ヒストグラム平坦化は、画像のヒストグラムができるだけ広い範囲に分布するように画素値を変換し、コントラストを改善する処理である。特定の濃淡範囲に画素値が偏っている画像では、見分けにくい差を広げる効果がある。
画像の画素値が狭い範囲に集まっていると、暗い部分や明るい部分の差が見えにくくなる。ヒストグラム平坦化では、画素値の出現頻度をもとに変換を行い、出力画像の画素値が広く使われるようにする。これにより、画像全体のコントラストが高くなり、細部が見やすくなる場合がある。ただし、すべての画像で自然な結果になるとは限らない。ノイズまで強調されたり、明るさの印象が変わりすぎたりする場合もある。
CG制作では、暗くつぶれた画像やコントラストの低い素材を確認しやすくするために、ヒストグラム平坦化の考え方が役立つ。仕上げ表現として常に使うというより、画像の濃淡分布を調整する基本処理として理解する。
ゲーム開発では、画像解析やスクリーンショットの前処理でコントラストを改善したい場合に関係する。リアルタイムの画面効果として使う場合は、見た目が急に変化しすぎないように注意が必要である。
実装では、まずヒストグラムを作り、次に累積分布を求め、それをもとに入力画素値を新しい出力値へ対応づける。単純な明るさ調整ではなく、画像全体の分布を利用する点が特徴である。
ヒストグラム平坦化は、ヒストグラムを利用してコントラストを改善する処理である。画素値を広い範囲へ分布させる処理として、トーンカーブや単純な明度調整と区別する。