數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)二

信息工程學(xué)院數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)__二＿：圖像的代數(shù)運(yùn)算學(xué)院：信息工程學(xué)院姓名：學(xué)號(hào)：專業(yè)及班級(jí)：指導(dǎo)教師：成績(jī)一、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．了解圖像的算術(shù)運(yùn)算在數(shù)字圖像處理中的初步應(yīng)用。2．體會(huì)圖像算術(shù)運(yùn)算處理的過(guò)程和處理前后圖像的變化。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容圖像的代數(shù)運(yùn)算是圖像的標(biāo)準(zhǔn)算術(shù)操作的實(shí)現(xiàn)方法，是兩幅輸入圖像之間進(jìn)行的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的加、減、乘、除運(yùn)算后得到輸出圖像的過(guò)程。如果輸入圖像為A(x,y)和B(x,y)，輸出圖像為C(x,y)，則圖像的代數(shù)運(yùn)算有如下四種形式：C(x,y)=A(x,y)+B(x,y)C(x,y)=A(x,y)-B(x,y)C(x,y)=A(x,y)*B(x,y)C(x,y)=A(x,y)/B(x,y)圖像的代數(shù)運(yùn)算在圖像處理中有著廣泛的應(yīng)用，它除了可以實(shí)現(xiàn)自身所需的算術(shù)操作，還能為許多復(fù)雜的圖像處理提供準(zhǔn)備。例如，圖像減法就可以用來(lái)檢測(cè)同一場(chǎng)景或物體生產(chǎn)的兩幅或多幅圖像的誤差。使用MATLAB的基本算術(shù)符(+、-、*、/等)可以執(zhí)行圖像的算術(shù)操作，但是在此之前必須將圖像轉(zhuǎn)換為適合進(jìn)行基本操作的雙精度類型。代數(shù)運(yùn)算的結(jié)果很容易超出數(shù)據(jù)類型允許的范圍。例如，uint8數(shù)據(jù)能夠存儲(chǔ)的最大數(shù)值是255，各種代數(shù)運(yùn)算尤其是乘法運(yùn)算的結(jié)果很容易超過(guò)這個(gè)數(shù)值，有時(shí)代數(shù)操作（主要是除法運(yùn)算）也會(huì)產(chǎn)生不能用整數(shù)描述的分?jǐn)?shù)結(jié)果。圖像的代數(shù)運(yùn)算函數(shù)使用以下截取規(guī)則使運(yùn)算結(jié)果符合數(shù)據(jù)范圍的要求：超出數(shù)據(jù)范圍的整型數(shù)據(jù)將被截取為數(shù)據(jù)范圍的極值，分?jǐn)?shù)結(jié)果將被四舍五入。例如，如果數(shù)據(jù)類型是uint8，那么大于255的結(jié)果（包括無(wú)窮大inf）將被設(shè)置為255。三、實(shí)驗(yàn)具體實(shí)現(xiàn)1、圖像的加法運(yùn)算在MATLAB中，如果要進(jìn)行兩幅圖像的加法，或者給一幅圖像加上一個(gè)常數(shù)，可以調(diào)用imadd函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。imadd函數(shù)將某一幅輸入圖像的每一個(gè)像素值與另一幅圖像相應(yīng)的像素值相加，返回相應(yīng)的像素值之和作為輸出圖像。imadd函數(shù)的調(diào)用格式如下：Z=imadd（X，Y）其中，X和Y表示需要相加的兩幅圖像，返回值Z表示得到的加法操作結(jié)果。圖像加法在圖像處理中應(yīng)用非常廣泛。例如，以下代碼使用加法操作將下圖中的兩幅圖像疊加在一起：原圖：變化后：給圖像的每一個(gè)像素加上一個(gè)常數(shù)可以使圖像的亮度增加。例如，以下代碼將增加50亮度，加亮后的結(jié)果下圖所示。2、圖像的減法運(yùn)算在MATLAB中，使用imsubtract函數(shù)可以將一幅圖像從另一幅圖像中減去，或者從一幅圖像中減去一個(gè)常數(shù)。imsubtract函數(shù)將一幅輸入圖像的像素值從另一幅輸入圖像相應(yīng)的像素值中減去，再將這個(gè)結(jié)果作為輸出圖像相應(yīng)的像素值。imsubtract函數(shù)的調(diào)用格式如下：Z=imsubtract(X,Y)；其中，Z是X-Y操作的結(jié)果。首先根據(jù)原始圖像生成其背景亮度圖像，然后再?gòu)脑紙D像中將背景亮度圖像減去，從而生成下圖所示的圖像:如果希望從圖像數(shù)據(jù)I的每一個(gè)像素減去一個(gè)常數(shù)，可以將上述調(diào)用格式中的Y替換為一個(gè)指定的常數(shù)值，例如3、圖像的乘法運(yùn)算在MATLAB中，使用immultiply函數(shù)實(shí)現(xiàn)兩幅圖像的乘法。immultiply函數(shù)將兩幅圖像相應(yīng)的像素值進(jìn)行元素對(duì)元素的乘法操作（MATLAB點(diǎn)乘），并將乘法的運(yùn)算結(jié)果作為輸出圖形相應(yīng)的像素值。immulitply函數(shù)的調(diào)用格式如下：Z=immulitply(X,Y)其中，Z=X*Y。例如，以下代碼將使用給定的縮放因子對(duì)所示的圖像進(jìn)行縮放，從而得到下圖所示的較為明亮的圖像：4、圖像的除法運(yùn)算在MATLAB中使用imdivide函數(shù)進(jìn)行兩幅圖像的除法。imdivide函數(shù)對(duì)兩幅輸入圖像的所有相應(yīng)像素執(zhí)行元素對(duì)元素的除法操作（點(diǎn)除），并將得到的結(jié)果作為輸出圖像的相應(yīng)像素值。imdivide函數(shù)的調(diào)用格式如下：Z=imdivide(X,Y)其中，Z=X/Y。例如，以下代碼將圖4所示的兩幅圖像進(jìn)行除法運(yùn)算，請(qǐng)將這個(gè)結(jié)果和減法操作的結(jié)果相比較，對(duì)比它們之間的不同之處：camema=imread('camema.jpg');I=double(camema);J=I*0.43+90;camema2=uint8(J);Ip=imdivide(camema,camema2);imshow(Ip,[]);四、思考題由圖像算術(shù)運(yùn)算的運(yùn)算結(jié)果，思考圖像減法運(yùn)算在什么場(chǎng)合上發(fā)揮優(yōu)勢(shì)？答：使用背景減法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)可以提取出完整的目標(biāo)圖像．可將所得標(biāo)用于進(jìn)一步的圖像處理工作中。

除去人身體在環(huán)境中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)區(qū)域外．