「二十四」MATLAB图像运算之二（matlab逻辑运算）

图像的本质是矩阵，图像的四则运算本质上也是矩阵的四则运算。唯一需要注意的是，图像四则运算中的乘法和除法都是以元素为对象进行的，即对应于矩阵的点乘和点除。

图像的四则运算（也可以称为代数运算），是通过对输入图像进行点对点的加、减、乘、除运算后输出图像。图像的四则运算在数字图像处理中有着广泛的应用，它除了可以实现自身的算术操作，还能为许多复杂的图像处理提供准备。

MATLAB提供了对图像进行四则运算的四个函数，即图像加运算（imadd()）、图像减运算（imsubtract()）、图像乘运算（immultiply()）和图像除运算（imdivide()）。

下面，对这四种函数作详细介绍。

• Z=imadd(X,Y)：将X、Y数组中的对应元素相加，返回值Z和X、Y的大小一致；如果Y是标量，则X数组中的每一个元素都与该标量相加。

• Z=imsubtract(X,Y)：Z为输入图像X和Y相减的结果；减法操作可能使得某些元素变为负数，但像素不可能为负值，所以该函数会把负数截取为0。

• Z=immultiply(X,Y)：图像相乘，等同于X.*Y的操作；如果Y是标量，则X数组中的每一个元素都与该标量相乘。

• Z=imdivide(X,Y)：图像相除,相当于X./Y；如果Y是标量，则X数组中的每一个元素都与该标量相除。

上面也有它提到，图像数据终究不是一般矩阵，在执行图像运算得到结果图像的时候，一定要注意图像数据的物理意义，以保证运算结果的合理性。然而，在执行图像代数运算时，结果经常发生异常。常见的异常有以下两种：

（1）计算结果溢出

图像的像素值是有界的。例如，两幅256色图像在进行四则运算时，像素值可能出现负值，像素值也可能超过255，但其像素值应该是0~255。所以会出现计算结果溢出的情况，必须修正。

（2）计算结果类型无效

图像数据有多种存储类型，像素值要求为整数类型，然而进行除法四则运算时，很可能得到分数的计算结果。这是由于图像代数运算函数在执行运算时，会把图像数据以double类型来处理。所以会出现计算结果类型无效的情况，必须修正。

异常处理

中函数异常修正遵循两个原则：

• 超过整数类型有效范围的结果直接截断到限定范围的端点值；

• 对于分数计算结果采取四舍五入。

下面，通过一个实例来具体说明图像四则运算的操作：

代码：

显示效果：

从上面的效果图可以看出，图像的加运算和点乘运算是图像亮度提高的途径；而图像的减运算和点除运算是图像亮度提高的途径。

最后，感谢您的耐心阅读！