手动实现直方图匹配（python）

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Created on Fri Jun 11 06:24:33 2021@author: 陨星落云
csdn博客地址: https://blog.csdn.net/qq_28368377"""
import imageio
import cupy as cp
import numpy as np
import matplotlib.pylab as plt
import matplotlib
matplotlib.rcParams['font.family']='SimHei'
import time def compute_histogram(img):# 计算直方图tab = np.zeros(256)for i in np.unique(img):# print(i)tab[i] = np.bincount(img.flatten())[i]return tab.astype(np.uint64).tolist()def hist_matching_cpu(img,target):# 直方图匹配CPU版 img:原图,targettraget：匹配的图像hist0,_ = np.histogram(target.flatten(),256,range=(0,255))cdf_dest = hist0.cumsum()/target.sizeimhist,bins = np.histogram(img.flatten(),len(cdf_dest),density=True)cdf = imhist.cumsum()cdf = cdf/cdf[-1]im2 = np.interp(img.flatten(),bins[:-1],cdf)im3 = np.interp(im2,cdf_dest,bins[:-1])imres = im3.reshape(img.shape[:2])return (imres*255).astype(np.uint8) def hist_matching_gpu(img,target):# 直方图匹配GPU版img,target = cp.array(img),cp.array(target)        hist0,_ = cp.histogram(target.flatten(),256,range=(0,255))cdf_dest = hist0.cumsum()/target.sizeimhist,bins = np.histogram(img.flatten(),len(cdf_dest),density=True)cdf = imhist.cumsum()cdf = cdf/cdf[-1]im2 = cp.interp(img.flatten(),bins[:-1],cdf)im3 = cp.interp(im2,cdf_dest,bins[:-1])imres = cp.asnumpy(im3.reshape(img.shape[:2]))return (imres*255).astype(np.uint8) if __name__ == "__main__":# 读取图像img = imageio.imread("Unequalized.jpg")# target = (np.ones(100).reshape(10,10)*205).astype(np.uint8)target = imageio.imread("gray_lena.jpg")# 直方图匹配CPU版t0 = time.time()img1 = hist_matching_cpu(img,target)print("直方图匹配CPU所需时间：",time.time()-t0)# 直方图匹配GPU版t1 = time.time()img2 = hist_matching_gpu(img,target)print("直方图匹配GPU所需时间：",time.time()-t1)# 显示图像plt.figure(figsize=(20,16))plt.subplot(231)plt.imshow(img,cmap='gray')plt.title('原图')plt.subplot(232)plt.imshow(target,cmap='gray')plt.title('参考图')plt.subplot(233)plt.imshow(img2,cmap='gray')plt.title('结果图')plt.subplot(234)# print(compute_histogram(img))plt.plot(compute_histogram(img))plt.title('原图的直方图')plt.subplot(235)# print(compute_histogram(image_stretch(img)))plt.plot(compute_histogram(target))plt.title('参考的直方图')plt.subplot(236)# print(compute_histogram(image_stretch(img)))plt.plot(compute_histogram(img2))plt.title('结果的直方图')plt.show()

结果：

直方图匹配CPU所需时间： 0.05585050582885742
直方图匹配GPU所需时间： 0.0329129695892334

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