c# - 我需要做一个直方图拉伸

Question

我有一个 BitmapFrames 数组，需要做一个直方图拉伸。我知道这与直方图均衡不同，最终结果是什么......有点。问题是我完全不知道在得到直方图后该怎么做。

到目前为止，我的代码为直方图创建了一个数组，所以我知道每个值有多少像素。但在那之后我不知道该怎么办。

这是我到目前为止的代码......现在它制作直方图，然后直方图均衡......这不是我想要的......我只是想了解更多关于直方图

[Cmdlet(VerbsData.ConvertTo, "HistoStretch")]
public class HistoStretchCmdlet : PSCmdlet
{
    private BitmapFrame[] bFrame, outFrame;
    private BitmapSource src;
    private double pixelsize;
    private byte[] pixels, outPixels;
    private byte MAX_VAL;
    private int[] histogram;
    private int cf, start;

    [Parameter(ValueFromPipeline = true,
        ValueFromPipelineByPropertyName = true), ValidateNotNullOrEmpty]
    public BitmapFrame[] Bitmap
    {
        get
        {
            return bFrame;
        }
        set
        {
            bFrame = value;
        }
    }

    protected override void ProcessRecord()
    {
        base.ProcessRecord();
        Console.Write("Applying a histogram stretch to the image...\n\n");
        outFrame = new BitmapFrame[bFrame.Length];
        for (int c = 0; c < bFrame.Length; c++)
        {
            MAX_VAL = (byte)((1 << bFrame[c].Format.BitsPerPixel) - 1);
            histogram = new int[MAX_VAL + 1];
            for (int i = 0; i <= MAX_VAL; i++)
            {
                histogram[i] = 0;
            }

            pixelsize = bFrame[c].PixelWidth * bFrame[c].PixelHeight;
            pixels = new byte[(int)pixelsize];
            outPixels = new byte[(int)pixelsize];
            bFrame[c].CopyPixels(pixels,(int)bFrame[c].Width * (bFrame[c].Format.BitsPerPixel / 8),0);

            for (int i = 0; i < pixelsize; i++)
            {
                histogram[(int)pixels[i]] = histogram[(int)pixels[i]] + 1;
            }
            for (int i = 0; i <= MAX_VAL; i++)
            {
                Console.Write("{0}: {1}\n", i, histogram[i]);
            }
            for (int i = 0; i <= MAX_VAL; i++)
            {
                if (histogram[i] >= 1)
                {
                    start = i;
                    break;
                }
            }

            for (int i = 0; i < pixelsize; i++)
            {
                cf = 0;
                for (int g = 0; g <= MAX_VAL; g++)
                {
                    cf += histogram[g];
                    if (g == pixels[i])
                    {
                        break;
                    }
                }
                outPixels[i] = (byte)(cf * (MAX_VAL / pixelsize));
            }

            src = BitmapSource.Create(bFrame[c].PixelWidth, bFrame[c].PixelHeight, bFrame[c].DpiX, bFrame[c].DpiY,
                bFrame[c].Format, bFrame[c].Palette, outPixels, (int)(bFrame[c].Width * (bFrame[c].Format.BitsPerPixel / 8)));
            outFrame[c] = BitmapFrame.Create(src);
        }
        WriteObject(outFrame);
    }
}

根据我的老师，这是直方图的样子：

http://www.fileden.com/files/2009/8/18/2547657/histostretch.PNG

我运行了上面的代码......并得到了一个纯黑色的图像。这是我的代码：

outFrame = new BitmapFrame[bFrame.Length];
        for (int c = 0; c < bFrame.Length; c++)
        {
            MAX_VAL = (byte)((1 << bFrame[c].Format.BitsPerPixel) - 1);
            histogram = new int[MAX_VAL + 1];
            for (int i = 0; i <= MAX_VAL; i++)
            {
                histogram[i] = 0;
            }

            pixelsize = bFrame[c].PixelWidth * bFrame[c].PixelHeight;
            pixels = new byte[(int)pixelsize];
            outPixels = new byte[(int)pixelsize];
            bFrame[c].CopyPixels(pixels,(int)bFrame[c].Width * (bFrame[c].Format.BitsPerPixel / 8),0);
            max = pixels[0];
            min = pixels[0];

            for (int i = 0; i < pixelsize; i++)
            {
                histogram[(int)pixels[i]] = histogram[(int)pixels[i]] + 1;
                if((int)pixels[i] > max)
                    max = pixels[i];
                if((int)pixels[i] < min)
                    min = pixels[i];
            }

            dynamic = max - min;

            for (int i = 0; i < pixelsize; i++)
            {
                outPixels[i] = (byte)(((pixels[i] - min) / dynamic) * MAX_VAL);
            }

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直方图拉伸是像素值的映射，例如：

最低值（例如图中的 84）变为 0
最高值（例如插图中的 153）变为 255（在 8 位图像中）
并且所有中间值都在该范围之间进行插值（参见插图）。

换句话说，直方图拉伸意味着将图像数据的动态（84:153）拉伸到最大可能的动态（0:255）。

这不应该影响直方图峰值的高度，而只会影响它们的传播（插图在这一点上有点误导）。

直方图拉伸 http://cct.rncan.gc.ca/resource/tutor/fundam/images/linstre.gif

图片来源

实际上，这是您将应用于图像像素的映射（伪代码）：

maxVal = image.maximumValue() # 153
minVal = image.minumumValue() # 84
dynamic = maxVal-minVal
for pixel in image.Pixels():
    newPixel = ((pixel-minVal)/dynamic)*255

score 0 · Accepted Answer

如果您可以控制相机的照明和/或增益/偏移，您可以优化它们并根据需要拉伸直方图。

score 0 · Accepted Answer

不要忘记考虑浮动。所以对 dabonz413 的回答稍作修改：

maxVal = image.maximumValue() # 153
minVal = image.minumumValue() # 84
dynamic = maxVal-minVal
for pixel in image.Pixels():
    newPixel = ((float) (pixel-minVal)/dynamic)*255

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