灰度級(jí)為[0, L-1]范圍內(nèi)的數(shù)字圖像的直方圖是一個(gè)離散函數(shù)h(rk) = nk，rk是第k級(jí)灰度，nk是灰度級(jí)為rk的像素個(gè)數(shù)(k = 0, 1, ..., L-1)。
歸一化的直方圖：P(rk) = nk / n，n為圖像中像素點(diǎn)的總數(shù)。
簡(jiǎn)單的說，P(rk)給出了灰度級(jí)為rk的發(fā)生的概率估計(jì)值，提供圖像統(tǒng)計(jì)資料。歸一化的直方圖的所有部分之和應(yīng)為1。
直方圖是多種空間域處理技術(shù)的基礎(chǔ)，直方圖能有效的利用于圖像增強(qiáng)，壓縮與分割。
若一幅圖像像素占有全部可能的灰度級(jí)，并且分部均勻，這樣的圖像具有高對(duì)比級(jí)和多變的灰度色調(diào)。
可以快速的開發(fā)出一種函數(shù)，該函數(shù)僅僅依靠輸入圖像的直方圖信息，實(shí)現(xiàn)灰度級(jí)豐富且動(dòng)態(tài)范圍大的圖像。
以下圖像是在直方圖在圖像增強(qiáng)中的介紹，四個(gè)基本灰度級(jí)特征（暗，亮，低對(duì)比度，高對(duì)比度）做出的花粉圖像。
暗色圖像中，直方圖的組成成分集中在灰度級(jí)低的一側(cè)，亮的直方圖傾向于灰度級(jí)高的一側(cè)，低對(duì)比度的直方圖集中于灰度級(jí)的中部，
高對(duì)比度的直方圖覆蓋了灰度級(jí)很寬的范圍，且像素的分部沒有太不均勻，只有少量的曲線比其他的高許多。
