Hva er histogramutjevning?
Histogramutjevning er en relativt enkel prosess for å flate ut en distribusjonskurve, eller å innføre en balanse i distribusjonen. Hvis målingen er en digital oversettelse, er prosessen et enkelt dataprogram. Det er mange bruksområder for histogrammer, som er en grafisk kartlegging av en enkelt variabel for et stort sett med datapunkter. De vanligste applikasjonene der mange mennesker støter på histogrammer er lyd og video, både stille og bevegelige.
På det mest grunnleggende er et histogram et statistisk verktøy for kvalitetskontroll. Vanligvis er grafens horisontale x-akse en enkelt variabel, si en terningkube rullet fra en til seks. Den vertikale y-aksen er en enkel telling eller måling av frekvensen. En gitt terning rulles 100 ganger, og resultatene blir plottet inn på denne grafen. Merkelig nok viste tallene to, tre, fire og fem hver 16 ganger, men nummer én dukket bare opp en gang mens nummer seks dukket opp 35 ganger.
I eksemplet over er grafen skjev for tallene ett og seks. Terningene er tydelig mangelfulle, og kvalitetskontroll dikterer at den kan fikses ved å si injisere den med vekter. De faste terningene rulles igjen 100 ganger, og den resulterende grafen viser at alle seks tall vises med samme frekvens. Det er nettopp utført en histogramutjevning.
Histogrammets frekvensfordelingskurve er vanlig og veldig tydelig i lydutstyr. En dyr radio, kanskje en komponentforsterker, kan vise en rad med digitale stolpediagrammer som danser opp og ned til musikken. Baren til venstre måler lavfrekvent støy, eller bass; stolpene gradvis til høyre måler høye frekvenser, eller diskant. Medfølgende spaker kan øke eller dempe en bestemt frekvens. Hvis den dype, blomstrende bassen fra en Hip-Hop-takt viser skarpe pigger i søylediagrammet, kan den tilsvarende spaken brukes til å isolere og senke volumet uten å påvirke de andre frekvensene.
Det viste lydsignalet i dette eksemplet ble sett på å være ubalansert til fordel for bass. Histogramutjevningen, oppnådd ved å senke bare bassvolumet, påførte en balanse og flatet fordeling av alle musikkens frekvenser til tilnærmet like volum. Målingen er av en enkelt variabel, nemlig lydfrekvens fra lav til høy. På et gitt øyeblikk projiserer musikk mange frekvenser med varierende volum, og hver av disse målingene er datapunkter.
En annen vanlig anvendelse av histogramutjevning er i digital fotografering. Et typisk fotografi inneholder millioner av datapunkter, kalt piksler. En fotokvalitetskontrollfunksjon for mange modeller av digitalkameraer er histogramanalyse. Den måler den enkeltvariabelen for hver pikslers lysstyrke fra lys til mørk, fra hvit til svart. Det resulterende grafiske kartet er en visning av bildets kontrastområde.
Den konvensjonelle visdommen i et fotografi av god kvalitet er en som inneholder rent hvitt, rent svart og hver gradering av lys i mellom. Hvis et overeksponert bilde, eller et skudd i sterkt hvitt lys, er i ferd med å bli tatt, vil en gjennomgang av histogrammet avsløre en tilsvarende pigg i grafisk fremstilling. Det samme gjelder tap av kontrast på et undereksponert, mørklagt foto. Histogramutjevning kan sees i sanntid ved å justere skuddets eksponeringsinnstillinger til grafen viser en mer balansert fordeling av luminescens. Etterbehandling av digitale bilder med et dataprogram kan også ha muligheten til å evaluere og utjevne fargehistogrammer.