直方图统计和显示

直方图

一、原理和目的

（1）目的：将单通道图像的灰度值与对应的频率数据可视化，便于分析图像

（2）原理：创建一个大小为256的数组，表示0~255的灰度范围，然后对图像进行遍历，每次读取到一个灰度值就在数组对应的值进行自增操作。最终数组的下标代表的是灰度，下标对应的值代表的是灰度频率，然后根据数据的数据描线，最终描成直方图。

灰度	0	1	...	255
频率	x	y	...	z

公式：

①   W=k*256  W图像的宽度

 

②   {

         Pmin = min hist[i]     Pmin，灰度频率的最小值

         Pmax=max hist[i]     Pmax，灰度频率的最大值

   }

 

③   S=W/Pmax         S，y方向的缩放比例

④   H=W+△             H，图像的高度

 

⑤   {

         ∀i,hist[i]

         P1=(i*k+1,H-1-S.Hist[i])

         P2=(i*k+1,H-1)

} 

参数：k,△，k表示线宽，△表示高度方向上最高直方图的余量；

 

二、步骤

（1）使用公式1计算图像宽W

（2）使用公式2、3、4计算图像高H

（3）遍历数组，对每一个i，

                   可用公式5计算P1，P2

                   调用line（）

          直到图像遍历完毕

（4）显示直方图

 

三、伪代码

输入：{H(i)|i=0,1,...,255}

△：表示高度方向上最高直方图的余量，防止图像显示不完整，在代码中为dt表示

K：表示线宽

arr[]表示存放灰度频率的数组，下标值与灰度频率一一对应

输出：直方图图像

 

void showHisto(long arr[],int k,int dt)

{

         求arr中的最大值，等比例显示

 

         遍历arr数组，根据数组值，调用line描线

 

         显示直方图

}

 

四、源码

void traverse(cv::Mat src,long arr[])	//统计灰度级以及其频率,下标为灰度级,数组值为频率
{
	long grayData[256] = { 0 };

	for (int i = 0; i < src.rows; i++)
	{

		uchar* src_rows_ptr = src.ptr<uchar>(i);
		for (int j = 0; j < src.cols; j++)
		{
			grayData[src_rows_ptr[j]]++;
		}
	}
	for (int i = 0; i < 255; i++) {
		arr[i] = grayData[i];
	}
}

 

ong getMax(long arr[])	//求最大灰度频率
{
	long max = 0;
	for (int i = 0; i < 256; i++)
	{
		if (max < arr[i]) {
			max = arr[i];
		}
	}
	return max;
}

　　

void showHisto(long arr[],int k,int dt)　　//显示直方图
{

    long Pmax = getMax(arr);　　　　//getMax只是求arr数组的最大值，可以自己写一下

 

    Mat mat(k * 256+20, k * 256 , 0);

    for (int i = 0; i < 256; i++) {

        line(mat, Point(i*k + 1, k * 256+ dt), Point(i*k + 1, 256.0 * k+ dt  -  arr[i] * (3*256.0/ Pmax)), Scalar(0, 0, 0), 3);　　//等比例显示

    }

    imshow("histo", mat);

}

　　

 

 

五、结果图

显示的结果图像和将数据导出到Excel所显示的图像一致，如果要将直方图缩小或者放大可以用cv::resize；