6.5.1 히스토그램 스트레칭

히스토그램 스트레칭^{Histogram Stretching}은 영상의 히스토그램이 그레이스케일 전 구간에서 골고루 나타나도록 변경하는 선형 변환 기법이다. 보통 명암비가 낮은 영상은 히스토그램이 특정 구간에 집중되어 나타나게 되는데, 마치 고무줄을 늘이듯이 히스토그램을 잡아 펼쳐서 그레이스케일 전 구간에서 히스토그램 그래프가 나타나도록 변환하는 기법이 히스토그램 스트레칭이다. 결과적으로 히스토그램 스트레칭을 수행한 영상은 명암비가 높아져서 일반적으로 보기 좋은 사진 형태로 바뀌게 된다.

일단 히스토그램 스트레칭을 수식으로 표현하면 다음과 같다.

위 식에서 f(x, y)와 g(x, y)는 각각 입력 영상과 출력 영상을 나타낸다. 그리고 G_min과 G_max는 입력 영상의 픽셀 값 중에서 가장 낮은 그레이스케일 값과 가장 큰 그레이스케일 값을 의미한다.

히스토그램 스트레칭의 동작 방식을 좀 더 구체적으로 이해하기 위해 그림 6-36을 살펴보자. 그림 6-36(a)는 입력 영상과 그에 해당하는 히스토그램을 보여준다. 입력 영상의 히스토그램은 G_min과 G_max 사이에서만 나타날 것이다. 이러한 히스토그램을 그레이스케일 양방향으로 늘려서 G_min은 0이 되게 하고, G_max는 255가 되도록 하면 전체적으로 명암비가 높아지는 형태로 바뀔 것이다. 그렇게 변경한 영상이 그림 6-36(C)이다.