Используемые функции skimage.

rescale_intensity, масштабирование яркости — Пока что буду использовать для перевода из 16-битной картинки в 8-битную.

res = skimage.exposure.rescale_intensity(data, (0,65536), (0, 255))

или

res = skimage.exposure.rescale_intensity(data, None, (0, 255))

Принимает параметры
data — картинка (массив W x H x 3, например)
(0,65536) — входные значения. Если None, то берутся из data
(0, 255) — выходные значения

 

Далее надо воспользоваться http://scikit-image.org/docs/dev/auto_examples/plot_equalize.html