O que é equalização de histograma?
A equalização do histograma é um processo relativamente simples de nivelar uma curva de distribuição ou de impor um equilíbrio na distribuição. Se a medida é uma tradução digital, o processo é um programa de computador direto. Existem muitos usos para histogramas, que são um mapeamento gráfico de uma única variável para um grande conjunto de pontos de dados. As aplicações mais comuns nas quais muitas pessoas encontram histogramas são áudio e vídeo, imóveis e em movimento.
Na sua forma mais básica, um histograma é uma ferramenta estatística para controle de qualidade. Normalmente, o eixo x horizontal do gráfico é uma variável única, digamos, um cubo de dados rolado de um a seis. O eixo y vertical é uma contagem simples, ou medição, de frequência. Um dado dado é rolado 100 vezes e os resultados são plotados neste gráfico. Estranhamente, os números dois, três, quatro e cinco apareceram 16 vezes, mas o número um apareceu apenas uma vez, enquanto o número seis apareceu 35 vezes.
No exemplo acima, o gráfico é inclinado para os números um e seis. O dado é claramente defeituoso e o controle de qualidade determina que ele seja corrigido, digamos, injetando pesos. Os dados fixos são novamente lançados 100 vezes e o gráfico resultante mostra que todos os seis números aparecem com a mesma frequência. Uma equalização do histograma acaba de ser realizada.
A curva de distribuição de frequência do histograma é comum e muito aparente em equipamentos de áudio. Um rádio caro, talvez um amplificador de componentes, pode exibir uma linha de gráficos de barras digitais que dançam para cima e para baixo ao som da música. A barra mais à esquerda mede ruídos de baixa frequência ou graves; as barras progressivamente para a direita medem as frequências altas ou agudas. As alavancas que acompanham podem aumentar ou amortecer uma frequência específica. Se os graves profundos e estrondosos de uma batida de hip-hop exibirem picos acentuados no gráfico de barras, a alavanca correspondente poderá ser usada para isolar e diminuir seu volume sem afetar as outras frequências.
O sinal de áudio exibido neste exemplo foi visto como desequilibrado em favor dos graves. A equalização do histograma, obtida pela redução do volume dos graves, impôs um equilíbrio e uma distribuição achatada de todas as frequências da música para aproximar o volume igual. A medição é de uma única variável, ou seja, a frequência do som de baixa para alta. Em um determinado instante de tempo, a música projeta muitas frequências em volumes variados, e cada uma dessas medidas são pontos de dados.
Uma outra aplicação comum da equalização do histograma é na fotografia digital. Uma fotografia típica contém milhões de pontos de dados, chamados pixels. Um recurso de controle de qualidade de foto de muitos modelos de câmera digital é a análise de histograma. Ele mede a variável única da luminescência de cada pixel, do claro ao escuro, do branco ao preto. O mapa gráfico resultante é uma exibição do intervalo de contraste da foto.
A sabedoria convencional de uma fotografia de boa qualidade é aquela que contém branco puro, preto puro e todas as gradações de luz no meio. Se uma foto superexposta ou uma luz branca brilhante estiver prestes a ser tirada, uma revisão de seu histograma revelará um pico correspondente na representação gráfica. O mesmo acontece com a perda de contraste em uma foto escura e subexposta. A equalização do histograma pode ser visualizada em tempo real, ajustando as configurações de exposição da foto até o gráfico exibir uma distribuição mais equilibrada da luminescência. O pós-processamento de imagens digitais com um programa de computador também pode avaliar e equalizar os histogramas de cores.