直方图均衡化算法

直方图均衡化是一种图像处理算法，通过调整图像的灰度级分布，增强图像的对比度和细节。下面是直方图均衡化算法的基本步骤：

1. 统计原始图像的灰度直方图：遍历整个图像，计算每个灰度级出现的频次。

2. 计算累积直方图：对灰度直方图进行累加，得到每个灰度级及其之前所有灰度级的累积频次。

3. 计算映射函数：将累积直方图归一化到期望的灰度范围（通常是0到255），得到一个映射函数。

4. 应用映射函数：遍历原始图像，根据映射函数将每个像素的灰度值转换为新的灰度值。

5. 生成均衡化后的图像：用转换后的灰度值替换原始图像中的相应像素值。

通过直方图均衡化，图像的灰度级分布会更加平坦，从而增加图像的对比度。这个过程可以使得图像细节更加清晰，使得暗部和亮部的细节都更容易观察到。需要注意的是，直方图均衡化可能会改变图像的整体色调，因此在应用之前，需要根据具体需求进行调整和评估。

以下是一个简单的直方图均衡化算法的例程，以Python语言为例：

import cv2
import numpy as np

def histogram_equalization(image):
    # 统计原始图像的灰度直方图
    hist, bins = np.histogram(image.flatten(), 256, [0,256])
    
    # 计算累积直方图
    cdf = hist.cumsum()
    cdf_normalized = cdf * hist.max() / cdf.max()
    
    # 计算映射函数
    mapping = np.interp(image.flatten(), bins[:-1], cdf_normalized)
    
    # 应用映射函数，生成均衡化后的图像
    equalized_image = mapping.reshape(image.shape).astype(np.uint8)
    
    return equalized_image

# 读取原始图像
image = cv2.imread('input.jpg', 0)  # 灰度图像读取

# 执行直方图均衡化
equalized_image = histogram_equalization(image)

# 显示原始图像和均衡化后的图像
cv2.imshow('Original Image', image)
cv2.imshow('Equalized Image', equalized_image)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()