이블의 인덱스 0의 값이 0이면, 입력 영상에 0을 0으로 바꾸고

룩업 테이블의 인덱스 5의 값이 6이면, 입력 영상에 5을 6로 바꿉니다.

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자 이렇게 생성된 명세화된 입력 영상과 원하는 히스토그램을 비교해봅시다.

아래 사진과 같이 원하는 히스토그램의 모양이랑 명세화된 입력 영상의 히스토그램이 유사한 모양을 나타냅니다.

즉, 히스토그램 명세화는 입력 영상의 히스토그램을 원하는 히스토그램으로 변환하는 기법임을 알 수 있습니다.