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CLAHE自适应直方图均衡化C语言实现

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4星 · 超过85%的资源 | 下载需积分: 34 | 5KB | 更新于2025-05-06 | 51 浏览量 | 99 下载量 举报 2 收藏
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标题和描述中提到的“CLAHE_C代码.rar”指的是一个压缩包文件,其内容为对比度受限的自适应直方图均衡化(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,简称CLAHE)算法的C语言实现代码。CLAHE是一种图像处理技术,用于改善局部对比度,特别是当应用于具有低动态范围的图像时,能够产生较好的视觉效果,改善图像的清晰度和细节可见性。 ### 知识点详细说明: 1. **直方图均衡化(Histogram Equalization)** - 直方图均衡化是数字图像处理中用于改善图像对比度的常用技术。其基本思想是通过调整图像的直方图分布,使得图像的对比度得到增强。在直方图均衡化中,低对比度的图像被转换为一个具有更广泛亮度级别的图像。 - 这种方法通常会增加整体的对比度,使得暗区域变得更暗,亮区域变得更亮,从而使得图像中的细节更加明显。 2. **自适应直方图均衡化(Adaptive Histogram Equalization, AHE)** - AHE算法是一种局部对比度增强技术,它考虑了图像中的局部区域,而不是整个图像。它通过创建多个小的直方图,每个小的直方图对应于图像的一个小区域,然后独立地对每个区域应用直方图均衡化。 - 这种方法可以显著改善图像的局部对比度,尤其是在图像的特定区域,如边缘或纹理区域。 3. **对比度受限的自适应直方图均衡化(CLAHE)** - 尽管AHE在增强局部对比度方面表现良好,但它也有不足之处,比如会过度增强图像对比度,导致“过增强”现象,这会放大图像中的噪声。 - CLAHE是对AHE的改进,通过限制对比度增强的程度来避免这种问题。它通过设置一个对比度限制参数,限制了直方图均衡化过程中单个像素强度的变化量,减少了噪声的放大,同时保持了较好的对比度增强效果。 4. **C语言实现** - 在提到的文件中,CLAHE算法被用C语言实现。C语言是一种广泛用于系统/应用程序编程的语言,具有高效、灵活的特点。使用C语言实现图像处理算法能够保证程序的运行效率和较好的跨平台性。 - 在这个上下文中,使用C语言编写CLAHE算法代码,可能意味着这段代码具有良好的性能,适用于需要图像处理的嵌入式系统、桌面软件或其他系统。 5. **文件名称列表** - 给定的文件名称列表只包含一个项:“CLAHE_C代码”。这表明压缩包内可能只包含一个C语言源文件,或者是包含多个相关文件(如头文件、测试用例、文档等)。文件名暗示了其内容是关于CLAHE算法的C语言实现代码。 通过上述知识点的描述,我们可以得知该压缩包文件可能包含了用于改善图像局部对比度的CLAHE算法的C语言源代码。此代码可能被设计为易于集成进其他软件项目,并且能够处理数字图像以提升其视觉质量。对于需要在计算机视觉、医疗成像、卫星图像分析等领域进行图像增强的工程师和技术人员来说,这类代码非常有价值。使用CLAHE算法,可以提高图像中细节的可见性,改善图像的质量,而不会引入太多的噪声。

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""" Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization,CLAHE 对比度受限自适应直方图均衡 """ import cv2 # import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt def show_img_with_matplotlib(color_img, title, pos): img_rgb = color_img[:, :, ::-1] plt.subplot(2, 5, pos) plt.imshow(img_rgb) plt.title(title, fontsize=8) plt.axis('off') def equalize_clahe_color_hsv(img): cla = cv2.createCLAHE(clipLimit=4.0) H, S, V = cv2.split(cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)) eq_V = cla.apply(V) eq_image = cv2.cvtColor(cv2.merge([H, S, eq_V]), cv2.COLOR_HSV2BGR) return eq_image def equalize_clahe_color_lab(img): cla = cv2.createCLAHE(clipLimit=4.0) L, a, b = cv2.split(cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2Lab)) eq_L = cla.apply(L) eq_image = cv2.cvtColor(cv2.merge([eq_L, a, b]), cv2.COLOR_Lab2BGR) return eq_image def equalize_clahe_color_yuv(img): cla = cv2.createCLAHE(clipLimit=4.0) Y, U, V = cv2.split(cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2YUV)) eq_Y = cla.apply(Y) eq_image = cv2.cvtColor(cv2.merge([eq_Y, U, V]), cv2.COLOR_YUV2BGR) return eq_image def equalize_clahe_color(img): cla = cv2.createCLAHE(clipLimit=4.0) channels = cv2.split(img) eq_channels = [] for ch in channels: eq_channels.append(cla.apply(ch)) eq_image = cv2.merge(eq_channels) return eq_image # 加载图像 image = cv2.imread('D:/Documents/python/OpenCV/image/008.jpg') gray_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 灰度图像应用 CLAHE clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=2.0) gray_image_clahe = clahe.apply(gray_image) # 使用不同 clipLimit 值 clahe.setClipLimit(5.0) gray_image_clahe_2 = clahe.apply(gray_image) clahe.setClipLimit(10.0) gray_image_clahe_3 = clahe.apply(gray_image) clahe.setClipLimit(20.0) gray_image_clahe_4 = clahe.apply(gray_image) # 彩色图像应用 CLAHE image_clahe_color = equalize_clahe_color(image) image_clahe_color_lab = equalize_clahe_color_lab(image) image_clahe_color_hsv = equalize_clahe_color_hsv(image) image_clahe_color_yuv = equalize_clahe_color_yuv(image) # 标题 plt.figure(figsize=(10, 4)) plt.suptitle("Color histogram equalization with cv2.equalizedHist() - not a good approach", fontsize=9, fontweight='bold') # 可视化 show_img_with_matplotlib(cv2.cvtColor(gray_image, cv2.COLOR_GRAY2BGR), "gray", 1) show_img_with_matplotlib(cv2.cvtColor(gray_image_clahe, cv2.COLOR_GRAY2BGR), "gray CLAHE clipLimit=2.0", 2) show_img_with_matplotlib(cv2.cvtColor(gray_image_clahe_2, cv2.COLOR_GRAY2BGR), "gray CLAHE clipLimit=5.0", 3) show_img_with_matplotlib(cv2.cvtColor(gray_image_clahe_3, cv2.COLOR_GRAY2BGR), "gray CLAHE clipLimit=10.0", 4) show_img_with_matplotlib(cv2.cvtColor(gray_image_clahe_4, cv2.COLOR_GRAY2BGR), "gray CLAHE clipLimit=20.0", 5) show_img_with_matplotlib(image, "color", 6) show_img_with_matplotlib(image_clahe_color, "clahe on each channel(BGR)", 7) show_img_with_matplotlib(image_clahe_color_lab, "clahe on each channel(LAB)", 8) show_img_with_matplotlib(image_clahe_color_hsv, "clahe on each channel(HSV)", 9) show_img_with_matplotlib(image_clahe_color_yuv, "clahe on each channel(YUV)", 10) plt.show()

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