Vad är Histogramutjämning?
Histogramutjämning är en relativt enkel process för att platta ut en fördelningskurva eller att införa en balans i distributionen. Om mätningen är en digital översättning är processen ett enkelt datorprogram. Det finns många användningsområden för histogram, som är en grafisk kartläggning av en enda variabel för en stor uppsättning datapunkter. De vanligaste applikationerna där många möter histogram är ljud och video, både stillastående och rörliga.
På det mest grundläggande är ett histogram ett statistiskt verktyg för kvalitetskontroll. Vanligtvis är grafens horisontella x-axel en enda variabel, säger en tärningskub rullad från en till sex. Den vertikala y-axeln är ett enkelt antal eller mätning av frekvensen. En given tärning rullas 100 gånger, och resultaten planeras på denna graf. Märkligt visade siffrorna två, tre, fyra och fem vardera 16 gånger, men nummer ett dykte upp bara en gång medan siffran sex dök upp 35 gånger.
I exemplet ovan är diagrammet snett för siffrorna ett och sex. Tärningarna är tydligt defekta, och kvalitetskontroll dikterar att den ska fixas med, säger injicera den med vikter. De fasta tärningarna rullas igen 100 gånger, och den resulterande grafen visar att alla sex siffror visas med samma frekvens. En histogramutjämning har just utförts.
Histogrammets frekvensfördelningskurva är vanlig och mycket uppenbar i ljudutrustning. En dyr radio, kanske en komponentförstärkare, kan visa en rad digitala stapeldiagram som dansar upp och ner till musiken. Den längst till vänster mäter lågfrekvent brus eller bas; stängerna gradvis till höger mäter höga frekvenser, eller diskant. Medföljande spakar kan öka eller dämpa en viss frekvens. Om den djupa, blomstrande basen i en Hip-Hop-takt visar vassa spikar i stapeldiagrammet, kan motsvarande spak användas för att isolera och sänka volymen utan att påverka de andra frekvenserna.
Den visade ljudsignalen i detta exempel sågs vara obalanserad till förmån för bas. Histogramutjämningen, uppnådd genom att bara sänka basvolymen, åstadkom en balans och utjämnade fördelningen av alla musikens frekvenser till ungefär lika stor volym. Mätningen består av en enda variabel, nämligen ljudfrekvens från låg till hög. På ett givet ögonblick projicerar musik många frekvenser med varierande volymer, och var och en av dessa mätningar är datapunkter.
En annan vanlig tillämpning av histogramutjämning är i digital fotografering. Ett typiskt fotografi innehåller miljontals datapunkter, kallade pixlar. En fotokvalitetskontrollfunktion för många digitala kameramodeller är histogramanalysen. Den mäter den enda variabeln för varje pixel's luminescens från ljus till mörk, från vit till svart. Den resulterande grafiska kartan är en bild av fotonets kontrastintervall.
Den konventionella visdomen i ett fotografi av god kvalitet är en som innehåller rent vitt, rent svart och varje gradering av ljus däremellan. Om ett överexponerat foto, eller ett sken i starkt vitt ljus, är på väg att tas, kommer en översyn av dess histogram att avslöja en motsvarande topp i grafisk representation. Detsamma gäller för förlust av kontrast på ett under exponerat, mörknat foto. Histogramutjämning kan ses i realtid genom att justera skottets exponeringsinställningar tills grafen visar en mer balanserad luminescensfördelning. Efterbehandling av digitala bilder med ett datorprogram kan också ha förmågan att utvärdera och utjämna färghistogram.