在OpenCV CLAHE中，剪辑限制究竟意味着什么？

Question

我读过很多文章说剪辑限制是民防部队斜坡的极限。但是在OpenCV中，这个参数可以设置为0~999.，我不知道这个参数的最大值，是不是PDF的和等于1？坡度怎么会大于1？另一种说法是剪辑限制是对每个灰度计数的限制，因此，例如，如果我将瓷砖设置为(8,8)，则该瓷砖中的任何灰度级别都不可能超过64像素，但如果设置限制超过64像素，则结果仍在变化。请用任何观点来启发我。

Answer 1

因此，执行剪辑限制的方式如下：

1. 概率密度函数( PDF )是为每个可能的像素强度计算的，假设我们有一个8位的图像，所以PDF是一个索引0到255的数组。PDF是通过计算具有该强度的图像中的像素数来计算的，因此，例如，PDF(强度= 0) = 26意味着图像中有26个像素的亮度为0。
2. 一旦计算了PDF，代码就会循环遍历PDF中的每个元素，并确定该PDF元素是否大于clipLimit。例如，假设clipLimit是4，我们从PDF( 0 ) = 26开始，它大于4。因此，代码“剪辑”了clipped = clipped + pdf[i] - clipLimit;在4处的亮度为0的像素计数，其中剪裁开始于0。然后剪裁=0+ 26 -4= 22.对于PDF(强度= 1)、PDF(强度= 2)、.、PDF(强度= 255)，代码继续这样做。最后，PDF中没有一个单独的元素比clipLimit更大，多余的像素数已经存储在被剪裁的变量中。(就像fmw42所说的)。
3. 然后，裁剪像素的数量被重新均匀地分布在数组PDF中。例如，假设clipped = 128，那么PDF的其他元素大约都会得到+1像素的计数。因此，如果PDF(0) = 4，PDF(1) = 2，PDF(2) =0，那么在重新分发后，它将是PDF(0) = 4+1，PDF(1) = 2，PDF(2) = 0+1。注意，在重新分配后，以前位于最大值的一些像素( clipLimit )会被稍微向上推到clipLimit上。

在维基百科中，clipLimit通常被设置在3到4之间。当剪辑限制被实现时，直方图中任何元素的最大值都是有限的，因此直方图中任意两个相邻元素之间的最大斜率(即强度变化)是有限的。

• 一个不现实但很有帮助的练习是，想象一下1920年x 1080像素的图像中的所有像素都是强度1，所以PDF的开头是PDF( 0 ) = 0，PDF(1) = 2073600，而PDF的其余元素是0。然后，得到的斜率=( 2073600 ~0)/(1-0)=2073600。
• 但是，现在想象一下，对于同一幅图像，我们设置一个4的clipLimit，并为整个图像设置一个直方图。裁剪后的PDF为: PDF(0) = 0，PDF(1) = 4，PDF(2) = 0，以此类推。剪裁后的最大斜率为(4-0)/(1-0) = 4，远远小于2073600。重新分配后，每个直方图bin得到大约8100像素，因此PDF(0) = 8100，PDF(1) = 8104，PDF(2) = 8100，等等。剪裁和再分布后的最大斜率为(8104-8100)/(1-0) = 4。

至于你的问题，PDF的总和的确是1，但这里的PDF阵列储存了数，即PDF的分子。因此，对于大小为1920 x 1080的图像，如果实际PDF是

• 概率(强度= 0) = 4/(1920x1080) = 4/2073600
• P(强度= 1) = 2/2073600
• P(强度= 2) = 0/2073600，那么这些分数的之和确实是1。这个在OpenCV源代码中实现的概率密度函数在数组PDF中显示为：
• PDF(0) =4
• PDF(1) =2
• PDF(2) =0，这些元素在没有分母的情况下不能和为1。

有关代码的实现，请参阅OpenCV源代码。作为脚注，我对重新分配的实施作了一些简化，但希望它更容易理解。