用Numpy实现的CLAHE函数,输入是彩图,不要用cv2.createCLAHE!!!

时间: 2024-05-04 15:20:58 浏览: 13
CLAHE(Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization)是一种非线性映射方式,用于增强图像的对比度。下面是用Numpy实现的CLAHE函数,可以输入彩图。 ```python import numpy as np def clahe(img, clip_limit=2.0, grid_size=(8, 8)): """ Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization (CLAHE) :param img: input image, should be a numpy array with shape (H, W, C) :param clip_limit: threshold for contrast limiting :param grid_size: size of grid for histogram equalization :return: CLAHE-enhanced image """ # convert image to LAB color space lab_img = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_RGB2LAB) clahe_img = np.zeros_like(lab_img) # apply CLAHE to each channel of LAB image separately for i in range(3): clahe_img[..., i] = clahe_channel(lab_img[..., i], clip_limit, grid_size) # convert back to RGB color space clahe_img = cv2.cvtColor(clahe_img, cv2.COLOR_LAB2RGB) return clahe_img def clahe_channel(channel, clip_limit=2.0, grid_size=(8, 8)): """ Apply CLAHE to a single channel :param channel: input channel, should be a numpy array with shape (H, W) :param clip_limit: threshold for contrast limiting :param grid_size: size of grid for histogram equalization :return: CLAHE-enhanced channel """ h, w = channel.shape # compute histogram of image hist, bins = np.histogram(channel.flatten(), 256, [0, 256]) # compute cumulative distribution function (CDF) of histogram cdf = hist.cumsum() cdf = (cdf / cdf[-1]) * 255.0 # compute equalized image using CDF equalized = np.interp(channel.flatten(), bins[:-1], cdf) equalized = equalized.reshape((h, w)) # compute contrast limited equalization grid_h, grid_w = grid_size gh = int(np.ceil(h / grid_h)) gw = int(np.ceil(w / grid_w)) for i in range(grid_h): for j in range(grid_w): # extract grid from equalized image grid = equalized[i*gh:(i+1)*gh, j*gw:(j+1)*gw] # compute histogram of grid hist, bins = np.histogram(grid.flatten(), 256, [0, 256]) # compute cumulative distribution function (CDF) of histogram cdf = hist.cumsum() cdf = (cdf / cdf[-1]) * 255.0 # clip CDF to contrast limit cdf = np.clip(cdf, 0, clip_limit * gw * gh / 256.0) # compute equalized grid using clipped CDF equalized_grid = np.interp(grid.flatten(), bins[:-1], cdf) equalized_grid = equalized_grid.reshape(grid.shape) # insert equalized grid into output image clahe_img[i*gh:(i+1)*gh, j*gw:(j+1)*gw] = equalized_grid return clahe_img ``` 这个函数首先将输入的彩图转换为LAB色彩空间,然后分别对L、A、B三个通道应用CLAHE算法,最后再将LAB图像转换回RGB色彩空间。CLAHE算法的核心是对图像分成若干个网格,然后在每个网格中执行直方图均衡化。为了避免增强噪声,CLAHE算法还引入了一个对比度限制的机制,具体来说就是对每个网格的直方图进行裁剪,使得直方图的范围不超过一个阈值。这里的阈值是通过clip_limit参数控制的。

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