教你如何通過(guò)直方圖識(shí)別照片的曝光是否

談到曝光，我想，我必須得講直方圖了。首先，我們來(lái)了解一下直方圖。

有的人可能會(huì)說(shuō)：什么？直方圖？我打接觸相機(jī)的時(shí)候就會(huì)用了，這個(gè)有什么可講的？好吧，等我講完了你再講這番話(huà)也不遲。

以這幅圖片為例：

先介紹一下直方圖最基礎(chǔ)的知識(shí)吧。

直方圖的橫軸從左到右表示亮度的越高，縱軸從下到上表示像素越多。亮度從0—255。 ? ? ? ? ? 0表示黑，255表示白，如果某個(gè)地方的峰越高，表示在這個(gè)亮度下的像素越多。

拿這個(gè)直方圖來(lái)說(shuō)，它的分布是非常均勻的，說(shuō)明各個(gè)亮度區(qū)間的像素分布是很均勻的。

弄懂了上面這幾句話(huà)，你對(duì)直方圖就有了一個(gè)最基本的了解了，但實(shí)際上直方圖的東西還有很多很多。我問(wèn)一個(gè)問(wèn)題：兩個(gè)直方圖完全一樣的圖片，兩幅圖片的畫(huà)面就一定是一樣的嗎？

答案當(dāng)然是NO，因?yàn)橹狈綀D它記錄的是像素的亮度信息，換言之，我們把上面所有的像素都不改變，只是改變它們的相對(duì)位置，直方圖一點(diǎn)兒都不會(huì)改變，但畫(huà)面內(nèi)容可能就脫胎換骨了。

理解上面這一點(diǎn)很重要，對(duì)于我們理解直方圖的本質(zhì)有很大幫助。

好吧，上面的都是一些人盡皆知的知識(shí)，下面的才是我要講的。

回到這幅圖。這幅圖右邊有?色階，數(shù)量，百分比?這幾個(gè)參數(shù)，它們的含義是什么呢？

大家打開(kāi)直方圖，把你的鼠標(biāo)放在直方圖的某個(gè)位置，就會(huì)出現(xiàn)這三個(gè)參數(shù)，它們分別代表：

色階：指針?biāo)诘胤降牧炼龋磸模?mdash;２５５的某個(gè)值。數(shù)量：在這個(gè)亮度下的像素值，比如上面這幅圖的意思就是在１３８這個(gè)色階下，有１９１５個(gè)像素。百分比：當(dāng)前色階在整個(gè)色階中的位置。

好吧，上面這個(gè)還有進(jìn)階的知識(shí)。

當(dāng)你按住鼠標(biāo)左鍵往右拉的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它們有變化。

色階：你選取的色階的范圍，比如上面這個(gè)就是從１１５到２１６這個(gè)范圍的色階。

數(shù)量：在這個(gè)范圍下的像素總數(shù)。等等，有人會(huì)說(shuō)，這個(gè)照片的像素總數(shù)才２０７２８４，怎么這個(gè)范圍下的像素就有２２７７２８呢？這不是自相矛盾嗎？

非常好的觀察力，因?yàn)槲沂沁x的ＲＧＢ通道，像素總數(shù)是要乘以三的，后面我會(huì)專(zhuān)門(mén)講到各個(gè)通道的。

百分比：這里的百分比就不是位置的百分比了，而是你選取的范圍的像素在整個(gè)像素中的百分比。

好吧，經(jīng)過(guò)上面的學(xué)習(xí)，你又進(jìn)一步了解了直方圖了，但還不夠，還有更復(fù)雜的。

繼續(xù)拿出這幅圖，左邊還有幾個(gè)參數(shù)，平均值，標(biāo)準(zhǔn)偏差，中間值，像素。

這幾個(gè)參數(shù)的含義是什么呢？

平均值：平均值越高，照片整體就越偏亮，以128為中間值。

它的算法是：圖像的亮度總值÷圖像像素總數(shù)。拿上面這幅圖為例，它的平均值是１１７，離１２８很近是吧，所以曝光屬于正常型的。

標(biāo)準(zhǔn)偏差：標(biāo)準(zhǔn)偏差是統(tǒng)計(jì)學(xué)名詞。一種量度數(shù)據(jù)分布的分散程度之標(biāo)準(zhǔn)，用以衡量數(shù)據(jù)值偏離算術(shù)平均值的程度。標(biāo)準(zhǔn)偏差越小，這些值偏離平均值就越少，反之亦然。標(biāo)準(zhǔn)偏差的大小可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均值的倍率關(guān)系來(lái)衡量。

標(biāo)準(zhǔn)偏差公式：樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差S = Sqrt[(∑(xi-x拔)^2) /（N-1）]，公式中∑代表總和，x拔代表所采用的樣本x的均值，^2代表二次方，Sqrt代表平方根。

好吧，上面這些都不重要，我們需要知道的是標(biāo)準(zhǔn)偏差與照片畫(huà)面的關(guān)系。

標(biāo)準(zhǔn)偏差越大，畫(huà)面對(duì)比越明顯，反之亦然。

中間值：將圖像所有像素的亮度值通過(guò)從從小到大排列后，位置在最中間的數(shù)值。即將數(shù)據(jù)分成兩部分，一部分大于該數(shù)值，一部分小于該數(shù)值。（如果有偶數(shù)個(gè)像素，就有兩個(gè)位于中間的數(shù)，取前面的一個(gè)）

中間值的意義在于從另一個(gè)側(cè)面來(lái)反映畫(huà)面的整體亮度，是否是過(guò)曝或欠曝。它與平均值互補(bǔ)，不過(guò)沒(méi)有平均值準(zhǔn)確，具體緣由自己體會(huì)。

像素：這個(gè)不多講了，大家都很熟悉的。

看完并理解上面這些，你對(duì)直方圖應(yīng)該是有一個(gè)比較全面的理解了，不過(guò)，想要真正理解直方圖還需要一些知識(shí)。

通道里面分為很多種：ＲＧＢ，紅，綠，藍(lán)，明度，顏色。首先，我們要明白直方圖里面的數(shù)量和像素不是同一個(gè)概念，當(dāng)我們選擇ＲＧＢ通道的時(shí)候，最大數(shù)量值＝像素值×３。而當(dāng)我們選擇其他通道時(shí)，最大數(shù)量值＝像素值

舉個(gè)例子：

在ＲＧＢ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為３１１９

在Ｒ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為９４５

在Ｇ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為１６１０

在Ｂ通道下，色階為一百時(shí)，數(shù)量為５６４

你會(huì)發(fā)現(xiàn)，ＲＧＢ通道下的數(shù)量值為Ｒ＋Ｇ＋Ｂ得出來(lái)的。

也就是說(shuō)ＲＢＧ通道實(shí)際上是把Ｒ，Ｇ，Ｂ各個(gè)通道的數(shù)值相加得到的。

而像素是什么？我們是把ＲＧＢ三種顏色最后混合而成的顏色看成一個(gè)顏色，這就是我們所說(shuō)的像素，相信你可以理解為什么在單Ｒ，Ｇ，Ｂ通道下最大數(shù)量值＝像素值了。

同理，ＲＧＢ通道和明度通道也不一樣。

這是ＲＧＢ通道：

這是明度通道：

也許你會(huì)有疑問(wèn)，直方圖不就是反映亮度信息的嗎？為什么ＲＧＢ通道和明度通道下的直方圖還不一樣呢？這是計(jì)算方法導(dǎo)致的。
明度統(tǒng)計(jì)的是每個(gè)像素的復(fù)合值，而像素的亮度值的計(jì)算方法為：30%×R+59%×G+11%×B

這里又與前面的像素相對(duì)應(yīng)了，像素是一個(gè)復(fù)合值，看了前面這么多，相信各位也有些暈了…?堅(jiān)持住，關(guān)于直方圖還有最后一點(diǎn)兒內(nèi)容。