图像的代数运算

一、实验目的

1．了解图像的算术运算在数字图像处理中的初步应用。

2．体会图像算术运算处理的过程和处理前后图像的变化。

二、实验原理

    图像的代数运算是图像的标准算术操作的实现方法，是两幅输入图像之间进行的点对点的加、减、乘、除运算后得到输出图像的过程。

    使用MATLAB的基本算术符(+、-、*、/ 等)可以执行图像的算术操作，但是在此之前必须将图像转换为适合进行基本操作的双精度类型。为了更方便地对图像进行操作，MATLAB图像处理工具箱包含了一个能够实现所有非稀疏数值数据的算术操作的函数集合。下表列举了所有图像处理工具箱中的图像代数运算函数。

表2-1 图像处理工具箱中的代数运算函数

步骤：

1.图像的加法运算

在MATLAB中，如果要进行两幅图像的加法，或者给一幅图像加上一个常数，可以调用imadd函数来实现。imadd函数将某一幅输入图像的每一个像素值与另一幅图像相应的像素值相加，返回相应的像素值之和作为输出图像。imadd函数的调用格式如下：

Z = imadd（X，Y）

2.图像的减法运算

在MATLAB中，使用imsubtract函数可以将一幅图像从另一幅图像中减去，或者从一幅图像中减去一个常数。imsubtract函数将一幅输入图像的像素值从另一幅输入图像相应的像素值中减去，再将这个结果作为输出图像相应的像素值。imsubtract函数的调用格式如下：

Z = imsubtract(X,Y)；

3. 图像的乘法运算

在MATLAB中，使用immultiply函数实现两幅图像的乘法。immultiply函数将两幅图像相应的像素值进行元素对元素的乘法操作（MATLAB点乘），并将乘法的运算结果作为输出图形相应的像素值。immulitply函数的调用格式如下：

Z = immulitply(X,Y)

4.图像的除法运算

在MATLAB中使用imdivide函数进行两幅图像的除法。imdivide函数对两幅输入图像的所有相应像素执行元素对元素的除法操作（点除），并将得到的结果作为输出图像的相应像素值。imdivide函数的调用格式如下：

Z = imdivide(X,Y)

5．图像的四则代数运算

可以综合使用多种图像代数运算函数来完成一系列的操作。

结果：

四、程序源代码

K = imadd(I,J);

subplot(3,4,1)

imshow(I);

title('原图');

subplot(3,4,2)

imshow(J);

title('副图');

subplot(3,4,3)

imshow(K);

title('加法图');

%给图像的每一个像素加上一个常数可以使图像的亮度增加

RGB2 = imadd(RGB,50);

subplot(3,4,4);imshow(RGB2);

title('加亮度');

%给图像的每一个像素减上一个常数可以使图像的亮度降低

RGB12 = imadd(RGB,-50);

subplot(3,4,5);imshow(RGB12);

title('减亮度');

%图像的减法运算

%生成其背景亮度图像，然后再从原始图像中将背景亮度图像减去

background = imerode(rice, strel('disk',15));

rice2 = imsubtract(rice, background);

subplot(3,4,6);imshow(rice2);

title('背景相减');

%图像的减法运算

%rice21 = imsubtract(rice11, d2);

RI = imsubtract(I, J);

subplot(3,4,7);imshow(RI);

title('原副图片相减');

%图像的乘法运算

J1 = immultiply(I1,1.2);

subplot(3,4,8);imshow(I1);

title('原图2');

subplot(3,4,9);imshow(J1);

title('相乘');

%图像的除

I = double(rice);

J= I * 0.43 + 90;

Rice2 = uint8(J);

Ip = imdivide(rice, rice2);

subplot(3,4,10);

Imshow(Ip);

title('相除');

%图像的四则代数运算

K11 = imdivide(imadd(I11,I12),4);

subplot(3,4,11); imshow(K11);

title('四则运算');