Was ist Histogrammausgleich?
Der Histogrammausgleich ist ein relativ einfacher Vorgang zum Abflachen einer Verteilungskurve oder zum Auferlegen eines Gleichgewichts in der Verteilung. Wenn es sich bei der Messung um eine digitale Übersetzung handelt, handelt es sich um ein einfaches Computerprogramm. Es gibt viele Verwendungszwecke für Histogramme, bei denen es sich um eine grafische Abbildung einer einzelnen Variablen für einen großen Satz von Datenpunkten handelt. Die häufigsten Anwendungen, bei denen viele Menschen auf Histogramme stoßen, sind Audio und Video, sowohl Standbilder als auch bewegte Bilder.
Im Grunde genommen ist ein Histogramm ein statistisches Instrument zur Qualitätskontrolle. Normalerweise ist die horizontale x-Achse des Diagramms eine einzelne Variable, beispielsweise ein Würfel, der von eins bis sechs gewürfelt wird. Die vertikale y-Achse ist eine einfache Zählung oder Messung der Frequenz. Ein gegebener Würfel wird 100-mal gewürfelt, und die Ergebnisse werden in dieser Grafik dargestellt. Seltsamerweise tauchten die Zahlen zwei, drei, vier und fünf jeweils 16 Mal auf, aber die Nummer eins tauchte nur einmal auf, während die Nummer sechs 35 Mal auftauchte.
Im obigen Beispiel ist das Diagramm für die Nummern eins und sechs verzerrt. Der Würfel ist eindeutig defekt, und die Qualitätskontrolle schreibt vor, dass er repariert werden muss, indem beispielsweise Gewichte injiziert werden. Der feste Würfel wird erneut 100 Mal gewürfelt, und die resultierende Grafik zeigt, dass alle sechs Zahlen mit der gleichen Häufigkeit angezeigt werden. Ein Histogrammausgleich wurde gerade durchgeführt.
Die Frequenzverteilungskurve des Histogramms ist bei Audiogeräten häufig und sehr offensichtlich. Ein teures Radio, möglicherweise ein Komponentenverstärker, zeigt möglicherweise eine Reihe von digitalen Balkendiagrammen an, die zur Musik auf und ab tanzen. Der Balken ganz links misst Niederfrequenzgeräusche oder Bässe. Die Balken nach rechts messen hohe Frequenzen oder Höhen. Begleithebel können eine bestimmte Frequenz erhöhen oder dämpfen. Wenn der tiefe, dröhnende Bass eines Hip-Hop-Beats scharfe Spitzen im Balkendiagramm anzeigt, kann der entsprechende Hebel verwendet werden, um die Lautstärke zu isolieren und zu verringern, ohne die anderen Frequenzen zu beeinflussen.
Das in diesem Beispiel angezeigte Audiosignal war zugunsten des Basses unsymmetrisch. Die Histogramm-Entzerrung, die nur durch Verringern der Basslautstärke erreicht wurde, erzwang ein Gleichgewicht und eine abgeflachte Verteilung aller Frequenzen der Musik, um ungefähr die gleiche Lautstärke zu erreichen. Die Messung erfolgt über eine einzige Variable, nämlich die Schallfrequenz von niedrig nach hoch. In einem bestimmten Moment projiziert Musik viele Frequenzen mit unterschiedlichen Lautstärken, und jede dieser Messungen sind Datenpunkte.
Eine weitere häufige Anwendung des Histogrammausgleichs ist die digitale Fotografie. Ein typisches Foto enthält Millionen von Datenpunkten, die als Pixel bezeichnet werden. Ein Merkmal der Fotoqualitätskontrolle vieler Digitalkameramodelle ist die Histogrammanalyse. Es misst die einzelne Variable der Lumineszenz jedes Pixels von hell nach dunkel, von weiß nach schwarz. Die resultierende Grafikkarte ist eine Anzeige des Kontrastumfangs des Fotos.
Die übliche Weisheit einer qualitativ hochwertigen Fotografie ist eine, die reines Weiß, reines Schwarz und jede dazwischen liegende Lichtabstufung enthält. Wenn ein überbelichtetes Foto oder ein Foto mit hellem weißem Licht aufgenommen werden soll, zeigt eine Überprüfung des Histogramms eine entsprechende Spitze in der grafischen Darstellung. Gleiches gilt für einen Kontrastverlust bei einem unterbelichteten, abgedunkelten Foto. Der Histogrammausgleich kann in Echtzeit angezeigt werden, indem die Belichtungseinstellungen der Aufnahme angepasst werden, bis das Diagramm eine ausgewogenere Verteilung der Lumineszenz anzeigt. Die Nachbearbeitung digitaler Bilder mit einem Computerprogramm kann auch die Fähigkeit haben, Farbhistogramme auszuwerten und auszugleichen.