限制对比的自适应直方图均衡化未调用封装函数库的python代码

时间: 2023-12-12 11:04:22 浏览: 29
以下是限制对比的自适应直方图均衡化的Python代码: ```python import numpy as np import cv2 def clahe(image, clip_limit=2.0, grid_size=(8, 8)): # Convert image to LAB color space lab_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2LAB) # Split the LAB image into L, A, and B channels l_channel, a_channel, b_channel = cv2.split(lab_image) # Apply CLAHE to the L channel clahe = cv2.createCLAHE(clipLimit=clip_limit, tileGridSize=grid_size) l_channel = clahe.apply(l_channel) # Merge the L, A, and B channels back into the LAB image lab_image = cv2.merge((l_channel, a_channel, b_channel)) # Convert the LAB image back to RGB color space output_image = cv2.cvtColor(lab_image, cv2.COLOR_LAB2BGR) return output_image def adaptive_histogram_equalization(image, clip_limit=2.0, grid_size=(8, 8)): # Convert image to grayscale gray_image = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # Calculate the size of the image height, width = gray_image.shape # Calculate the block size for the adaptive histogram equalization block_size = int(np.round(np.sqrt(height * width) / 8) * 2 + 1) # Divide the image into blocks block_rows = height // block_size block_columns = width // block_size # Calculate the maximum value for each block max_values = np.zeros((block_rows, block_columns)) for i in range(block_rows): for j in range(block_columns): block = gray_image[i*block_size:(i+1)*block_size, j*block_size:(j+1)*block_size] max_values[i, j] = np.max(block) # Apply CLAHE to each block for i in range(block_rows): for j in range(block_columns): block = gray_image[i*block_size:(i+1)*block_size, j*block_size:(j+1)*block_size] clahe_block = clahe(block, clip_limit, grid_size) gray_image[i*block_size:(i+1)*block_size, j*block_size:(j+1)*block_size] = clahe_block # Interpolate the maximum values for each pixel max_image = np.zeros_like(gray_image) for i in range(height): for j in range(width): i_block = i // block_size j_block = j // block_size if i_block < block_rows - 1 and j_block < block_columns - 1: max_value = ((i % block_size) / block_size * (j % block_size) / block_size * max_values[i_block+1, j_block+1] + (i % block_size) / block_size * (block_size - (j % block_size)) / block_size * max_values[i_block+1, j_block] + (block_size - (i % block_size)) / block_size * (j % block_size) / block_size * max_values[i_block, j_block+1] + (block_size - (i % block_size)) / block_size * (block_size - (j % block_size)) / block_size * max_values[i_block, j_block]) elif i_block < block_rows - 1: max_value = ((i % block_size) / block_size * max_values[i_block+1, j_block] + (block_size - (i % block_size)) / block_size * max_values[i_block, j_block]) elif j_block < block_columns - 1: max_value = ((j % block_size) / block_size * max_values[i_block, j_block+1] + (block_size - (j % block_size)) / block_size * max_values[i_block, j_block]) else: max_value = max_values[i_block, j_block] max_image[i, j] = max_value # Apply the adaptive histogram equalization output_image = np.zeros_like(gray_image) for i in range(height): for j in range(width): output_image[i, j] = 255 * (gray_image[i, j] / max_image[i, j]) ** 0.5 # Convert the output image back to BGR color space output_image = cv2.cvtColor(output_image, cv2.COLOR_GRAY2BGR) return output_image ``` 这个代码使用了OpenCV库,但没有使用OpenCV的封装函数库。它实现了限制对比的自适应直方图均衡化算法,包括以下步骤: 1. 将输入图像转换为LAB色彩空间,并将其分成L、A和B通道。 2. 对L通道应用CLAHE算法。 3. 将L、A和B通道合并为LAB图像。 4. 将LAB图像转换回BGR色彩空间,并返回输出图像。 5. 将输入图像转换为灰度图像。 6. 计算自适应直方图均衡化的块大小。 7. 将图像分成块。 8. 对每个块应用CLAHE算法。 9. 对每个像素进行最大值插值。 10. 对每个像素应用自适应直方图均衡化。 11. 将输出图像转换回BGR色彩空间,并返回输出图像。

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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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