[C#] OpenCvSharp 히스토그램 적용 하기

안녕하세요

 

이번 포스팅은 OpenCv를 통한 히스토그램을 확인 할 수 있는 히스토그램 적용하기 입니다

 

히스토그램이 뭔지 저도 잘 몰랐는데요 이번에 OpenCv를 공부하면서 생소한 이미지 관련 용어들을 많이 접하게 되네요

 

일단 구글에서 정의하는 히스토그램이란?

 

『도수 분포표의 하나. 가로축에 계급을, 세로축에 도수를 취하고, 도수 분포의 상태를 직사각형의 기둥 모양으로 나타낸 그래프. 주상 도표(柱狀圖表).』

 

이렇게 정의하고 있습니다

 

무슨말인지..도통 감이 안오는데요.. 그래서 좀 더 구체적으로 검색을 해봤습니다

 

역시 어렵네요ㅎㅎ

 

좀 더 폭풍 검색을 해서 좀 더 이해가 쉬운 포스팅을 가져 왔습니다

 

1. 히스토그램이란?

    히스토그램은 이미지를 구성하는 픽셀값 분포에 대한 그래프입니다.

    X축은 픽셀값으로 범위는 0 ~ 255 사이입니다. Y축은 이미지에서 해당 픽셀값을 가진 픽셀의 개수입니다.

    히스토그램의 왼쪽에는 가장 어두운 검은색 픽셀(0)의 갯수를 보여주며 오른쪽으로 갈 수록 밝은

    픽셀의 갯수를 보여줍니다.  

 

가장 이해가 되는 값인거 같습니다

 

여기서 X축과 Y축에 대한 이미지 설명입니다

 

 

아마 이미지의 밝기의 분포도를 보기 위한 그래프인거 같습니다

 

좀 더 자세한 부분은 다음 포스팅을 확인 하시면 좋을거 같습니다

(공개 여부를 확인하지 않고 링크한것이므로 문제가 될 시 삭제 조치 하겠습니다)

 

https://webnautes.tistory.com/1274

OpenCV Python 강좌 - 히스토그램(Histogram)

 

다시 C#으로 넘어와서 OpenCv로 히스토그램을 적용시켜 보도록 하겠습니다

 

1. 메뉴 등록

 

[디자인]

  - Menu에 다음과 같이 "히스토그램" 메뉴를 등록해 주세요

 

[Source Code]

  - 클릭 이벤트 생성 후 코딩

        private void 히스토그램ToolStripMenuItem_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            using (Hist Hi = new Hist())
            using (IplImage temp = Hi.BuildHist(src))
            {
                result = temp.Clone();

            }
            pictureBoxIpl2.ImageIpl = result;

        }

 

2. 히스토그램을 위한 클래스 생성

    - 클래스 추가 하기

      (클래스명은 임의로 설정하셔도 됩니다)

 

[Source Code]

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
using OpenCvSharp;

namespace OpenCV_V1
{
    class Hist : IDisposable
    {
        IplImage DstHist;

        public IplImage BuildHist(IplImage src)
        {
            const int histSize = 64;
            float[] range0 = { 0, 256 };
            float[][] ranges = { range0 };

            // 화상의 읽기
            using (IplImage srcImg = new IplImage(src.Size, BitDepth.U8, 1))
            using (IplImage dstImg = new IplImage(src.Size, BitDepth.U8, 1))
            using (IplImage histImg = new IplImage(new CvSize(400, 400), BitDepth.U8, 1))
            using (CvHistogram hist = new CvHistogram(new int[] { histSize }, HistogramFormat.Array, ranges, true))
            {
                src.CvtColor(srcImg, ColorConversion.BgrToGray);
                srcImg.Copy(dstImg);

                using (CvWindow windowImage = new CvWindow("image", WindowMode.AutoSize))
                using (CvWindow windowHist = new CvWindow("histogram", WindowMode.AutoSize))
                {

                    // 트랙바가 동작되었을 때의 처리
                    CvTrackbar ctBrightness = null;
                    CvTrackbar ctContrast = null;
                    CvTrackbarCallback callback = delegate (int pos)
                    {
                        int brightness = ctBrightness.Pos - 100;
                        int contrast = ctContrast.Pos - 100;
                        // LUT의 적용
                        byte[] lut = CalcLut(contrast, brightness);
                        srcImg.LUT(dstImg, lut);
                        // 히스토그램 그리기
                        CalcHist(dstImg, hist);
                        DrawHist(histImg, hist, histSize);
                        // 윈도우에 표시
                        DstHist = histImg.Clone();
                        windowImage.ShowImage(dstImg);
                        windowHist.ShowImage(histImg);
                        dstImg.Zero();
                        histImg.Zero();
                    };

                    // 트랙바의 작성
                    ctBrightness = windowImage.CreateTrackbar("brightness", 100, 200, callback);
                    ctContrast = windowImage.CreateTrackbar("contrast", 100, 200, callback);
                    // 첫회 그리기
                    callback(0);

                    // 키 입력대기
                    Cv.WaitKey(0);
                }
                return DstHist;
            }
        }

        //contrast와 brightness의 값으로부터 LUT의 값을 계산해, byte 배열로 돌려준다
        private static byte[] CalcLut(int contrast, int brightness)
        {
            byte[] lut = new byte[256];
            /*
             * The algorithm is by Werner D. Streidt
             * (http://visca.com/ffactory/archives/5-99/msg00021.html)
             */
            if (contrast > 0)
            {
                double delta = 127.0 * contrast / 100;
                double a = 255.0 / (255.0 - delta * 2);
                double b = a * (brightness - delta);
                for (int i = 0; i < 256; i++)
                {
                    int v = Cv.Round(a * i + b);
                    if (v < 0)
                        v = 0;
                    if (v > 255)
                        v = 255;
                    lut[i] = (byte)v;
                }
            }
            else
            {
                double delta = -128.0 * contrast / 100;
                double a = (256.0 - delta * 2) / 255.0;
                double b = a * brightness + delta;
                for (int i = 0; i < 256; i++)
                {
                    int v = Cv.Round(a * i + b);
                    if (v < 0)
                        v = 0;
                    if (v > 255)
                        v = 255;
                    lut[i] = (byte)v;
                }
            }
            return lut;
        }
        //히스토그램 계산
        private static void CalcHist(IplImage img, CvHistogram hist)
        {
            hist.Calc(img);
            float minValue, maxValue;
            hist.GetMinMaxValue(out minValue, out maxValue);
            Cv.Scale(hist.Bins, hist.Bins, ((double)img.Height) / maxValue, 0);
        }
        //히스토그램 그리기
        private static void DrawHist(IplImage img, CvHistogram hist, int histSize)
        {
            img.Set(CvColor.White);
            int binW = Cv.Round((double)img.Width / histSize);
            for (int i = 0; i < histSize; i++)
            {
                img.Rectangle(
                    new CvPoint(i * binW, img.Height),
                    new CvPoint((i + 1) * binW, img.Height - Cv.Round(hist.Bins[i])),
                    CvColor.Black, -1, LineType.AntiAlias, 0
                );
            }
        }

        public void Dispose()
        {
            if (DstHist != null) Cv.ReleaseImage(DstHist);
        }
    }
}

 

[결과창]