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histeq

ヒストグラム均等化を使用したコントラストの強調

構文

J = histeq(I)

J = histeq(I,n)

J = histeq(I,hgram)

newmap = histeq(X,map)

newmap = histeq(X,map,hgram)

[___,T] = histeq(___)

説明

J = histeq(I) は、64 ビンを持つ出力グレースケール イメージ J のヒストグラムがほぼフラットになるように、グレースケール イメージ I を変換します。

J = histeq(I,n) は、n ビンを持つ出力グレースケール イメージ J のヒストグラムがほぼフラットになるように、グレースケール イメージ I を変換します。J のヒストグラムは n が I の離散レベル数よりはるかに少ないときに、よりフラットになります。

J = histeq(I,hgram) は、length(hgram) ビンを持つ出力グレースケール イメージ J のヒストグラムがターゲット ヒストグラム hgram にほぼ一致するように、グレースケール イメージ I を変換します。

newmap = histeq(X,map) は、インデックス付きイメージ X のグレー成分のヒストグラムがほぼフラットになるように、カラーマップの値を変換します。変換されたカラーマップは newmap です。

newmap = histeq(X,map,hgram) は、インデックス付きイメージ (X,newmap) のグレー成分のヒストグラムがターゲット ヒストグラム hgram にほぼ一致するように、インデックス付きイメージ X に関連付けられたカラーマップを変換します。関数 histeq は変換されたカラーマップを newmap に返します。length(hgram) は size(map,1) と同じでなければなりません。

[___,T] = histeq(___) は変換 T も返します。これは、入力グレースケール イメージまたはカラーマップのグレー成分を、出力グレースケール イメージまたはカラーマップのグレー成分にマッピングします。

例

ヒストグラム均等化を使用したコントラストの強調

イメージをワークスペースに読み取ります。

I = imread('tire.tif');

ヒストグラム均等化を使用して強度イメージのコントラストを強調します。

J = histeq(I);

元のイメージと調整されたイメージを表示します。

imshowpair(I,J,'montage')
axis off

元のイメージのヒストグラムを表示します。

figure
imhist(I,64)

処理されたイメージのヒストグラムを表示します。

figure
imhist(J,64)

ヒストグラム均等化を使用したボリューム イメージのコントラストの強調

3 次元データセットを読み込みます。

load mristack

ヒストグラム均等化を行います。

enhanced = histeq(mristack);

元のイメージとコントラストが強調されたイメージのデータの 1 番目のスライスを表示します。

figure
subplot(1,2,1)
imshow(mristack(:,:,1))
title('Slice of Original Image')
subplot(1,2,2)
imshow(enhanced(:,:,1))
title('Slice of Enhanced Image')

入力引数

I — グレースケール イメージ

数値配列

グレースケール イメージ。任意の次元の数値配列として指定します。

データ型: single | double | int16 | uint8 | uint16

hgram — ターゲット ヒストグラム

数値ベクトル

ターゲット ヒストグラム。数値ベクトルとして指定します。hgram には適切な範囲の強度値のビンが等間隔に分布しています。

• double クラスまたは single クラスのイメージでは [0, 1]

• uint8 クラスのイメージでは [0, 255]

• uint16 クラスのイメージでは [0, 65535]

• int16 クラスのイメージでは [-32768, 32767]

histeq は sum(hgram)=numel(I) となるように、hgram を自動的にスケーリングします。length(hgram) が I の離散レベル数よりもはるかに小さいと、J のヒストグラムは hgram にさらに一致するようになります。

データ型: single | double

n — 離散グレー レベルの数

64 (既定値) | 正の整数

離散グレー レベルの数。正の整数として指定します。

データ型: single | double

X — インデックス付きイメージ

数値配列

インデックス付きイメージ。任意の次元の数値配列として指定します。X の値はカラーマップ map のインデックスです。

データ型: single | double | uint8 | uint16

map — カラーマップ

c 行 3 列の数値行列

インデックス付きイメージ X に関連付けられたカラーマップ。範囲 [0, 1] の値をもつ c 行 3 列の数値行列として指定します。各行は、カラーマップの単一色を構成する赤、緑、青の成分を指定する 3 要素の RGB 3 成分です。

データ型: double

出力引数

J — 変換されたグレースケール イメージ

数値配列

変換されたグレースケール イメージ。サイズとクラスが入力イメージ I と同じ数値配列として返されます。

T — グレースケール変換

数値ベクトル

グレースケール変換。数値ベクトルとして返されます。変換 T はイメージ I のグレー レベルを J のグレー レベルにマッピングします。

データ型: double

newmap — 変換されたカラーマップ

n 行 3 列の数値行列

変換されたカラーマップ。範囲 [0, 1] の値をもつ n 行 3 列の数値行列として指定します。各行は、カラーマップの単一色を構成する赤、緑、青の成分を指定する 3 要素の RGB 3 成分です。

データ型: double

アルゴリズム

目的のヒストグラム hgram を指定すると、histeq はグレースケール変換 T を選択して次を最小化します。

$$\left|c_1(T(k))-c_0(k)\right|,$$

c₀ は入力イメージ I の累積ヒストグラム、c₁ はすべての強度 k の hgram の累積和です。この最小化には、次の制約があります。

• T は単調でなければなりません

• c₁(T(a)) は a でのヒストグラム カウント間の距離の 1/2 を超えて c₀(a) をオーバーシュートできません

histeq は変換 b = T(a) を使用して X (またはカラーマップ) 内のグレー レベルをその新しい値にマッピングします。

hgram を指定しない場合、histeq はフラットな hgram を作成します。

hgram = ones(1,n)*prod(size(A))/n;

次に、前のアルゴリズムを適用します。

拡張機能

C/C++ コード生成

MATLAB® Coder™ を使用して C および C++ コードを生成します。

使用上の注意および制限:

• histeq では C コードの生成がサポートされています (MATLAB^® Coder™ が必要)。汎用の MATLAB Host Computer ターゲット プラットフォームを選択した場合、プリコンパイルされたプラットフォーム固有の共有ライブラリを使用するコードが、histeq によって生成されます。共有ライブラリを使用するとパフォーマンスの最適化は維持されますが、コードを生成できるターゲット プラットフォームが限定されます。詳細については、Image Processing Toolbox でサポートされているコード生成のタイプを参照してください。

• コードを生成する際、histeq ではインデックス付きイメージがサポートされません。

GPU 配列

Parallel Computing Toolbox™ を使用してグラフィックス処理装置 (GPU) 上で実行することにより、コードを高速化します。

この関数は、GPU 配列を完全にサポートします。詳細については、GPU でのイメージ処理を参照してください。

バージョン履歴

R2006a より前に導入

参考

adapthisteq | brighten | imadjust | imhist

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