이 발명은 흑백 영상의 대비를 향상시키는 히스토그램 평활화를 다차원으로 일반화하여 컬러 영상에 적용할 수 있는 누적분포함수 적합을 이용한 히스토그램 평활화 시스템 및 방법에 관한 것이다. 이 발명에 따른 누적분포함수 적합을 이용한 히스토그램 평활화 시스템은, 입력영상으로부터 히스토그램을 계산하는 히스토그램계산부와, 상기 히스토그램의 누적분포함수와 균등분포의 누적분포함수와의 제곱오차로 정의되는 목적함수의 구분영역을 표현하는 선형제약식을 구하는 선형제약식구성부와; 상기 선형제약식과 목적함수를 볼록함수 최적화하여 해를 구하는 볼록함수최적화부와; 상기 볼록함수최적화부에서 구해진 해를 이용하여 입력영상을 재구성하는 영상재구성부를 구비한다.