直方图规定化：让图像更清晰

直方图规定化是为了使图像的直方图变成规定形状的直方图而对图像进行转换的增强方法。

规定形状的直方图可以是参考图像的直方图，通过转换使两幅图像的亮度变化规律尽可能地接近。规定形状的直方图也可以是特定函数形式的直方图，从而使转换后图像的亮度变化尽可能地服从这种函数分布。

直方图规定化的原理是对两个直方图都作均衡化，变成归一化的均匀直方图。以此均匀直方图做中介，再对参考图像作均衡化的逆运算即可。

下面以一个具体的例子，来说明直方图规定化的具体步骤。依然以图4-7（a）为例具体计算结果见表4-2。

直方图规定化的具体步骤如下：

（1）统计原图像的像素数，做出原图像的直方图。

表4-2　直方图规定化例

（2）统计原图像的累积百分比，写入表4-2中的第3列。(www.xing528.com)

（3）根据参考图像[图4-7（b）]，统计参考图像的像素数和累积百分比，构成新表4-3，并作出参考图像的直方图。

（4）对于原图像中的每一级的灰度级Xa的累积百分比T（Xa），在参考累积直方图中找到对应的累积百分比G（Yc），即它们的数值要近似相等，写入表4-2的第4列。

（5）由G（Yc）值，找到Yc值，来替代原灰度值Xa，写入表中4-2的第5列。

（6）根据原图像像素统计值对应求得新图像像素统计值并写入表中4-2中的第6列，并作出新直方图。

注意，表4-2中的灰度级和累积像素数均采用归一化数据，在表4-3中查找对应的参考累积值G（Yc）时，采用四舍五入的近似方法。根据四舍五入的原则，选用最邻近的对应值，再找到对应的新灰度值Yc。新像素的统计值由其所对应的原像素统计值合并而得到。

表4-3　参考图像直方图统计表

由图4-6可以看出，与直方图均衡化一样，由于图像是离散函数，同时存在运算误差，因而规定化变换后的直方图只是尽可能地接近参考直方图的形状，而不可能完全相同。尽管只能得到近似的直方图，但仍然能获得了明显的增强效果。

直方图规定化又称为直方图匹配，这种方法经常作为图像镶嵌或应用遥感图像进行动态变化研究的预处理工作。通过直方图匹配可以部分消除由于太阳高度角或大气影响造成的相邻图像的色调差异，从而可以降低目视解译的错误。