OpenCV 히스토그램 관련 예제

히스토그램은 픽셀값(또는 픽셀범위)마다 해당하는 픽셀의 개수를 세고, 이를 그래프로 표현한 것입니다. 아래는 히스토그램 및 히스토그램 스트레칭, 히스토그램 평활화에 대한 간단한 예제코드입니다. 히스토그램 스트레칭과 히스토그램 평활화는 영상의 히스토그램 전 영역에 골고루 나타나도록 변경하는 알고리즘입니다.

예제 코드

#include <iostream>
#include <opencv2/opencv.hpp>

using namespace std;
using namespace cv;

// 히스토그램 연산 수행
Mat calc8UC1Hist(Mat& img);
// 히스토그램 연산 수행 결과를 입력으로 히스토그램 그리기
Mat get8UC1HistImage(Mat& hist);
// 히스토그램 스트레칭 수행
Mat histogramStretching(Mat& img);

int main()
{
	// 원본이미지 
	Mat img = imread("lenahisto.bmp", IMREAD_GRAYSCALE);
	Mat hist1 = calc8UC1Hist(img);
	Mat hist_org_img = get8UC1HistImage(hist1);

	// 원본이미지에 히스토그램 스트레칭
	Mat hist_stretched = histogramStretching(img);
	Mat hist2 = calc8UC1Hist(hist_stretched);
	Mat hist_stretched_img = get8UC1HistImage(hist2);
	
	// 원본이미지에 히스토그램 평활화(=평탄화, Equalization) 
	Mat equal_img;
	equalizeHist(img, equal_img);
	Mat hist3 = calc8UC1Hist(equal_img);
	Mat hist_equalize_img = get8UC1HistImage(hist3);

	imshow("ori", img);
	imshow("org_hist", hist_org_img);

	imshow("stretch", hist_stretched);
	imshow("streched_hist", hist_stretched_img);

	imshow("equalize", hist_stretched);
	imshow("equlized_hist", hist_stretched_img);

	waitKey();
	destroyAllWindows();

	return 0;
}

Mat calc8UC1Hist(Mat& img)
{
	CV_Assert(img.type() == CV_8UC1);

	Mat hist;
	int channels[] = { 0, };
	int dims = 1;
	const int histSize[] = { 256 };
	float level[] = { 0, 256 };
	const float* ranges[] = { level };

	calcHist(&img, 1, channels, noArray(), hist, dims, histSize, ranges);
	
	return hist;
}

Mat get8UC1HistImage(Mat &hist)
{
	CV_Assert(hist.type() == CV_32FC1);
	CV_Assert(hist.size() == Size(1, 256));

	double histMax;
	minMaxLoc(hist, 0, &histMax);

	Mat imgHist(100, 256, CV_8UC1, Scalar(255));

	for (int i=0 ; i<256 ; i++)
	{
		line(imgHist, 
			Point(i, 100),
			Point(i, 100-cvRound(hist.at <float>(i) * 100 / histMax)), 
			Scalar(0));
	}

	return imgHist;
}

Mat histogramStretching(Mat& img)
{
	double min_val, max_val;
	minMaxLoc(img, &min_val, &max_val);

	return (img - min_val) * 255 / (max_val - min_val);
}

실행 결과

왼쪽부터 원본 영상, 히스토그램 스트레칭 영상, 히스토그램 평활화(Equalization) 영상입니다.