¿Qué es la ecualización de histograma?
La ecualización del histograma es un proceso relativamente simple de aplanar una curva de distribución o de imponer un equilibrio en la distribución. Si la medición es una traducción digital, el proceso es un programa informático sencillo. Existen muchos usos para los histogramas, que son un mapeo gráfico de una sola variable para un gran conjunto de puntos de datos. Las aplicaciones más comunes en las que muchas personas encuentran histogramas son audio y video, tanto fijas como en movimiento.
En su forma más básica, un histograma es una herramienta estadística para el control de calidad. Por lo general, el eje x horizontal del gráfico es una variable única, por ejemplo, un cubo de dados rodado del uno al seis. El eje vertical y es una cuenta simple, o medida, de frecuencia. Un dado dado se lanza 100 veces, y los resultados se trazan en este gráfico. Curiosamente, los números dos, tres, cuatro y cinco aparecieron 16 veces, pero el número uno solo apareció una vez, mientras que el número seis apareció 35 veces.
En el ejemplo anterior, el gráfico está sesgado para los números uno y seis. El dado es claramente defectuoso, y el control de calidad dicta que se repare, por ejemplo, inyectándolo con pesas. El dado fijo se lanza nuevamente 100 veces, y el gráfico resultante muestra que los seis números aparecen con la misma frecuencia. Se acaba de realizar una ecualización de histograma.
La curva de distribución de frecuencia del histograma es común y muy aparente en los equipos de audio. Una radio costosa, quizás un amplificador de componentes, puede mostrar una fila de gráficos de barras digitales que bailan al ritmo de la música. La barra más a la izquierda mide el ruido de baja frecuencia o bajo; las barras progresivamente a la derecha miden altas frecuencias o agudos. Las palancas que lo acompañan pueden aumentar o amortiguar una frecuencia particular. Si el bajo profundo y en auge de un ritmo Hip-Hop muestra picos agudos en el gráfico de barras, la palanca correspondiente se puede usar para aislar y bajar su volumen sin afectar las otras frecuencias.
La señal de audio que se muestra en este ejemplo se vio desequilibrada en favor del bajo. La ecualización del histograma, lograda bajando solo el volumen de graves, impuso un equilibrio y una distribución aplanada de todas las frecuencias de la música para aproximar el volumen igual. La medición es de una sola variable, es decir, frecuencia de sonido de baja a alta. En un instante dado de tiempo, la música proyecta muchas frecuencias en volúmenes variables, y cada una de estas mediciones son puntos de datos.
Otra aplicación común de ecualización de histograma es en fotografía digital. Una fotografía típica contiene millones de puntos de datos, llamados píxeles. Una característica de control de calidad fotográfica de muchos modelos de cámaras digitales es el análisis de histograma. Mide la variable única de la luminiscencia de cada píxel de claro a oscuro, de blanco a negro. El mapa gráfico resultante es una visualización del rango de contraste de la foto.
La sabiduría convencional de una fotografía de buena calidad es aquella que contiene blanco puro, negro puro y cada gradación de luz en el medio. Si una foto sobreexpuesta, o una inundada de luz blanca brillante, está a punto de ser tomada, una revisión de su histograma revelará un pico correspondiente en la representación gráfica. Lo mismo se aplica a la pérdida de contraste en una foto oscura y poco expuesta. La ecualización del histograma se puede ver en tiempo real ajustando la configuración de exposición del disparo hasta que el gráfico muestre una distribución más equilibrada de la luminiscencia. El procesamiento posterior de imágenes digitales con un programa de computadora también puede tener la capacidad de evaluar e igualar histogramas de color.