使用Python Image Library(PIL)标准化一组图像的直方图(亮度和对比度)

时间:2011-08-19 01:45:58

标签: python image-processing python-imaging-library brightness contrast

我有一个脚本,它使用Google Maps API下载一系列相等大小的方形卫星图像并生成PDF。图像需要事先旋转,我已经使用PIL进行了旋转。

我注意到,由于不同的光线和地形条件,一些图像太亮,另一些图像太暗,结果pdf结果有点难看,“在现场”的阅读条件不太理想(这是一个偏远山地自行车,我想要一个特定十字路口的打印缩略图。)

(编辑)然后目标是使所有图像最终具有相似的表观亮度和对比度。因此,过于明亮的图像必须变暗,而黑暗的图像则必须变亮。 (顺便说一句,我曾经使用过imagemagick autocontrastauto-gammaequalize,或autolevel等类似的东西,在医学影像中有了有趣的结果,但是不要不知道如何在PIL中做任何这些。

我已经在转换为灰度后使用了一些图像校正(前一段时间有灰度打印机),但结果也不好。这是我的灰度代码:

#!/usr/bin/python

def myEqualize(im)
    im=im.convert('L')
    contr = ImageEnhance.Contrast(im)
    im = contr.enhance(0.3)
    bright = ImageEnhance.Brightness(im)
    im = bright.enhance(2)
    #im.show()
    return im

此代码对每个图像独立工作。我想知道首先分析所有图像然后“标准化”它们的视觉特性(对比度,亮度,伽玛等)会更好。

另外,我认为有必要在图像中进行一些分析(直方图?),以便根据每个图像应用自定义校正,而不是对所有图像进行相同校正(尽管任何“增强”)函数隐含地考虑初始契约)。

是否有人有这样的问题和/或知道用彩色图像(没有灰度)做这个的好方法?

任何帮助将不胜感激,感谢阅读!

2 个答案:

答案 0 :(得分:6)

您可能正在寻找的是一种执行“直方图拉伸”的实用程序。 Here is one implementation。我相信还有其他人。我想你想要保留原始色调并在所有色带上均匀地应用这个功能。

当然,很有可能一些瓷砖在它们加入的水平上会有明显的不连续性。然而,避免这种情况将涉及“拉伸”参数的空间插值,并且是更复杂的解决方案。 (......但如果有需要,这将是一项很好的练习。)

修改

这是一个保留图像色调的调整:

import operator

def equalize(im):
    h = im.convert("L").histogram()
    lut = []
    for b in range(0, len(h), 256):
        # step size
        step = reduce(operator.add, h[b:b+256]) / 255
        # create equalization lookup table
        n = 0
        for i in range(256):
            lut.append(n / step)
            n = n + h[i+b]
    # map image through lookup table
    return im.point(lut*im.layers)

答案 1 :(得分:2)

以下代码适用于显微镜(相似)的图像,以便在拼接之前进行准备。我在20张图像的测试集上使用它,结果合理。

亮度平均值来自另一个Stackoverflow question

from PIL import Image
from PIL import ImageStat
import math

# function to return average brightness of an image
# Source: https://stackoverflow.com/questions/3490727/what-are-some-methods-to-analyze-image-brightness-using-python

def brightness(im_file):
   im = Image.open(im_file)
   stat = ImageStat.Stat(im)
   r,g,b = stat.mean
   return math.sqrt(0.241*(r**2) + 0.691*(g**2) + 0.068*(b**2))   #this is a way of averaging the r g b values to derive "human-visible" brightness

myList = [0.0]
deltaList = [0.0]
b = 0.0
num_images = 20                         # number of images   

# loop to auto-generate image names and run prior function  
for i in range(1, num_images + 1):      # for loop runs from image number 1 thru 20
    a = str(i)
    if len(a) == 1: a = '0' + str(i)    # to follow the naming convention of files - 01.jpg, 02.jpg... 11.jpg etc.
    image_name = 'twenty/' + a + '.jpg'
    myList.append(brightness(image_name))

avg_brightness = sum(myList[1:])/num_images
print myList
print avg_brightness

for i in range(1, num_images + 1):
   deltaList.append(i)
   deltaList[i] = avg_brightness - myList[i] 

print deltaList

此时,“校正”值(即值和均值之间的差值)存储在deltaList中。以下部分逐一将此校正应用于所有图像。

for k in range(1, num_images + 1):      # for loop runs from image number 1 thru 20
   a = str(k)
   if len(a) == 1: a = '0' + str(k)       # to follow the naming convention of files - 01.jpg, 02.jpg... 11.jpg etc.
   image_name = 'twenty/' + a + '.jpg'
   img_file = Image.open(image_name)
   img_file = img_file.convert('RGB')     # converts image to RGB format
   pixels = img_file.load()               # creates the pixel map
   for i in range (img_file.size[0]):
      for j in range (img_file.size[1]):
         r, g, b = img_file.getpixel((i,j))  # extracts r g b values for the i x j th pixel
         pixels[i,j] = (r+int(deltaList[k]), g+int(deltaList[k]), b+int(deltaList[k])) # re-creates the image
   j = str(k)
   new_image_name = 'twenty/' +'image' + j + '.jpg'      # creates a new filename
   img_file.save(new_image_name)                         # saves output to new file name