как фотошоп реализует автоконтраст.

Точно не отвечу, предполагаю что автоматически регулирует баланс белого.
Для того чтобы произвести коррекцию изображения нужно выровнять по трем уровням R,G,B. При помощи линейного растяжения интенсивностей.
Делается это так ищем минимумы и максимумы по трем составляющим.
RMin, RMax, GMin, GMax, BMin, BMax

(R-RMin)*(255-0)/(RMax-RMin)
(G-GMin)*(255-0)/(GMax-GMin)
(B-BMin)*(255-0)/(BMax-BMin)

R,G,B -знначение в точке

Насчет гистограммы.
Гистограмма - представления распределения частот выбранных переменных.
То есть то сколько раз встречается значения переменных.

К примеру можно иметь три гистограммы интенсивностей R,G,B.
Или одну по яркости, чаще всего пользуются ей. Где яркость можно считать так I=(R+G+B)/3 или как опишу ниже.

Выравнивание идет также.
(I-IMin)*(255-0)/(IMax-IMin)
А вообще можно добавить перемещение мыши тогда выравнивание вести соответственно.

Для того чтобы провести коррекцию изображения по яркости нужно
1. Перейти из цветового пространства в другое RGB -> YUV
2. Сделать коррекцию
3. Сделать обратное преобразование YUV->RGB
Цветовая модель YUV состоит из
яркостную компоненты Y и двумя цветоразностных компонентами U и V

Преобразование идет по следующим формулам

Y = 0.299R + 0.587G + 0,114B
U = – 0.147R – 0.289G + 0,436B
V = 0.615R + 0.515G + 0,100B = 0,877(R – Y)

R = Y + 1.140V
G = Y – 0.395U – 0.581V
B = Y + 2.032U

Контраст усиливает противоположные цвета.
В какую сторону цвет ближе туда и идёт усиление.

lookcolor.ru/teoriya-cveta/cvetovye-kontrasty/

Не ничего проще - гистограмма подгоняется под идеальный снимок программно.

скорей всего он просто усиливает контраст до уровня, когда начинают появляться пересветы или провалы в черном