OpenCV—calcHist()函数

news2024/12/23 6:16:47

void calcHist( const Mat* images, int nimages,
                          const int* channels, InputArray mask,
                          SparseMat& hist, int dims,
                          const int* histSize, const float** ranges,
                          bool uniform = true, bool accumulate = false );

images

输入的数据指针，要具备相同的尺寸和数据类型，可以有不同的通道数量，如果要计算n 个Mat数据，可以这么做：Mat images[n];images[0]=imread(),images[1]=imread()……

nimages

就是上面的n，指明传入了多少个Mat数据

channels

通道列表,看看下面这张图，传入了这样2个Mat数据，每个Mat各自包含3个通道，通道的索引依次是0，1，2，3，4，5。const int channels[3]={0,2,4},表示索引序号是0，2，4的三个通道会参与计算。

mask

表示掩码，与images尺寸相同的8bits 数组，传入一个空Mat即可。如果不是空的，所有掩码非零数据对应的源数据才会参与计算。

hist

表示计算结果，用一个Mat保存便可。1维的结果是一个n行1列的矩阵，2维的结果是个n×m的矩阵……，具体还要看下面这个维度参数。

dims

结果数据的维数，1维、2维…..32维,要跟其他参数结合起来。

histSize

是一个列表，对应每个维度的数据分组。如果dims=1,结果是1维的，这里可以这么做： const int histSize[1]={32},表示1维被划分成32份。如果dims=2,结果是2维的，可以这么做：const int histSize[2]={32，64},表示1维被划分成32份，2维被划分成64份。

ranges

是数组的数组，数组中的每个元素是一个指针，这个指针指向一个数组。举例说明如下：

//读取一张图像
    Mat image[1];
    image[0] = imread("../Image/apple.jpg");                 

    //取图像的0通道数据
    const int channels[1] = {0};
    
    //最终结果会有8行1列
    const int histSize[1] = {8};
    
    //参与计算的数据范围[0,256)，也就是uchar类型的全部数据
    //如果范围是[m,n),范围外的数据不会参与计算
    const float range[2] = {0, 256};
    const float *ranges[1] = {range};

    //计算直方图
    Mat hist;
    calcHist(image, 1, channels, Mat(), hist, 1, histSize, ranges);

    //输出直方图
cout << hist << endl;

输出结果是：[7281; 137833; 90340; 25579; 990; 80; 31; 10]

7281+ 137833+90340+25579+990+80+31+ 10=262144=512×512，这些数量加起来就是图片所有的像素。

如果把const float range[2] = {0, 256};改成const float range[2] = {50, 200};

结果变成了[95967; 51565; 39066; 6193; 961; 294; 51; 26]

95967+51565+39066+ 6193+ 961+294+ 51+ 26=194123<512×512，说明{50, 200}范围外的一些像素没参与计算。

Uniform

这个参数表示是否均匀。也就是const float range[2] = {0, 256}这个范围是否被均匀分成8份

（const int histSize[1] = {8}）。如果不是均匀的，就应该这样const float range[9] =

{0,50,75,100,120,160,200,220,256}，用9个数表示8份数据的边界。

//读取一张图像
    Mat image[1];
    image[0] = imread("../Image/apple.jpg");

    //取图像的0通道数据
    const int channels[1] = {0};

    //最终结果会有8行1列
    const int histSize[1] = {8};

    //参与计算的数据范围[0,256)，也就是uchar类型的全部数据
    //如果范围是[m,n),范围外的数据不会参与计算
    const float range[9] = {0,50,75,100,120,160,200,220,256};
    const float *ranges[1] = {range};

    //计算直方图
    Mat hist;
    calcHist(image, 1, channels, Mat(), hist, 1, histSize, ranges, false);

    //输出直方图
    cout << hist << endl;

结果是这样[67991; 113817; 62353; 15946; 1916; 91; 14; 16]

Accumulate

表示是否累积计算，如果true,就不会清空hist，会把上次结果累积到下次。

当Accumulate=flase 时：

//计算直方图
    Mat hist;
    calcHist(image, 1, channels, Mat(), hist, 1, histSize, ranges, true, false);
    //输出直方图
    cout << hist << endl;
    calcHist(image, 1, channels, Mat(), hist, 1, histSize, ranges, true, false);
    //输出直方图
    cout << hist << endl;

两次输出结果是：

[7281; 137833; 90340; 25579; 990; 80; 31; 10]

当Accumulate=true时：

Accumulate=true
//计算直方图
Mat hist;
calcHist(image, 1, channels, Mat(), hist, 1, histSize, ranges, true, false);
//输出直方图
cout << hist << endl;
calcHist(image, 1, channels, Mat(), hist, 1, histSize, ranges, true, false);
//输出直方图
cout << hist << endl;

结果变成了这样：

[7281; 137833; 90340; 25579; 990; 80; 31; 10]

[14562; 275666; 180680; 51158; 1980; 160; 62; 20]

也就是下次的结果在上次结果基础上累积。

2维数据

上面都是1维数据的情况，看一下2维数据。

//读取一张图像
    Mat image[1];
    image[0] = imread("../Image/apple.jpg");

    //取图像的0、1通道数据
    const int channels[2] = {0, 1};

    //最终结果会有8行6列
    const int histSize[2] = {8, 6};

    //参与计算的数据范围[0,256)，也就是uchar类型的全部数据
    //如果范围是[m,n),范围外的数据不会参与计算
    const float range0[2] = {0, 256};
    const float range1[2] = {0, 256};
    const float *ranges[2] = {range0, range1};

    //计算直方图
    Mat hist;
    calcHist(image, 1, channels, Mat(), hist, 2, histSize, ranges);
    //输出直方图
cout << hist << endl;

结果就是这个const int histSize[2] = {8, 6}维度数据：

[1309, 1219, 3754, 762, 237, 0;

484, 30587, 94245, 11228, 997, 292;

0, 2518, 33548, 45328, 8108, 838;

0, 0, 676, 14186, 10072, 645;

0, 0, 0, 399, 155, 436;

0, 0, 0, 0, 26, 54;

0, 0, 0, 0, 3, 28;

0, 0, 0, 0, 0, 10]

这些数据加起来还是521×512=262144，仍然是总的像素数量。这些数据太大了，为了用图像显示，将数据处理一下：

//数据太大了，处理一下
    hist += 1;
    log(hist, hist);
    Mat dst;
    normalize(hist, dst, 0, 255, NORM_MINMAX);

    Mat convert;
    dst.convertTo(convert, CV_8UC1);

    //输出直方图
    cout << convert << endl;


    namedWindow("convert", WINDOW_NORMAL);
    imshow("convert", convert);

用图像表示就是上图，channel[0]被划分成8份，channel[1]被划分成6份，然后对image[0]中每个像素进行统计。比如位置（i,j）对应的0通道数据属于上图的第3行，1通道数据属于上图的5通道，那么上图中的格子（3，5）就会计数加1。

处理之后的数据已经无法反应像素的准确数量，但是像素分布状况还是正确的

[160,        158,         183,        148,        122, 0;
138,        230, 255,         208,       154, 126;
0, 174, 232,         239,       200,         150;
0, 0, 145,         213,       205,         144;
0, 0, 0,         133,       112,         135;
0, 0, 0, 0,         73, 89;
0, 0, 0, 0,         31, 75;
0, 0, 0, 0,         0, 53]