Ekualisasi Histogram

Foto yang diambil dalam cahaya buruk hanya memakai sebagian dari rentang yang tersedia. Histogramnya menumpuk di satu sudut, dan segala yang ada di dalam tumpukan itu — lipatan pada mantel gelap, tekstur dinding yang teduh, tulisan pada halaman yang pudar — terjepit menjadi segelintir nada yang tidak bisa dipisahkan mata. Ekualisasi histogram menyebar tumpukan itu kembali ke seluruh rentang, sehingga perbedaan yang sudah terekam menjadi perbedaan yang bisa dilihat.

Apa yang Anda Dapat

• Detail dari dalam bayangan: nada-nada yang tadinya berhimpitan memperoleh ruang, dan tekstur di dalamnya kembali muncul.
• Kontras tanpa lonjakan kecerahan: mode penjaga kecerahan meregangkan tiap belahan histogram ke rentangnya sendiri, sehingga gambar memperoleh pemisahan dan mempertahankan pencahayaannya.
• Warna dibiarkan utuh: mode bawaan hanya mengubah seberapa terang sebuah piksel, sehingga rona dan saturasi melewati proses tanpa berubah.
• Pindaian yang terbaca: mode skala abu-abu melebarkan jarak antara tinta dan kertas, dan itulah yang membuat tulisan pudar terbaca lagi.
• Angka, bukan tebakan: histogram sebelum dan sesudah, kurva transfer, dan statistik nada semuanya diukur dari gambar Anda.

Kembalikan detail pada gambar gelap dan datar dengan ekualisasi adaptif atau global.

1. 1Tambahkan gambar: Seret berkas JPG, PNG, WebP, GIF, atau BMP ke sini, atau telusuri berkas Anda.
2. 2Pilih algoritme: Adaptif (CLAHE) cocok untuk foto; global adalah peregangan klasik; penjaga kecerahan membiarkan pencahayaan keseluruhan tetap di tempatnya.
3. 3Atur ubin dan batas klip: Ubin lebih kecil bekerja lebih lokal; batas klip rendah menahan derau.
4. 4Bandingkan dan lihat angkanya: Seret pemisah di atas pratinjau, lalu baca histogram sebelum dan sesudah serta kurva transfernya.
5. 5Ekspor: Simpan sebagai PNG, JPEG, atau WebP.

Tiga algoritme, dan bedanya terletak pada seberapa banyak bagian gambar yang boleh dilihat setiap pemetaan.

• Ekualisasi global membangun satu kurva kumulatif dari seluruh gambar dan menerapkannya di mana-mana. Inilah definisi tekniknya sekaligus yang paling agresif: satu jendela terang di ruangan yang selebihnya gelap mendominasi histogram, jadi ruangannya terangkat dan jendelanya terbakar.
• Ekualisasi adaptif (CLAHE) memotong gambar menjadi ubin, membangun kurva untuk tiap ubin, dan membaurkan dengan halus di antara empat kurva tetangga pada setiap piksel — sehingga tidak ada garis sambung yang terlihat. Batas klip membatasi seberapa jauh satu ubin boleh meregang, dan itulah yang mencegah area datar seperti langit dan kertas berubah menjadi derau. Inilah mode yang mengangkat bayangan tanpa menyentuh langit di sebelahnya.
• Ekualisasi penjaga kecerahan (BBHE) membelah histogram pada nada rata-rata gambar itu sendiri dan mengekualisasi kedua belahan ke rentang keluaran yang terpisah. Keduanya memperoleh kontras, dan karena tidak ada yang boleh menyeberangi rata-rata, kecerahan keseluruhan tetap di tempatnya. Pakai ini ketika foto sudah terekspos baik dan hanya kurang pemisahan.

Nama parameter di sini adalah nama yang dipakai di bidangnya, dan artinya sama seperti di tempat lain.

• Ukuran ubin, dalam piksel sisi tiap ubin adaptif, diukur pada gambar asli dan bukan sebagai jumlah pembagian — sehingga angka yang sama berarti hal yang sama pada jepretan ponsel maupun poster hasil pindai. Ukurannya juga bisa diberikan sebagai persentase sisi terpendek, dan itulah bentuk yang dipakai ketika pengaturan yang sama harus berarti sama pada gambar berukuran berbeda. Sebuah ubin sebaiknya lebih besar daripada detail yang ingin Anda pertahankan. Rentang penggesernya mengikuti gambar dan jumlah kelas, karena ubin yang lebih kecil daripada histogramnya tidak bisa menghasilkan kurva yang halus.
• Batas klip, 1 sampai 10 kelipatan dari tinggi yang dimiliki histogram yang benar-benar rata. Pada 1 pemetaannya adalah identitas dan tidak ada yang berubah; 2 sampai 3 adalah titik awal biasa untuk foto; 5 ke atas mendorong keras dan menaikkan butiran bersama detailnya.
• Kelas histogram, 16 sampai 256 seberapa halus nada dihitung sebelum kurvanya dibangun. Kelas yang lebih sedikit memberi kurva lebih halus yang lebih sedikit memperkuat derau — rem baku untuk pindaian berbutir. 256 adalah yang paling halus yang bisa dibawa formatnya.
• Kekuatan mencampur hasil akhir kembali ke arah aslinya. Ekualisasi penuh sering kali lebih dari yang dibutuhkan sebuah gambar; 60 sampai 80 persen biasanya terlihat wajar.
• Haluskan sebelum ekualisasi menjalankan kaburan lembut sebelum apa pun diukur, sehingga yang diekualisasi adalah gambarnya dan bukan butirannya.

Ekualisasi menghitung pemetaan untuk satu besaran, dan besaran mana yang dipilih menentukan apa yang terjadi pada warna. Jalan pintas yang tampak jelas — hitung kecerahan baru lalu skalakan merah, hijau, dan biru dengan rasio antara yang lama dan yang baru — punya dua mode kegagalan yang muncul pada foto biasa: nada tergelap di gambar dipetakan ke nol, jadi rasionya nol dan setiap piksel pada nada itu menjadi hitam pekat, warnanya sekalian; dan piksel jenuh yang terangkat akan mendapati kanal terkuatnya terdorong melewati batas maksimum lalu terpotong, yang menggeser rona.

Alat ini justru bekerja dalam ruang warna perseptual. Hanya kecerahan yang diekualisasi; kedua sumbu warna dibawa lewat tanpa disentuh, sehingga rona terjaga secara konstruksi. Ketika warna yang terangkat berakhir di luar apa yang bisa ditampilkan layar, saturasinya ditarik kembali sepanjang garis ronanya sendiri — tidak pernah dipotong kanal per kanal. Diukur pada gambar uji yang jenuh, itu berarti pergeseran rona terburuk 1,8 derajat berbanding 19,7 untuk pendekatan pemotongan.

Tiga situasi di mana ekualisasi adalah alat yang tepat, bukan penggeser kecerahan.

• Foto yang kurang cahaya Mode adaptif, ubin sekitar sepersepuluh sisi pendek gambar, batas klip 2 sampai 3. Bayangannya terbuka dan bagian yang sudah terekspos benar dibiarkan mendekati posisi semula.
• Dokumen hasil pindai dan teks pudar Mode skala abu-abu dengan penghalusan menyala. Jarak antara tinta dan kertas melebar, dan itulah yang membuat tulisan pudar terbaca serta yang dibutuhkan pengenalan karakter.
• Mikroskopi, citra medis, dan teknis Mode adaptif dengan ubin kecil dan batas klip rendah. Inilah pengaturan yang menjadi tujuan perancangan tekniknya, dan alasan ia ada di setiap paket pencitraan ilmiah.

Setiap jalur berakselerasi diperiksa terhadap implementasi rujukan sederhana yang sama sekali tidak memakai akselerasi perangkat keras. Perbandingannya berjalan pada tujuh gambar uji dan lima belas kombinasi parameter di tiap jalur, dan selisih terbesar pada kanal warna mana pun adalah satu langkah dari 255 — selisih terkecil yang bisa dihasilkan dua cara pembulatan atas angka yang sama. Histogramnya sendiri cocok persis. Statistik nada di samping gambar Anda dihitung dari setiap piksel, bukan disampel.

Berakselerasi perangkat keras: foto 12 megapiksel diekualisasi dalam sekitar 60 milidetik pada kartu grafis modern, berbanding 2,5 detik tanpa akselerasi. Penggunaan memori tetap datar pada proses berulang.

• Koreksi otomatis pencahayaan, warna, dan detail dalam satu klik.

• Roda lift, gamma, dan gain, kurva, serta LUT untuk tampilan yang disengaja.

• Penggeser manual kecerahan, kontras, dan saturasi.

• Histogram persis, palet, dan statistik untuk gambar apa pun.

• Bersihkan butiran sebelum atau sesudah ekualisasi.

• Kembalikan ketegasan tepi pada pindaian yang lembek.