【matlab图像处理】图像处理的加法运算

中国史之【成康之治】：
成康之治指中国西周初周成王、周康王的治世。周成王继位时年幼，由周公旦摄政，平定三监之乱。周成王与其子周康王统治期间，国力强盛，文化昌盛，社会安定繁荣、百姓安居乐业，故被后世誉为“成康之治”。史家称“成康之际，天下安宁，刑错四十余年不用”。
——来源：全历史APP

俗话说：“好记性不如烂笔头”，多写写多记记，总不会错。多一些不为什么的坚持，少一些功利主义的追求。

今天介绍图像处理的加法运算。本内容参考自《实用MATLAB图像和视频处理》第6章。

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关于图像的算术运算，其实就是逐像素进行处理，即在图像中运算是独立作用于各个像素的。这里的运算操作可以是二值操作符，如常见的“加减乘除”。

1、加法的类型

加法用来结合两幅图像的像素内容，或对一幅图像的像素值加一个常数。

（1）将两幅单色图像的内容加起来使得它们的内容混合，如下将两个图结合。

在这里插入图片描述
（2）将一个正数值（标量）加到一幅图像，可以增加图像亮度，当然，加上一个负数，就会使图像变暗。如下图。

（3）还可以给图像添加噪声，也就是对各个像素值加随机量，是一种常见的加噪方法。加噪的图像常用来测试算法稳健性。
在这里插入图片描述

2、处理加法的溢出

毕竟是像素值相加，有可能会出现像素值溢出的情况，也就是超出数据类型所允许的最大像素值。有两种方法可以解决溢出：归一化和截断。

1）归一化是对所有像素值进行统一的放缩。如将0_{255的范围归一化到0}1的范围。常用的归一化公式是：

在这里插入图片描述

其中Lmax是最大可能的亮度值，如uint8是255，double是1.0，f是当前像素值，分母是图像中最大的像素值减去最小的像素值。

2）截断就是很粗鲁地将溢出的像素值设为该数据类型的最大正数，如将300改为255。

在matlab中，两幅图像相加，可以使用函数imadd，其实使用的就是截断。举例如下：
在这里插入图片描述
我们先计算两个图像之和，然后分别用两种方法进行处理溢出的像素。

在这里插入图片描述
上面的方法是归一化，下面的方法是截断，可以使用imadd函数处理。

在这里插入图片描述
从上图可以看出，使用imadd函数，可以直接将大于255的像素值置为255。以下为代码：

>> X = uint8([200 100 100; 0 10 50; 50 250 120]);
>> Y = uint8([100 220 230; 45 95 120; 205 100 0]);
>> W = uint16(X) + uint16(Y); % 防止装不下，换成16位
>> fmax = max(W(:)) % 取最大

fmax =

  uint16

   350

>> fmin = min(W(:));
>> Za = uint8(255.0 * double((W - fmin))/double((fmax-fmin)))

Za =

  3×3 uint8 矩阵

   213   230   238
     0    50   105
   176   255    63

>> Zb = imadd(X,Y)

Zb =

  3×3 uint8 矩阵

   255   255   255
    45   105   170
   255   255   120

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以上是本期内容，下期介绍图像处理的减法运算。

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