使用對比度受限的自適應直方圖均衡化 (AHE) 來改善影像的對比度。一般的直方圖均衡化會計算整體的均衡化,而自適應方法則會計算多個直方圖,每個直方圖對應於影像的不同區塊,並使用它們來重新分配影像的亮度值。它適用於改善局部對比度並增強影像每個區域中邊緣的清晰度。對比度受限的自適應直方圖均衡化 (CLAHE) 是自適應直方圖均衡化的一種變體,它限制了 AHE 在影像相對均勻區域中過度放大雜訊的趨勢。
從 ImageMagick 7.0.8-24 版本開始,使用 -clahe 選項支援 CLAHE
影像會被分割成 寬度 和 高度 像素的區塊。附加 % 將寬度和高度定義為影像尺寸的百分比。區塊大小應大於要保留的特徵大小,並遵守影像的長寬比。新增 ! 可強制使用精確的區塊寬度和高度。區間數量 是每個區塊的直方圖區間數量(最小值 2,最大值 65536)。直方圖區間數量應小於單一區塊中的像素數量。裁剪限制 是局部對比度變化的對比度限制。裁剪限制設定為 2 到 3 是一個不錯的開始(例如 -clahe 50x50%+128+3)。非常大的值將允許直方圖均衡化執行任何操作,也就是產生最大的局部對比度。值 1 將產生原始影像。請注意,如果省略區間數量和裁剪限制,則它們分別預設為 128 和無裁剪。
為了顯示 CLAHE 的優點,我們使用了一張低對比度的山脈影像
我們可以使用全域直方圖均衡化來改善影像
我們可以使用對比度受限的自適應直方圖均衡化影像處理技術進一步改善影像
後一張影像是使用以下指令產生的
magick mountains.jpg -clahe 25x25%+128+3 mountains-clahe.jpg
25x25% 參數將影像分割成 16 個區塊,以執行局部對比度增強。影像尺寸為 1500x1000,因此每個區塊正好是 375x250 像素。您可以直接使用 375x250 指定區塊尺寸,而不是使用百分比。
對於無法均勻分割成影像尺寸的區塊大小,CLAHE 會利用虛擬像素,因此結果可能會根據您選擇的虛擬像素方法而略有不同。例如,
magick mountains.jpg -virtual-pixel mirror -clahe 300x300+128+3! mountains-clahe.jpg
請注意 !。這會強制區塊大小精確為 300x300 像素,而沒有 ! 時,區塊大小會遵守影像的長寬比,並產生 300x200 的區塊尺寸。