均衡多个图像的对比度和亮度

Question

我有大约 160 张图片用于实验。然而，与其他图像相比，一些图像具有明显不同的亮度和对比度。例如，我有如下两张图片：

我想在亮度和对比度方面均衡两张图片（可能会在中间找到某个级别，而不是将一张图片等同于另一张图片 - 尽管如果这样可以让事情变得更容易，这可能是可以的）。有人会对如何解决这个问题有任何建议吗？我不太熟悉 Matlab 中的图像分析，所以如果出现后续问题，请多多包涵。 Equalizing luminance, brightness and contrast for a set of images 的问题已经在这里了，但代码对我来说没有多大意义（由于我缺乏在 Matlab 中处理图像的经验）。

目前，我使用 Gimp 来处理图像，但使用 160 张图像非常耗时，而且仅凭主观的眼睛判断也不是很可靠。谢谢！

Answer 1

您可以使用histeq 执行直方图规范，其中算法将尽力使目标图像与源图像的强度分布/直方图相匹配。这也称为histogram matching and you can read up about it on my previous answer。

实际上，两张图像之间的强度分布应该是相同的。如果您想使用histeq 来利用这一点，您可以指定一个附加参数来指定目标直方图。因此，输入图像会尝试将自身与目标直方图匹配。假设您将图像存储在 im1 和 im2 中，这样的事情会起作用：

out = histeq(im1, imhist(im2));

但是，imhistmatch 是更好用的版本。这几乎与您调用histeq 的方式相同，只是您不必手动计算直方图。您只需指定实际图像以匹配自身：

out = imhistmatch(im1, im2);

这是一个使用您的两张图片的运行示例。请注意，我将选择使用imhistmatch。我直接从 StackOverflow 读取两张图像，执行直方图匹配，以便第一张图像与第二张图像在强度分布上匹配，我们在一个窗口中显示此结果。

im1 = imread('http://i.stack.imgur.com/oaopV.png');
im2 = imread('http://i.stack.imgur.com/4fQPq.png');
out = imhistmatch(im1, im2);
figure;
subplot(1,3,1);
imshow(im1);
subplot(1,3,2);
imshow(im2);
subplot(1,3,3);
imshow(out);

这是我得到的：

请注意，现在第一张图片在分布上或多或少与第二张图片匹配。

我们也可以翻转它，将第一张图片作为来源，然后我们可以尝试将第二张图片与第一张图片匹配。只需用imhistmatch翻转两个参数即可：

out = imhistmatch(im2, im1);

重复上面的代码显示图形，我得到了这个：

这看起来更有趣一些。第二张图的眼睛的形状我们肯定能看出来，有些五官比较明显。

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因此，您最终可以做的是选择具有最佳亮度和对比度的良好代表性图像，然后循环遍历其他每个图像并使用此源图像作为参考每次调用imhistmatch以便其他图像将尝试将它们的强度分布与该源图像相匹配。我真的无法为此编写代码，因为我不知道您如何在 MATLAB 中存储这些图像。如果你分享其中的一些代码，我很乐意写更多。