灰度均衡使用C语言对特定图像进行灰度均衡化处理,如果图像是彩色图像,需要先进行灰度化处理,变成8位灰度图像。
最简单的插值方法,顾名思义,选取距离自己最近的一个点的像素值赋给自己。如图所示:
假设P点为带求像素,其在放大区域的坐标为(X,Y),其x方向和y方向的放大倍数为kx,ky,通过x/kx,y/ky,则在原图像的映射坐标为(x+u,y+v).其中,x,y为整数部分,u,v为小数部分,根据x,y可以求得距离他最近的四个点的坐标,通过u,v可以求得距离他最近的一个点的坐标。(因为在c语言中,除法是整除,小数部分直接舍去,所以不能一步直接求得距离最近的点)。
最近邻插值法的计算量小,但是最后生成的图像的像素值不连续,在像素值变化较大的地方尤其明显。
灰度均衡化可以使图像的灰度分布更加均匀,从而使图像的对比度更加明显,具有很好的视觉效果。实现灰度均衡化需要以下步骤:
下面是一个C语言实现灰度均衡化的示例代码,其中image为原图像像素矩阵,width和height为图像的宽度和高度。
void grayEqualize(unsigned char* image, int width, int height) {
int hist[256] = {0}; //统计灰度级别频数的数组
int total = width * height; //图像像素总数
//统计每个灰度级别的像素数
for (int i = 0; i < total; i++) {
hist[image[i]]++;
}
//计算每个像素灰度级别在图像中的占比
double prob[256];
for (int i = 0; i < 256; i++) {
prob[i] = (double)hist[i] / total;
}
//计算灰度级别映射关系,并将图像像素值进行转换
int map[256];
for (int i = 0; i < 256; i++) {
int sum = 0;
for (int j = 0; j <= i; j++) {
sum += hist[j];
}
int val = round(sum * 255.0 / total);
map[i] = val > 255 ? 255 : val;
}
//对原图像中的所有像素值进行映射计算,输出灰度均衡化后的图像
for (int i = 0; i < total; i++) {
image[i] = map[image[i]];
}
}
这个示例代码中采用了较为简单的灰度级别映射计算方法,实际应用时可以根据不同需求采用更为复杂的映射方法。