学习OpenCV2 —— 直方图匹配

### 使用 OpenCV 进行直方图匹配的方法 #### 方法概述 直方图匹配是一种用于调整一幅像的像素强度分布,使其与另一幅目标像的像素强度分布相匹配的技术。这通常用来使多张片具有一致的颜和亮度特性,在计算机视觉领域有广泛应用。 对于 OpenCV 来说,虽然官方库并没有直接提供名为 "histogram matching" 的函数接口,但是可以利用 `cv2.calcHist` 和其他辅助操作来完成这一过程[^1]。另外,也有开发者提供了完整的实现方案并分享到了 GitHub 上[^2]。 #### 示例代码 下面是一个简单的 Python 脚本例子,展示了如何使用 OpenCV 库来进行两幅灰度像之间的直方图匹配: ```python import cv2 import numpy as np def match_histograms(source, template): oldshape = source.shape source = source.ravel() template = template.ravel() s_values, bin_idx, s_counts = np.unique( source, return_inverse=True, return_counts=True) t_values, t_counts = np.unique(template, return_counts=True) s_quantiles = np.cumsum(s_counts).astype(np.float64) s_quantiles /= s_quantiles[-1] t_quantiles = np.cumsum(t_counts).astype(np.float64) t_quantiles /= t_quantiles[-1] interp_t_values = np.interp(s_quantiles, t_quantiles, t_values) matched_image = interp_t_values[bin_idx].reshape(oldshape) return matched_image.astype(np.uint8) if __name__ == "__main__": # 加载源像和模板像 (假设都是灰度像) src_img = cv2.imread('source.jpg', 0) ref_img = cv2.imread('reference.jpg', 0) result = match_histograms(src_img, ref_img) # 显示结果 cv2.imshow("Source Image", src_img) cv2.imshow("Reference Image", ref_img) cv2.imshow("Matched Result", result) cv2.waitKey(0) cv2.destroyAllWindows() ``` 这段程序定义了一个名为 `match_histograms` 的自定义函数,该函数接收两张灰度像作为输入参数——分别是待处理的原始像 (`source`) 和要匹配的目标像 (`template`) 。它会先计算这两个像各自的累积分布函数(CDF),再通过插值得到新的像素值映射关系表,最后应用此变换得到最终的结果像[^3]。
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