OpenCV 完整例程45. 图像的灰度直方图

Posted 2021-12-20 Python小白进阶

【OpenCV 完整例程】45. 图像的灰度直方图

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图像直方图是反映图像像素分布的统计表，横坐标代表像素值的取值区间，纵坐标代表每一像素值在图像中的像素总数或者所占的百分比。 灰度直方图是图像灰度级的函数，用来描述每个灰度级在图像矩阵中的像素个数。

灰度直方图反映了图像中的灰度分布规律，直观地表现了图像中各灰度级的占比，很好地体现出图像的亮度和对比度信息：灰度图分布居中说明亮度正常，偏左说明亮度较暗，偏右表明亮度较高；狭窄陡峭表明对比度降低，宽泛平缓表明对比度较高。

根据直方图的形态可以判断图像的质量，通过调控直方图的形态可以改善图像的质量。

OpenCV 提供了函数 cv2.calcHist 可以计算直方图，Numpy 中的函数 np.bincount 也可以实现同样的功能。

函数说明：

cv2.calcHist(images, channels, mask, histSize, ranges[, hist[, accumulate ]]) → hist

函数 cv2.calcHist 可以计算一维直方图或二维直方图，函数的参数 images, channels, histSize, ranges 在计算一维直方图时也要带 [] 号。

参数说明：

• images：输入图像，用 [] 括号表示
• channels： 直方图计算的通道，用 [] 括号表示
• mask：掩模图像，一般置为 None
• histSize：直方柱的数量，一般取 256
• ranges：像素值的取值范围，一般为 [0,256]
• 返回值 hist：返回每一像素值在图像中的像素总数，形状为 (histSize,1)

注意：

• 1. 参数 images, channels, histSize, ranges 都要带 [] 号。
• 2. mask 是与 images 大小相同的掩模图像，掩模为 0 的区域不作处理。不使用掩模时设为 None。
     3. channels 设置对彩色图像的指定通道计算直方图，灰度图像时设为 0。
     4. Numpy 中的函数 np.bincount 也可以实现同样的功能，但该函数返回值的形状为 (histSize,)

例程：1.57 图像的灰度直方图

    # 1.57 图像的灰度直方图
    img = cv2.imread("../images/imgLena.tif", flags=0)  # flags=0 读取为灰度图像

    histCV = cv2.calcHist([img], [0], None, [256], [0, 256])  # OpenCV 函数 cv2.calcHist
    histNP, bins = np.histogram(img.flatten(), 256)
    print(histCV.shape, histNP.shape)  # histCV: (256, 1), histNP: (256,)

    plt.figure(figsize=(10,3))
    plt.subplot(131), plt.imshow(img, cmap='gray', vmin=0, vmax=255), plt.title("Original"), plt.axis('off')
    plt.subplot(132,xticks=[], yticks=[]), plt.axis([0,255,0,np.max(histCV)])
    plt.bar(range(256), histCV[:,0]), plt.title("Gray Hist(cv2.calcHist)")
    plt.subplot(133,xticks=[], yticks=[]), plt.axis([0,255,0,np.max(histCV)])
    plt.bar(bins[:-1], histNP), plt.title("Gray Hist(np.histogram)")
    plt.show()

（本节完）

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