Mikä on histogrammin tasaus?

Histogrammin tasaus on suhteellisen yksinkertainen prosessi jakautumiskäyrän tasaamiseksi tai tasapainon asettamiseksi jakaumaan. Jos mittaus on digitaalinen käännös, prosessi on yksinkertainen tietokoneohjelma. Histogrammeille on monia käyttötarkoituksia, jotka ovat yhden muuttujan graafinen kartoitus suurelle datapistejoukolle. Yleisimmät sovellukset, joissa monet ihmiset kohtaavat histogrammeja, ovat ääni ja video, sekä liikkumattomina että liikkumattomina.

Periaatteessa histogrammi on tilastollinen työkalu laadunvalvontaan. Tyypillisesti kaavion vaakasuuntainen x-akseli on yksi muuttuja, esimerkiksi noppa, joka on vieritetty yhdestä kuuteen. Pystysuora y-akseli on yksinkertainen taajuuden lasku tai mittaus. Annettu noppa heitetään 100 kertaa ja tulokset piirretään tähän kuvaajaan. Kummallista, numerot kaksi, kolme, neljä ja viisi esiintyivät kukin 16 kertaa, mutta numero yksi ilmestyi vain kerran, kun taas numero kuusi esiintyi 35 kertaa.

Yllä olevassa esimerkissä kuvaaja on vinossa numeroille yksi ja kuusi. Noppa on selvästi viallinen, ja laadunvalvonta edellyttää, että se korjataan esimerkiksi ruiskuttamalla siihen painoja. Kiinteää noppaa heitetään jälleen 100 kertaa, ja tuloksena oleva kaavio osoittaa, että kaikki kuusi numeroa esiintyvät yhtä usein. Histogrammin tasaus on juuri suoritettu.

Histogrammin taajuusjakaumakäyrä on yleinen ja hyvin ilmeinen äänilaitteissa. Kallis radio, ehkä komponenttivahvistin, voi näyttää riviä digitaalisia pylväskaavioita, jotka tanssivat ylös ja alas musiikin mukaan. Vasemmanpuoleisin palkki mittaa matalataajuista kohinaa tai bassoa; palkit asteittain oikealle mittaavat korkeita taajuuksia tai diskantteja. Mukana olevat vivut voivat lisätä tai vaimentaa tiettyä taajuutta. Jos hip-hop-sykkeen syvä, kukoistava basso näyttää teräviä piikkejä pylväskaaviossa, vastaavaa vipua voidaan käyttää äänen eristämiseen ja vähentämiseen vaikuttamatta muihin taajuuksiin.

Tässä esimerkissä näytetyn audiosignaalin katsottiin olevan epätasapainossa basson hyväksi. Histogrammin tasaus, joka saavutettiin pienentämällä vain bassoäänenvoimakkuutta, asetti tasapainon ja tasoitti kaikkien musiikin taajuuksien suunnilleen saman äänenvoimakkuuden. Mittaus koostuu yhdestä muuttujasta, nimittäin äänitaajuudesta alhaisesta korkeaan. Tietyllä hetkellä musiikki projisoi monia taajuuksia vaihtelevalla äänenvoimakkuudella, ja jokainen näistä mittauksista on datapisteitä.

Toinen yleinen histogrammien tasauksen sovellus on digitaalivalokuvaus. Tyypillinen valokuva sisältää miljoonia datapisteitä, joita kutsutaan pikseleiksi. Yksi monien digitaalikameramallien valokuvien laadunvalvontaominaisuus on histogrammin analyysi. Se mittaa kunkin pikselin luminesenssin yksittäisen muuttujan vaaleasta tummaan, valkoisesta mustaan. Tuloksena oleva graafinen kartta on näyttö valokuvan kontrastialueesta.
Laadukkaan valokuvan perinteinen viisaus on sellainen, joka sisältää puhdasta valkoista, puhdasta mustaa ja jokaista valon asteikkoa niiden välissä. Jos ylivalotettu valokuva tai kirkasvalkoinen valo on tulossa kuvaamaan, sen histogrammin tarkastelu paljastaa vastaavan piikin graafisessa esityksessä. Sama pätee kontrastin häviämiseen alivalotetussa, tummennetussa valokuvassa. Histogrammin tasausta voidaan tarkastella reaaliajassa säätämällä kuvan valotusasetuksia, kunnes kaaviossa näkyy tasaisempi luminesenssin jakauma. Digitaalisten kuvien jälkikäsittely tietokoneohjelmalla voi myös pystyä arvioimaan ja tasoittamaan värihistogrammeja.