数字图像处理期末复习经典.doc

遥感与数字图像处理基础知识

一、名词解释：

数字影像图像采样灰度量化像素

数字影像：数字影像又称数字图像，即数字化的影像。基本上是一个二维矩阵，每个点称为像元。像元空间坐标和灰度值均已离散化，且灰度值随其点位坐标而异。

图像采样：指将在空间上连续的图像转换成离散的采样点集的操作。

灰度量化：将各个像素所含的明暗信息离散化后，用数字来表示。

像素：像素是A/D转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元

二、填空题：

1、光学图像是一个连续的光密度函数。

2、数字图像是一个_离散的光密度_函数。

3、通过成像方式获取的图像是连续的，无法直接进行计算机处理。此外，有些遥感图像是通过摄影方式获取的，保存在胶片上。只有对这些获取的图像（或模拟图像）进行数字化后，才能产生数字图像。数字化包括两个过程：___采样___和__量化___。

4、一般来说，采样间距越大，图像数据量____小____，质量____低_____；反之亦然。

5、一幅数字图像为8位量化，量化后的像素灰度级取值范围是________的整数。设该数字图像为600行600列，则图像所需要的存储空间为________字节。

6、设有图像文件为200行，200列，8位量化，共7个波段，则该图像文件的大小为________。

三、不定项选择题：(单项或多项选择)

1、数字图像的________。

①空间坐标是离散的，灰度是连续的②灰度是离散的，空间坐标是连续的

③两者都是连续的④两者都是离散的

2、采样是对图像________。

①取地类的样本②空间坐标离散化③灰度离散化

3、量化是对图像________。

①空间坐标离散化②灰度离散化③以上两者。

4、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为________。

①32个②64个③128个④256个

5、数字图像的优点包括________。

①便于计算机处理与分析②不会因为保存、运输而造成图像信息的损失

③空间坐标和灰度是连续的

6、BSQ是数字图像的________。

①连续记录格式②行、波段交叉记录格式③像元、波段交叉记录格式。

四、问答题：

1、怎样才能将光学影像变成数字影像？

2、模数变换的两个过程：采样和量化，分别是什么含义？

3、什么是空间分辨率、光谱（波谱）分辨率、时间分辨率？

4、通用的遥感数据存储格式有哪三种？

辐射校正

一、名词解释：

1、辐射误差：

2、辐射校正：辐射校正针对各种干扰因素进行校正，使得遥感图像尽可能地反映并且只反映地物目标的差异

二、填空题：

1、通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，通过率较高的波段称为＿＿＿。

2、辐射校正包括三部分的内容：＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。

3、传感器所能接收的太阳光包括＿＿＿、被大气散射辐射的太阳光在地表的反射辐射、＿＿＿三部分。

4、大气散射校正主要有三种方法：（1）＿＿＿（2）＿＿＿（3）＿＿＿。

5、在可见光波段，大气的影响主要表现为＿＿＿；在近红外，大气的影响主要表现为＿＿＿。

6、大气的散射与辐射光波长有密切的关系，对短波长的散射比长波长的散射要＿＿＿得多。

7、为了尽量减少＿＿＿和＿＿＿引起的辐射误差，遥感卫星大多设计在同一个地方时间通过当地上空，但由于季节的变化和地理经纬度的变化，两者的变化是不可避免的。

三、问答题：

1、辐射误差产生的主要原因有哪些?

1.传感器本身的性能引起的辐射误差

2.大气的散射和吸收引起的辐射误差

3.地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差

2、因大气辐射引起的辐射误差，其相应的校正方法有哪些?

?基于辐射传输方程的大气校正

?基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正

?利用特殊波段进行大气校正

3、太阳高度和地形校正的目的是什么？

几何校正

一、填空题：

1、控制点数目的最小值按未知系数的多少来确定。k阶多项式控制点的最少数目为＿＿＿。

2、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，一次项最少需要＿＿个控制点，二次项最少项需要＿＿个控制点，三次项最少需要＿＿＿个控制点。

二、不定项选择题：(单项或多项选择)

1、通过多项式进行几何校正时，需要在待校正图像与参考图像之间选择同名控制点，其选取原则包括________。

①易于识别并且不随时间变化的点，如道路交叉点、河流拐弯处、水域的边界、机场等

②特征变化大的地区应多选些

③图像边缘部分要选取控制点，以避免外推

④同名控制点要在图像上均匀分布

2、多项式纠正用一次项时必须有＿＿＿。

①1个控制点②2个控制点③3个控制点④4个控制点

3、多项式纠正用二次项时必须有＿＿＿。

①3个控制点②4个控制点③5个控制点④6个控制点

4、多项式纠正用一次项可以改正图像的＿＿＿。

①线性变形误差②非线性变形误差③前两者

四、问答题：

1、说明遥感图像几何变形误差的主要来源。

2、试述多项式纠正法纠正卫星图像的原理和步骤。

3、几何校正中常用的灰度重采样方法有哪三种？

图像增强

一、名词解释：

灰度直方图线性拉伸平滑锐化滤波高通滤波低通滤波植被指数

伪彩色合成真彩色合成假彩色合成密度分割法直方图均衡化

二、填空题：

1、低通滤波是使_______受到抑制而让________顺利通过，从而实现图像平滑。

2、高通滤波是使_______受到抑制而让________顺利通过，从而实现边缘增强。

3、空间滤波是以重点突出图像上的某些特征为目地的采用空间域中的邻域处理方法，主要包括_______和_______。采用的计算方法是_______运算。

4、平滑的作用是，图像中某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点（“噪声”），采用平滑的方法减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“噪声”点。具体方法有_______和_______。

5、在IHS色彩空间中，颜色的性质由＿＿＿＿、＿＿＿＿＿、＿＿＿＿来描述。

6、HIS中的H指＿＿＿＿＿＿＿，I指＿＿＿＿＿＿＿，S指＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

7、伪彩色合成是把________灰度图像中的________按特定的________变换成彩色，然后进行彩色图像显示的方法，主要通过________方法来实现

8、假彩色合成与伪彩色不同之处在于，假彩色合成使用的数据是________。

9、密度分割法是对单波段遥感图像按________分级，对每级赋予________，使之变为一幅彩色图像。

10、图像拉伸处理主要包括________、________和________

11、拉伸是最基本的图像处理方法，主要用来________

12、如果拉伸函数是非线性的，即为非线性拉伸。常用的非线性函数有________、________、________、________等。

13、下图a为一幅原始图像，图b为该图像的离散傅立叶频谱。在图b中可以看到图像的＿＿＿能量都集中在中心部分，而＿＿＿能量集中在四周，这样就便于以后对频谱进行各种处理（如滤波、降噪等）。

（a）原始图像（b）离散傅立叶频谱

14、在空间域图像中，线性的地物为＿＿＿成份，大块面状的地物为＿＿＿成分。

15、傅立叶变换的基本流程：＿＿＿－＿＿＿－＿＿＿。

16、常用的滤波器有＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、用户定义几种。

17、缨帽变换旋转坐标空间，但旋转后的坐标轴不是指到主成分的方向，而是指到另外的方向，这些方向与地物有密切的关系，特别是与＿＿＿和＿＿＿有关。

18、在对MSS遥感数据进行研究时，采用K-T变换后提取的前三个分量是：＿＿＿、＿＿＿和＿＿＿。在TM数据的研究中，第三分量可定义为＿＿＿。

19、根据地物光谱反射率的差异作＿＿＿可以突出图像中植被的特征、提取植被类别或估算绿色生物量，能够提取植被的算法称为植被指数。

20、归一化植被指数中用到的是＿＿＿波段和＿＿＿波段，公式为＿＿＿。

21、遥感图像处理系统中还经常会采用HIS模型，＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿称为色彩的三要素。

22、常用的植被指数有：＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。

三、不定项选择题：(单项或多项选择)

1、以下属于局部处理的操作的是_______。

①灰度线性变换②二值化③傅里叶变换④中值滤波

2、图像与灰度直方图间的对应关系是_______。

①一一对应②多对一③一对多④都不对

3、以下不属于图像运算的有_______。

①差值运算②比值运算③植被指数④密度分割

4、假定像元亮度随机分布时，直方图应是正态分布的。以下情况均是图像对比度较小，图像质量较差的反映。

1）峰值偏向亮度坐标轴左侧，则图像_______。

2）峰值偏向坐标轴右侧，则图像_______。

3）峰值提升过陡、过窄，则图像的_______。

①偏暗②偏亮③亮度值过于集中

5、为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分，可采用锐化方法。锐化后的图像已不再具有原遥感图像的特征而成为边缘图像。几种常用的锐化算子包括_______。

①罗伯特梯度②Sobel梯度③Laplacian算子④Prewitt梯度

6、计算植被指数（如NDVI）主要使用以下哪些波段_______。

①紫外波段②绿光波段③红光波段④近红外波段

7、图像增强的目的______。

①消除图像中存在的失真②改善目视判读效果

四、问答题：

1、图像增强的主要目的是什么？包含的主要内容有哪些？

2、图像锐化处理有几种方法？

3、图像平滑处理有几种方法？

4、常用的低通和高通滤波器有哪些？

5、伪彩色增强与假彩色增强有何区别？

6、请举出2种常用的植被指数，并说明如何计算?

7、设计一个线性变换函数，使得亮度值0～15图像拉伸为0～30，写出灰度变换方程。

8、设计一个线性变换函数，使得线性变换前图像亮度范围xa为a1～a2，变换后图像亮度

范围xb为b1～b2，变换关系是直线，写出灰度变换方程。

9、下图为一个3*3的图像窗口，1）试问经过中值滤波后，该窗口中心像元的值，并写出计算过程。2）采用均值滤波后，该窗口中心像元的值，请写出滤波模板与计算过程。

10、下图为数字图像，请用梯度法计算边缘增强后得到的新数字图像，采用的模板为

110 10

=??

-??

，

=??

。为了能对图像的最后一行和最后一列也进行正常处理，可以通过

复制最后一行一列的办法，先将图像扩展为6*6的图像再进行梯度计算。

1 1 5 5 5

1 1 5 10 10

1 1 5 5 10

11、设一幅图像由10行和10。通过直方图均衡化操作对图像进行灰度拉伸，请给出原始灰度级与直方图均衡化后灰度级之间的变换关系，以及直方图均衡化后的图像直方图。

原亮度级k 频数n

k 频率=n

0 10 0.1

1 20 0.2

2 0 0

3 0 0

图像分类

一、名词解释：

监督分类非监督分类特征空间训练区

二、填空题：

1、根据是否需要分类人员事先提供已知类别及其训练样本，遥感图像的计算机分类方法包括_______分类和_______分类。

2、非监督分类有多种方法，其中，＿＿＿方法和＿＿＿方法是效果较好、使用最多的两种方法。

3、监督分类的基本过程是：首先根据已知的样本类别和类别的先验知识确定＿＿＿，计算＿＿＿，然后将未知类别的样本值代入＿＿＿，依据＿＿＿对该样本所属的类别进行判定。

4、最大似然分类方法是基于＿＿＿的分类错误概率最小的一种非线性分类，是应用比较广泛、比较成熟的一种监督分类方法。

三、不定项选择题：

1、同类地物在特征空间聚在＿＿＿。

①同一点上②同一个区域③不同区域。

四、问答题：

1、主要的监督分类算法有哪些？

2、主要的非监督分类算法有哪些？

3、ISODATA法的中文全称？它同K-means方法的主要区别在哪里？

4、选择训练区有哪三个原则？

5、图像分类后处理包括哪些工作？

6、监督分类和非监督分类是最常用的遥感图像分类方法，请通过填写下表比较这两种分类方法。