Wat is histogramegalisatie?
Histogram-egalisatie is een relatief eenvoudig proces om een distributiekromme af te vlakken of een evenwicht in de verdeling op te leggen. Als de meting een digitale vertaling is, is het proces een eenvoudig computerprogramma. Er zijn veel toepassingen voor histogrammen, die een grafische afbeelding zijn van een enkele variabele voor een grote set gegevenspunten. De meest voorkomende toepassingen waarbij veel mensen histogrammen tegenkomen zijn audio en video, zowel stilstaand als bewegend.
In de basis is een histogram een statistisch hulpmiddel voor kwaliteitscontrole. Meestal is de horizontale x-as van de grafiek een enkele variabele, bijvoorbeeld een dobbelsteenkubus gerold van één tot zes. De verticale y-as is een eenvoudige telling of meting van de frequentie. Een gegeven dobbelsteen wordt 100 keer gegooid en de resultaten worden in deze grafiek uitgezet. Vreemd genoeg verschenen de nummers twee, drie, vier en vijf elk 16 keer, maar de nummer één verscheen slechts één keer, terwijl de nummer zes 35 keer verscheen.
In het bovenstaande voorbeeld staat de grafiek scheef voor de nummers één en zes. De dobbelsteen is duidelijk defect en kwaliteitscontrole dicteert dat deze moet worden opgelost door bijvoorbeeld het met gewichten te injecteren. De vaste dobbelsteen wordt opnieuw 100 keer gegooid en de resulterende grafiek laat zien dat alle zes getallen met dezelfde frequentie verschijnen. Er is zojuist een histogram-egalisatie uitgevoerd.
De frequentieverdelingcurve van het histogram is gebruikelijk en zeer duidelijk in audioapparatuur. Een dure radio, misschien een componentversterker, kan een rij digitale staafdiagrammen weergeven die op en neer dansen op de muziek. De meest linkse balk meet laagfrequent geluid of bas; de balken geleidelijk naar rechts meten hoge frequenties of hoge tonen. Bijbehorende hendels kunnen een bepaalde frequentie verhogen of dempen. Als de diepe, dreunende bas van een Hip-Hop-beat scherpe pieken in de balkgrafiek vertoont, kan de overeenkomstige hendel worden gebruikt om het volume te isoleren en te verlagen zonder de andere frequenties te beïnvloeden.
Het weergegeven audiosignaal in dit voorbeeld bleek ongebalanceerd ten gunste van de bas. De histogram-egalisatie, bereikt door alleen het basvolume te verlagen, zorgde voor een balans en een vlakke verdeling van alle frequenties van de muziek om een gelijk volume te benaderen. De meting is van een enkele variabele, namelijk de geluidsfrequentie van laag naar hoog. Op een gegeven moment projecteert muziek veel frequenties met verschillende volumes, en elk van deze metingen zijn gegevenspunten.
Een andere veel voorkomende toepassing van histogramegalisatie is in digitale fotografie. Een typische foto bevat miljoenen datapunten, pixels genoemd. Een fotokwaliteitscontrolefunctie van veel digitale cameramodellen is de histogramanalyse. Het meet de enkele variabele van de luminescentie van elke pixel van licht naar donker, van wit naar zwart. De resulterende grafische kaart is een weergave van het contrastbereik van de foto.
De conventionele wijsheid van een foto van goede kwaliteit is er een die puur wit, puur zwart en elke gradatie van licht daartussen bevat. Als een overbelichte foto, of een foto in helder wit licht, binnenkort wordt opgenomen, zal een beoordeling van het histogram een overeenkomstige piek in grafische weergave onthullen. Hetzelfde geldt voor verlies van contrast in een onderbelichte, verduisterde foto. Histogram-egalisatie kan in realtime worden bekeken door de belichtingsinstellingen van de opname aan te passen totdat de grafiek een evenwichtiger verdeling van de luminescentie weergeeft. Naverwerking van digitale afbeeldingen met een computerprogramma kan ook de mogelijkheid hebben om kleurhistogrammen te evalueren en gelijk te maken.