数字图像处理期末复习题2
第六章图像的锐化处理
一.填空题
1. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。垂直方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
2. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Roberts交叉微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
3. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Sobel 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
4. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Priwitt微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
5. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Laplacian微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
6. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Wallis 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
7. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。水平方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
8. 图像微分______________了边缘和其他突变的信息。（填“增强”或“削弱”）
9. 图像微分______________了灰度变化缓慢的信息。（填“增强”或“削弱”）
10. 图像微分算子______________用在边缘检测中。（填“能”或“不能”）
四.简答题
1. 图像中的细节特征大致有哪些？一般细节反映在图像中的什么地方？
2. 一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？
3. 简述水平方向的微分算子的作用模板和处理过程。
4. 简述垂直方向的微分算子的作用模板和处理过程。
5. 已知Laplacian微分算子的作用模板为：，请写出两种变形的Laplacian算子。解答:
1. 图像的细节是指画面中的灰度变化情况，包含了图像的孤立点、细线、画面突变等。孤
立点大都是图像的噪声点，画面突变一般体现在目标物的边缘灰度部分。
2. 一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界，反映的边界信息较少，但是所反映的边界
比较清晰；二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。反映的边界信息包括了许多的细节
信息，但是所反映的边界不是太清晰。
五.应用题
1. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
2. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
3. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
4. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
5. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
6. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
7. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
8. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
9. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
10. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果（6分）
第七章图像分割
一.填空题
1. 依照分割时所依据的图像特性不同，图像分割方法大致可以分为_阈值方法__、边界
分割方法和区域提取方法三大类。
2. 基于图像灰度分布的阈值方法包含很多种算法，其中，p-参数法是针对预先已知图像中_
_____目标物所占比例__________的情况下，所采用的一种简单有效的方法。
3. ____熵_____是信息论中对不确定性的度量，是对数据中所包含信息量大小的度量。
4. 所谓聚类方法，是采用模式识别中的聚类思想，以____类内 _保持最大相似性以及类
间保持最大距离为目标，通过迭代优化获得最佳的图像分割阈值。
5. 基于图像灰度分布的阈值方法包含很多种算法，其中，____p-参数法__是针对预先已
知图像中目标物所占比例的情况下，所采用的一种简单有效的方法。
二.选择题
1. 以下图像分割方法中，不属于基于图像灰度分布的阈值方法的是（ D ）
A、类间最大距离法
B、最大类间、内方差比法
C、 p-参数法
D、区域生长法
2. 以下图像分割方法中，属于基于图像灰度分布的阈值方法的是（ B ）
A、区域合并、分裂法
B、最大类间、内方差比法
C、已知形状的曲线检测
D、区域生长法
3. 关于进行图像分割时使用的最大类间、类内方差比法，下列说法正确的是（ C ）
A、选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好。
B、选择的阈值使得同一类的数据之间的方差越大越好。
C、使用类间、类内方差比作为选择阈值的评价参数。
D、使用类内、类间方差比作为选择阈值的评价参数。
4. 关于最大类间、类内方差比法，下列说法正确的是（D ）
A、选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好。
B、选择的阈值使得同一类的数据之间的方差越大越好。
C、选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好，同时同一类的数据之间的方差越大越
好。
D、选择的阈值使得两类数据间的方差越大越好，同时同一类的数据之间的方差越小越
好。
5. 使用类间最大距离法进行图像分割时，下列步骤正确的是（ C ）
①计算相对距离度量值。
②给定一个初始阈值，将图像分成目标和背景两类。
③分别计算出两类的灰度均值。
④选择最佳的阈值，使得图像按照该阈值分成两类后，相对距离度量值达到最大。
A、①②③④
B、②①③④
C、②③①④
D、①③②④
三.判断题
1. 阈值方法的核心是阈值的确定。（ T ）
2. 类间最大距离法的设计思想是：在某个适当的阈值下，图像分割后的前景目标与背景两
个类之间的差异最小为最佳分割。（ F ）
3. 类间最大距离法的设计思想是：在某个适当的阈值下，图像分割后的前景目标与背景两
个类之间的差异最大为最佳分割。（ T ）
4. 二维熵方法的设计思想是：采用二维熵来度量像素以及其邻域像素中像素之间的信息相
关性，当空间相关信息量最小时，认为是最佳阈值。（ F ）
5. 二维熵方法的设计思想是：采用二维熵来度量像素以及其邻域像素中像素之间的信息相
关性，当空间相关信息量最大时，认为是最佳阈值。（T ）
6. 区域生长方法的实现有三个关键点：种子点的选取；生长准则的确定；区域生长停止的
条件。（ T）
7. 区域生长方法中选取的种子点只能是单个像素。（F ）
8. 在使用区域合并、分裂方法进行图像分割时，不需要用到每个子块的属性。（ F ）
9. 基于图像灰度空间分布的阈值方法不需要考虑像素与像素之间的相关性。（ F ）
10. 基于图像灰度空间分布的阈值方法除了考虑当前像素本身的灰度值外，还需要考虑其与
邻近像素之间的关系。（T ）
一.填空题
1. 如果当前点像素值为1，其四近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的
通路，称之为___四连接___。
2. 如果当前点像素值为1，其八近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的
通路，称之为____八连接____________。
3. 开运算是使用同一个结构元素对图像先___腐蚀_______再进行膨胀的运算。
4. 在对二值图像进行分析时，我们将相互连接在一起的像素值全部为1的像素点的集合称为一个___连通域_____。
5. 闭运算是使用同一个结构元素对图像先___膨胀________再进行腐蚀的运算。
6. 形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，_____腐蚀______通常在去除小颗粒以及消除目标物之间的粘连是非常有效的。
7. 形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，_____膨胀______通常用以填补目标物中存在的某些空洞。
8. 在对二值图像进行分析时，通常用_____欧拉数_______表示二值图像中连通域的个数减去孔的个数。
三.判断题
1. 贴标签处理是对二值图像的每个不同的连通域进行不同的编号，来区分不同的连通域。（T）
2. 膨胀运算可以理解为对图像的补集进行腐蚀处理。（T ）
3. 膨胀是一种消除边界点，使边界向内收缩的过程。（ F ）
4. 膨胀是将与目标区域接触的背景点合并到该目标物中，使目标边界向外扩张的处理。（T ）
5. 经过细线化之后，图像中所有线条的幅度均为一个像素。（T ）
6. 可以用圆形度来表示二值图像中的各个连通域的形状与圆形的相似程度。（ T ）
7. 可以用矩形度来表示二值图像中的各个连通域的形状与矩形的相似程度。（T ）
8. 在连通域中的点，按照其是否与背景相邻接，可以分为内部点和外部点。（ F ）
9. 在连通域中的点，按照其是否与背景相邻接，可以分为内部点和边界点。（ T ）
10. 在对二值图像进行分析时，将没有孔的连通域称为单连通。（ T ）
四.简答题
1. 写出腐蚀运算的处理过程。
2. 写出膨胀运算的处理过程。
3. 在二值图像中的几何特征测量中，面积是如何定义的？。
解答:
1. 腐蚀运算的处理过程为：
1）扫描原图，找到第一个像素值为1的目标点；
2）将预先设定好形状以及原点位置的结构元素的原点移到该点；
3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否全部为1：如果是，则腐蚀后图像中的相同位置上的像素值为1；如果不是，则腐蚀后图像中的相同位置上的像素值为0； 4）重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。
2. 膨胀运算的处理过程为：
1）扫描原图，找到第一个像素值为0的背景点；
2）将预先设定好形状以及原点位置的结构元素的原点移到该点；
3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否存在为1的目标点：
如果是，则膨胀后图像中的相同位置上的像素值为1；如果不是，则膨胀后图像中的相同位置上的像素值为0； 4）重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。
第九章彩色图像处理
一.填空题
1. HSV表色系由色调、饱和度和亮度三属性组成。
2.饱和度与一定色调的纯度有关，饱和度________________的颜色看起来越鲜艳。（填“
越大”或“越小”）
3. 在YUV表色系中，Y表示亮度，U表示蓝色与亮度的色差，V表示_红色__与亮度的色差。
4. 人在区分颜色时常用的三种基本特征量为辉度、色调和饱和度。其中，色调_是与混合光谱中主要光波长相联系的，表示了感官上感受到的不同的颜色。_饱和度__与一定色调的纯度有关，饱和度越大的颜色看起来越鲜艳。
5. 国际照明委员会于1931年规定了三种基本色的波长，并将其称为三基色，它们分别是红
色、蓝色和___绿色_____。
6. 人在区分颜色时常用三种基本特征量，它们是：辉度、_色调_和饱和度。
二.选择题
1. 以下选项中，不属于表色系的是：（ B ）
A、 RGB
B、 DCT
C、 CMYK
D、 HSI
2. 关于RGB 表色系，以下说法不正确的是的（ A ）
A、RGB表色系是减色系统。
B、RGB 表色系的三基色中包含红色。
C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含绿色。
D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为白色。
3. HSI 表色系的三属性包含：（ A ）
①色调②色饱和度③亮度④色度
A、①②③
B、①②④
C、②③④
D、①③④
4. 关于YUV表色系，以下说法不正确的是：（ C ）
A、YUV表色系常用于多媒体技术中。
B、YUV色系与RGB色系可以相互转换。关于YUV表色系，以下说法不正确的是：（ C ）
A、YUV表色系常用于多媒体技术中。
B、YUV色系与RGB色系可以相互转换。
C、YUV 色系不包含亮度信号。
D、YUV 表色系包含一个亮度信号和两个色差信号。
C、YUV 色系不包含亮度信号。
D、YUV 表色系包含一个亮度信号和两个色差信号。
5. CMYK表色系的三基色包含：（ D ）
①青色②黑色③黄色④品红色
A、①②③
B、①②④
C、②③④
D、①③④
6. 下面哪个彩色空间最接近人视觉系统的特点（ D ）
A 、RGB空间
B、CMY空间
C、CIE XYZ空间
D、HSI空间
7. 以下选项中，属于表色系的是：（ A ）
A 、CIE XYZ B、 FFT C、 DCT D、 Sobel
8. 关于CMYK表色系，以下说法正确的是（A ）
A、 CMYK表色系是减色系统。
B、 CMYK表色系的三基色中包含黑色。
C、 CMYK表色系的三基色中包含红色。
D、 CMYK表色系的三基色中包含绿色。
9. 关于HSI表色系，以下说法不正确的是（ B ）
A、HSI表色系的三属性中包含色调。
B、HSI表色系的三属性中包含色度。
C、HSI表色系的三属性中包含饱和度。
D、HSI表色系的三属性中包含亮度。
10. 关于RGB色系下的彩色图像，下列说法正确的是：（A ）
A、彩色图像的红色分量、绿色分量、蓝色分量都是灰度图像。
B、该彩色图像的红色分量是彩色图像。
C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含红色。
D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为黑色。
三.判断题
1. 在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，0），则表示该颜色为白色。（ F ）
2. 在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，255），则表示该颜色为蓝色。（ T ）
3. RGB表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。（ F ）
4. YCbCr表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。（ T ）
5. 白平衡方法比最大颜色值平衡方法更适合于处理两种情况：一是图像中白色的点不存在
，二是白色的点只占画面总像素的很少比例。（F ）
四.简答题
1. 为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示？
2. 简述白平衡方法的主要原理。
3. 为什么使用白平衡方法可以达到彩色平衡的目的？
4. YUV表色系的优点是什么？
5. 使用白平衡方法进行彩色平衡的主要思想是什么？
解答:
1. YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示主要原因有以下3点：（1）YUV表色系具有亮度与
色度相分离的特点，黑白电视接收彩色电视节目信号时，只需要将Y、U、V三路信号中的Y信号介入电视机信号即可；（2）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，彩色电视机接收黑白电视节目信号时，只要将U、V两路信号置为0即可。（3）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。
2. 白平衡方法的主要原理是：如果原始场景中的某些像素点应该是白色的（R=G=B=255），
但是由于所获取的图像中的相应像素点存在色偏，这些点的R,G,B三个分量的值不再保持相同，通过调整这三个颜色分量的值，使之达到平衡，由此获得对整幅图像的彩色平衡影射关系，通过该映射关系对整幅图像进行处理，由此达到彩色平衡的目的。
4. YUV表色系的有点体现在以下2个方面：（1）亮度信号与色度信号相互独立，由Y信号构
成的灰度图像与用U、V信号构成的两外两幅单色图是相互独立的。可以对这些单色图单独进行编码。（2）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。
第十章图像变换
一.填空题
1. 所谓的图像变换，是指将图像信号从_空域 __变换到另外的域上进行分析的手段。
2. 图像变换包括了图像的频域变换、图像的时频域变换以及其他正交变换等，其中__ 傅里叶变换属于频域变换。
3. 图像变换包括了图像的频域变换、图像的时频域变换以及其他正交变换等，其中__小波变换属于时频域变换。
4. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，图像变换是指通过一种数学映
射的手段，将空域的图像信息转换到如频域、时频域等空间上进行分析的数学手段。
5. 将一个函数通过正交分解映射到正交函数空间的数学变换称为_正交变换_____
二.选择题
1. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ B ）
A、傅里叶变换
B、小波变换
C、离散余弦变换
D、沃尔什变换
2. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ D ）
A、图像锐化
B、图像去噪
C、图像对比度增强
D、亮度减弱
3. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。
是如何处理得到的？（ B ）
A、图像锐化
B、图像去噪
C、图像亮度减弱
D、图像对比度增强
4. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ B ）
A、图像亮度减弱
B、边缘检测
C、图像对比度减弱
D、图像对比度增强
5. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ A ）
A、图像锐化
B、边缘检测
C、图像亮度减弱
D、图像对比度减弱
三.判断题
1. 傅里叶变换可以用在图像的卷积运算中，主要原因是：空域上的卷积对应其在频域上的点乘。（ T ）
2. 傅里叶变换可以用在图像压缩中。（ T ）
3. 一幅图像进行一次小波变换后，概貌信息大都集中在高频图像子块中。（ F ）
4. 一幅图像经过1次小波变换后，可以得到4个子块图像。（ T ）
5. 一幅图像进行一次小波变换后，细节信息大都集中在高频图像子块中。（T ）
6. 离散余弦变换是图像处理中常用的正交变换。（ T ）
7. 傅里叶变换的所写是FTT。（ F ）
8. 一幅图像经过2次小波变换后，可以得到8个子块图像。（ F ）
9. 一幅图像进行一次小波变换后，概貌信息大都集中在低频图像子块中。（ T ）
10. 一幅图像进行一次小波变换后，细节信息大都集中在低频图像子块中。（F ）
四.简答题
1. 请简述快速傅里叶变换的原理。
2. 简述至少2种傅里叶变换在图像处理中的应用。
3. 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的高通滤波中的应用原理。
4. 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的低通滤波中的应用原理。
5. 小波变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的压缩中的应用原理。
解答:
1. 傅里叶变换是复杂的连加运算，计算时间代价很大。快速傅里叶变换的核心思想是，将原函数分解成一个奇数项和一个偶数项加权和，然后对所分解的奇数项和偶数项再分别分解成其中的奇数项和偶数项的加权和。这样，通过不断重复两项的加权和来完成原有傅里叶变换的复杂运算，达到较少计算时间代价的目的。
3. 图像经过傅里叶变换后，景物的概貌部分集中在低频区段，景物的细节部分集中在高频区段，可以通过图像的高通滤波将图像中景物的细节提取出来。具体做法是，将傅里叶变换
得到频谱图的低频部分强制为0，而将高频部分的信息保持不变，就相当于使用一个只保持高频部分信息不变，而低频信息被完全抑制的高通滤波器作用在原始图像上。将经过这样处理后的频谱进行傅里叶逆变换，就可以得到图像的细节部分。
4. 图像经过傅里叶变换后，景物的概貌部分集中在低频区段，景物的细节部分集中在高频区段，可以通过图像的高通滤波将图像中景物的概貌提取出来。具体做法是，将傅里叶变换得到频谱图的高频部分强制为0，而将低频部分的信息保持不变，就相当于使用一个只保持低频部分信息不变，而高频信息被完全抑制的低通滤波器作用在原始图像上。将经过这样处理后的频谱进行傅里叶逆变换，就可以得到图像的概貌部分。
5. 一幅图像经过一次小波变换之后，概貌信息大多集中在低频部分，而其余部分只有微弱的细节信息。为此，如果只保留占总数据量1/4的低频部分，对其余三个部分的系数不存储或传输，在解压时，这三个子块的系数以0来代替，则就可以省略图像部分细节信息，而画面的效果跟原始图像差别不是很大。这样，就可以得到图像压缩的目的。
第十一章图像压缩编码
一.填空题
1. 图像编码是通过改变图像的描述方式，将数据中的冗余去除，由此达到压缩数据量的目的。
2. 按照压缩后的数据是否能够完全重构来分，图像的压缩算法分成无损压缩算法和有损压缩算法两种。其中行程编码属于_无损压缩算法。
4. 按照压缩后的数据是否能够完全重构来分，图像的压缩算法分成无损压缩算法和有损压缩算法两种。其中霍夫曼编码属于无损压缩算法。
5. 按照压缩后的数据是否能够完全重构来分，图像的压缩算法分成无损压缩算法和有损压缩算法两种。其中DCT变换编码属于有损压缩算法。
6. 每种不同的压缩编码方法都有其不同的特点。将若干种编码方法结合在一起，由此来达
到更高的压缩率，这种编码方式称为_混合压缩编码。
7. 像素冗余是由像素之间的内在相关性所导致的冗余。
8. 我们将由像素之间的内在相关性所导致的冗余称为像素冗余。
9. 所谓的数据冗余，就是如果在减少一定数据量时，不会引起产生歧义的数据
丢失，也就是说描述信息的数据量中存在多余的部分。（填“会”或者“不会”）
10. 行程编码也称为游程编码，是一种无失真的压缩编码方法。（填“失真”或“无失真”）
二.选择题
1. 以下属于无损压缩编码的是：（ A ）
①一维行程编码②二维行程编码③霍夫曼编码④DCT 变换编码
A、①②
B、①④
C、②④
D、③④
2. 如果一个图像的灰度级编码使用了多于实际需要的编码符号，就称图像中包含了：（A）
A、编码冗余
B、像素间冗余
C、心理视觉冗余
D、计算冗余
3. 以下属于无损压缩编码的是：（B）
①一维行程编码②二维行程编码③LZW编码④DCT 变换编码
A、①④
B、①③
C、②④
D、③④
4. 以下属于有损压缩编码的是：（D）
A、行程编码
B、 LZW编码
C、霍夫曼编码
D、 DCT 变换编码
5. 以下属于无损压缩编码的是：（C）
① LZW编码②二维行程编码③霍夫曼编码④DCT 变换编码
A、①④
B、②④
C、②③
D、③④
6. 下列哪一个压缩标准用于压缩静止图像。（A ）
A、JPEG
B、MPEG
C、H.261
D、以上均不能
7. 一个参数为2分钟、25帧/秒、640*480分辨率、24位真彩色数字视频的不压缩的数据量约为（D ）。
A、2764.8MB
B、21093.75MB
C、351.56MB
D、2636.72MB
8. 下列哪一项不是图形图像文件的扩展名。（ C ）
A、wmf
B、bmp
C、mp3
D、gif
9. 不通过计算，判断下表中的符号进行霍夫曼编码后对应哪个符号的码字最长？（ A ）
A、a1
B、a2
C、a3
D、a4
10. 以下编码方式中，属于变换压缩编码的是：（ A ）
①小波变换编码②算术编码③LZW编码④DCT 变换编码
A、①④
B、①③
C、②④
D、③④
四.简答题
1. 什么是图像的无损压缩？给出2种无损压缩算法。
2. 对于扫描结果：aaaabbbccdeeeeefffffff，若对其进行霍夫曼编码之后的结果是：f=01
e=11 a=10 b=001 c=0001 d=0000。若使用行程编码和霍夫曼编码的混合编码，
压缩率是否能够比单纯使用霍夫曼编码有所提高？
3. DCT变换编码的主要思想是什么？
4. 简述DCT变换编码的主要过程。
5. 什么是一维行程编码？简述其与二维行程编码的主要区别。
6. 什么是二维行程编码？简述其与一维行程编码的主要区别。
7. 简述一维行程编码和二维行程编码的异同。
8. 压缩编码算法很多，为什么还要采用混合压缩编码？请举例说明。
9. 举例说明什么是混合压缩编码。
10. 对于扫描结果：aaaabbbccdeeeeefffffff，若对其进行霍夫曼编码之后的结果是：f=01
e=11 a=10 b=001 c=0001 d=0000。若使用行程编码和霍夫曼编码的混合编码，
压缩率是否能够比单纯使用行程编码有所提高？
解答:
1.图像的无损压缩是指压缩后的数据进行重构（或称为还原，或称为解压缩），重构后的
信息与原来的信息完全相同的压缩编码方式。无损压缩用于要求重构的信息与原始信息完全
一致的场合。常用的无损压缩算法包含行程编码、霍夫曼编码等。
2.原始扫描结果所占空间为：22*8=176(bits)
单纯霍夫曼编码的结果是：10101010001001001000100010000111111111101010101010101，共占53(bits)。压缩比为：176：53.
Hufman与行程编码混合： 41030012000110000511701 ，共占3+2+3+3+3+4+3+4+3+2+3+2=35 (bits)，压缩比为176：35. 即压缩比有所提高。
3. DCT变换编码的思想是利用离散余弦变换对数据信息强度的集中特性，可以将数据中视觉
上容易察觉的部分与不容易察觉的部分进行分离，由此可以达到进行有损压缩的目的。
4. 第一步，将图像分成8*8的子块；第二步，对每个子块进行DCT变换；第三步，将变换后的系数矩阵进行量化，量化后，得到的矩阵左上角数值较大，右下部分为0；第四步，对量化后的矩阵进行Z形扫描，以使得矩阵中为0的元素尽可能多的连在一起；第五步，对Z扫描结果进行行程编码；第六步，进行熵编码。
5. 一维行程编码是里利用一行上像素的相关性，逐行对图像进行扫描，然后对扫描的结果
进行编码。一维行程编码只考虑了消除行内像素之间的相关性，没有考虑到某种方向之间的
相关性；而二维行程编码是按照一定的扫描路线进行扫描，既可以消除行内像素之间水平方
向的相关性，又可以消除像素垂直方向的相关性。
6. 二维行程编码是利用图像的二维信息的强相关性，对图像按照一定的扫描路线进行扫描
，遍历所有的像素点，获得点点相邻的关系后进行一维行程编码的方法。这样，既可以消除
行内像素之间水平方向的相关性，又可以消除像素垂直方向的相关性。而一维行程编码只考
虑了消除行内像素之间的相关性，没有考虑到某种方向之间的相关性；
7. 一维行程编码是里利用一行上像素的相关性，逐行对图像进行扫描，然后对扫描的结果
进行编码。一维行程编码只考虑了消除行内像素之间的相关性，没有考虑到某种方向之间的
相关性。
二维行程编码是利用图像的二维信息的强相关性，对图像按照一定的扫描路线进行扫描
，遍历所有的像素点，获得点点相邻的关系后进行一维行程编码的方法。这样，既可以消除
行内像素之间水平方向的相关性，又可以消除像素垂直方向的相关性。
8. 压缩编码算法很多，比如行程编码、霍夫曼编码等。每种不同的压缩编码方法具有各自
不同的特点。比如行程编码擅长对多个重复数据连续出现的情况进行编码；霍夫曼编码则可
以有效地将出现频率高、低不同的数据进行编码。如果将不同的编码方式巧妙的结合在一起
，则可以达到更高的压缩率，这就是混合压缩编码的思想。
10.原始扫描结果所占空间为：22*8=176(bits)
单纯行程编码的结果是：4a3b2c1d5e7f，共占6（3+8）=66(bits)。压缩比为：176：66
Hufman与行程编码混合： 41030012000110000511701 ，共占3+2+3+3+3+4+3+4+3+2+3+2=35 (bits)，压缩比为176：35. 即故压缩比有所提高。
数字图像处理复习练习题
练习题 1、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为（ B ） A 32个 B 64个 C128个 D 256个 2.下面说法正确的是：（ B ） A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换； B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种； C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像 域的方法计算复杂较高； D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好。 3、采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于1时，该变换是针对如下哪一类图像进行增强。（ B ） A 图像整体偏暗 B 图像整体偏亮 C图像细节淹没在暗背景中D图像同时存在过亮和过暗背景 4、采用模板［-1 1］T主要检测（ A ）方向的边缘。 A.水平 B.45 C.垂直 5、下列算法中属于图象锐化处理的是（ C ） A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 6、维纳滤波器通常用于（C ） A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像 7、彩色图像增强时，（ C ）处理可以采用RGB彩色模型。 A. 直方图均衡化 B. 同态滤波 C. 加权均值滤波 D. 中值滤波 8、（ B ）滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。 A. 逆滤波 B. 维纳滤波 C. 约束最小二乘滤波 D. 同态滤波 9、高通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将高通滤波器的转移函数加上一常数量以便引入一些低频分量。这样的滤波器叫B ）。 A. 巴特沃斯高通滤波器 B. 高频提升滤波器 C. 高频加强滤波器 D. 理想高通滤波器
数字图像处理试题
名词：*数字图像，数字图像处理，图像采样，线性拉伸，高通滤波，低通滤波，中值滤波，特征空间，图像分析，图像分割 问答题：1、设一幅图像有如图所示直方图，对该图像进行直方图均衡化，写出均衡化过程，并画出均衡化后的直方图。若在原图像一行上连续8个像素的灰度值分别为：0、1、2、3、4、5、6、7，则均衡后，他们的灰度值为多少？ 如图为一幅16级灰度的图像。请写出均值滤波和中值滤波的3x3滤波器；说明这两种滤波器各自的特点；并写出两种滤波器对下图的滤波结果（只处理灰色区域，不处理边界）。（15分） 设一幅灰度图像，其目标和背景的像素点灰度呈正态分布，灰度直方图如图所示。其中：、分 别为目标点的灰度分布密度函数、均值；、分别为背景点的灰度分布密度函数、均值。并设目标点和背景点的方差均为，目标点个数和图像总像点数的比为1:2。T是根据最小误差准则确定的最佳阈值。（15分） 试证明：
1．根据所学过的图像处理和分析方法，设计一套算法流程来实现汽车牌照的定位和数字的识别（给出设计思想即可）。 1、如图所示，A和B的图形完全一样，其背景与目标的灰度值分别标注于图中， 请问哪一个目标人眼感觉更亮一些？为什么？（10分） 选择题： 图像灰度方差说明了图像哪一个属性。（B ） A 平均灰度 B 图像对比度 C 图像整体亮度D图像细节 下列算法中属于图象锐化处理的是：( C ) A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 高通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将高通滤波器的转移函数加上一常数量以便引入一些低频分量。这样的滤波器叫 B 。 A. 巴特沃斯高通滤波器 B. 高频提升滤波器 C. 高频加强滤波器 D. 理想高通滤波器 ( )7.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是： a.梯度算子 b.Prewitt算子 c.Roberts算子 d. Laplacian算子
数字图像处理期末(00002)
数字图像处理期末复习题3
二、名词解释( 每小题5分,本题共20 分) 1、数字图像：指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）。 数字图像处理：指用数字计算机及其它有关数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预想目的的技术. 2、8-连通的定义：对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。 3、灰度直方图：指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。 4、中值滤波：指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。 像素的邻域 邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。即{（x=p,y=q）}p、q为任意整数。 像素的四邻域 像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1) 三、简答题( 每小题10分,本题共30 分)： 1. 举例说明直方图均衡化的基本步骤。 直方图均衡化是通过灰度变换将一幅图象转换为另一幅具有均衡直方图，即在每个灰度级上都具有相同的象素点数的过程。 直方图均衡化变换：设灰度变换s=f(r)为斜率有限的非减连续可微函数，它将输入图象Ii(x，y)转换为输出图象Io(x，y)，输入图象的直方图为Hi(r)，输出图象的直方图为Ho(s)，则根据直方图的含义，经过灰度变换后对应的小面积元相等：Ho(s)ds=Hi(r)dr 直方图修正的例子 假设有一幅图像，共有6 4(6 4个象素，8个灰度级，进行直方图均衡化处理。 根据公式可得：s2=0.19+0.25+0.2l=0.65，s3=0.19+0.25+0.2l+0.16=0.8l，s4=0.89,s5=0.95，s6=0.98，s7=1．00 由于这里只取8个等间距的灰度级，变换后的s值也只能选择最靠近的一个灰度级的值。因此，根据上述计算值可近似地选取： S0≈1／7，s 1≈3／7，s2≈5／7，s3≈6／7，s4≈6／7，s5≈1，s6≈l，s7≈1。 可见，新图像将只有5个不同的灰度等级，于是我们可以重新定义其符号： S0’=l／7，s1’=3／7，s2’=5／7，s3’=6／7，s4’=l。 因为由rO=0经变换映射到sO=1／7，所以有n0=790个象素取sO这个灰度值；由rl=3／7映射到sl=3／7，所以有1 02 3个象素取s 1这一灰度值；依次类推，有850个象素取s2=5／7这一灰度值；由于r3和r4均映射到s3=6／7这一灰度值，所以有656+329=98 5个象素都取这一灰度值；同理，有245+1 22+81=448个象素都取s4=1这一灰度值。上述值除以n=4096，便可以得到新的直方图。 2. 简述JPEG的压缩过程，并说明压缩的有关步骤中分别减少了哪种冗余？ 答：分块－＞颜色空间转换－＞零偏置转换－＞DCT变换－＞量化－＞符号编码。颜色空间转换，减少了心理视觉冗余；零偏置转换，减少了编码冗余；量化减少了心理视觉冗余；符号编码由于是霍夫曼编码加行程编码，因此即减少了编码冗余（霍夫曼编码）又减少了像素冗余（行程编码）。 ＪＰＥＧ2000的过程：图像分片、直流电平（DC）位移，分量变换，离散小波变换、量化，熵编码。 3、Canny边缘检测器 答：Canny边缘检测器是使用函数edge的最有效边缘检测器。该方法总结如下：1、图像使用带有指定标准偏差σ的高斯滤波器来平滑，从而可以减少噪声。2、在每一点处计算局部梯度g（x,y）=[G2x+G2y]1/2 和边缘方向α（x,y）=arctan（Gy/Gx）。边缘点定义为梯度方向上其强度局部最大的点。3、第2条中确定的边缘点会导致梯度幅度图像中出现脊。然后，算法追踪所有脊的顶部，并将所有不在脊的顶部的像素设为零，以便在输出中给出一条细线，这就是众所周知的非最大值抑制处理。脊像素使用两个阈值T1和T2做阈值处理，其中T1 第六章图像的锐化处理 一.填空题 1. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。垂直方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 2. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Roberts交叉微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 3. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Sobel 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 4. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Priwitt微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 5. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Laplacian微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 6. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Wallis 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 7. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。水平方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 8. 图像微分______________了边缘和其他突变的信息。（填“增强”或“削弱”） 9. 图像微分______________了灰度变化缓慢的信息。（填“增强”或“削弱”） 10. 图像微分算子______________用在边缘检测中。（填“能”或“不能”） 四.简答题 1. 图像中的细节特征大致有哪些？一般细节反映在图像中的什么地方？ 2. 一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？ 3. 简述水平方向的微分算子的作用模板和处理过程。 4. 简述垂直方向的微分算子的作用模板和处理过程。 5. 已知Laplacian微分算子的作用模板为：，请写出两种变形的Laplacian算子。解答: 1. 图像的细节是指画面中的灰度变化情况，包含了图像的孤立点、细线、画面突变等。孤 立点大都是图像的噪声点，画面突变一般体现在目标物的边缘灰度部分。 2. 一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界，反映的边界信息较少，但是所反映的边界 比较清晰；二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。反映的边界信息包括了许多的细节 信息，但是所反映的边界不是太清晰。 五.应用题 1. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为： 。 设图像为： 第一章引言 一.填空题 1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数字阵列中的每个数字，表示数字图像的一个最小单位，称为__________。1. 像素 2. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是从图像到图像的处理，如图像增强等；二是____________________，如图像测量等。2. 从图像到非图像的一种表示 3. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是__________________，如图像增强等；二是从图像到非图像的一种表示，如图像测量等。3. 从图像到图像的处理 5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，________________的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。5. 图像重建 二.简答题 1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。 ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。 ⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。 2. 什么是图像识别与理解？ 图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。 3. 简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。 ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图 像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。 5. 简述图像几何变换与图像变换的区别。 ①图像的几何变换：改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等， 这些方法在图像配准中使用较多。 ②图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 数字图像处理 一、填空题 1、数字图像的格式有很多种，除GIF格式外，还有jpg 格式、tif 格式。 2、图像数据中存在的有时间冗余、空间冗余、结构冗余、信息熵冗余、知识 冗余、视觉冗余。 3、在时域上采样相当于在频域上进行___延拓。 4、二维傅里叶变换的性质___分离性、线性、周期性与共轨对称性、__位 移性、尺度变换、旋转性、平均值、卷积。（不考） 5、图像中每个基本单元叫做图像元素；在早期用picture表示图像时就称为 像素。 6、在图象处理中认为线性平滑空间滤波器的模板越大,则对噪声的压制越 好 ;但使图像边缘和细节信息损失越多; 反之, 则对噪声的压制不好 ,但对图像的细节等信息保持好。模板越平,则对噪声的压制越好 ,但对图像细节的保持越差;反之,则对噪声的压制不好,但对图像细节和边缘保持较好。 7、哈达玛变换矩阵包括___+1 和___—1 两种矩阵元素。（不要） 8、对数变换的数学表达式是t = Clog ( 1 + | s | ) 。 9、傅里叶快速算法利用了核函数的___周期性和__对称性。（不要） 10、直方图均衡化的优点是能自动地增强整个图像的对比度。（不要） 二、选择题 ( d )1.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为： a. 0 .255 c ( c )2.采用模板［-1 1］主要检测____方向的边缘。 a.水平 b.45 c.垂直 ( c )3. 下列算法中属于图象平滑处理的是： a.梯度锐化 b.直方图均衡 c. 中值滤波增强 ( b )4.图象与灰度直方图间的对应关系是： a.一一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 ( a )5.对一幅图像采样后，512*512的数字图像与256*256的数字图像相比较具有的细节。 a.较多 b.较少 c.相同 d.都不对 ( b )6.下列算法中属于点处理的是： a.梯度锐化 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( d )7.二值图象中分支点的连接数为： .1 c ( a )8.对一幅100100像元的图象，若每像元用８bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit，则图象的压缩比为： :1 :1 c.4:1 :2 ( d )9.下列算法中属于局部处理的是： a.灰度线性变换 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( b )10.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是： a.梯度算子算子算子d. Laplacian算子 █一、叙述常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？（10分） 答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++（面向对象可视化集成工具）和MATLAB的图像处理工具箱（Image Processing Tool box）。两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。 Microsoft公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发出来的Win 32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的Microsoft 基础类库MFC对大部分与用户设计有关的Win 32应用程序接口API进行了封装，提高了代码的可重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且复杂，为了减轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上，VC++ 6.0提供的动态链接库ImageLoad.dll支持BMP、JPG、TIF等常用6种格式的读写功能。 Microsoft公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，开发出来的Win 32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++对WIN32应用程序接口API 进行了封装，提高了代码的重用性，缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。VC++6.0提供的动态链接库imageload.dll支持BMP、JPG、TIF等六种格式的读写功能。MATLAB的图像处理工具箱MATLAB是由MathWorks公司推出的用于数值计算的有力工具，是一种第四代计算机语言，它具有相当强大的矩阵运算和操作功能，力求使人们摆脱繁杂的程序代码。MATLAB图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些函数可以完成大部分图像处理工作，从而大大节省编写低层算法代码的时间，避免程序设计中的重复劳动。MATLAB图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和算法，如图形句柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检测、二值图像处理、小波分析、分形几何、图形用户界面等。但是，MATLAB也存在不足之处限制了其在图像处理软件中实际应用。首先，强大的功能只能在安装有MATLAB系统的机器上使用图像处理工具箱中的函数或自编的m文件来实现。其次，MATLAB使用行解释方式执行代码，执行速度很慢。第三，MATLAB擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形界面的处理不及C++等语言。为此，通应用程序接口API和编译器与其他高级语言（如C、C++、Java等）混合编程将会发挥各种程序设计语言之长协同完成图像处理任务。API支持MATLAB与外部数据与程序的交互。编译器产生独立于MATLAB环境的程序，从而使其他语言的应用程序使用MATLAB。 MATLAB的图像处理工具箱MATLAB是由MathWorks 公司推出的用于数值计算的有力工具，是一种第四代计算机语言，它具有相当强大的矩阵运算和操作功能。MATLAB 图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些函数可以完成大部分图像处理工作。MATLAB图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和算法。它的缺点有：1、强大的功能只能在安装有MATLAB 系统的机器上使用图像处理工具箱中的函数或自编的m文件来实现。2、MATLAB使用行解释方式执行代码，执行速度很慢。3、MATLAB擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形界面的处理不及C++等语言。█二、叙述常见的数字图像应用软件有哪些？各有什么特 点？（10分） 答：图像应用软件是可直接供用户使用的商品化软件。用户 从使用功能出发，只要了解软件的操作方法就可以完成图像 处理的任务。对大部分用户来说，商品化的图像应用软件无 需用户进行编程，操作方便，功能齐全，已经能满足一般需 求，因而得到广泛应用。常用图像处理应用软件有以下几种： 1）PHOTOSHOP：当今世界上一流的图像设计与制作工具。 PHOTOSHOP已成为出版界中图像处理的专业标准。高版 本的PHOTOSHOP支持多达20多种图像格式和TWAIN接 口，接受一般扫描仪、数码相机等图像输入设备采集的图像。 PHOTOSHOP支持多图层的工作方式，只是PHOTOSHOP 的最大特色。使用图层功能可以很方便地编辑和修改图像， 使平面设计充满创意。利用PHOTOSHOP还可以方便地对 图像进行各种平面处理、绘制简单的几何图形、对文字进行 艺术加工、进行图像格式和颜色模式的转换、改变图像的尺 寸和分辨率、制作网页图像等。 2）CorelDRAW：一种基于矢量绘图、功能强大的图形图像 制作与设计软件。矢量式图像以几何、色彩参数描述图像， 其内容以线条和色块为主，数据量较小。CorelDraw是当今 流行的图像处理软件中为数不多的特点明显、功能强大的基 于矢量绘图的软件包。利用它，可以方便地制作精美的名片、 贺卡、书签、图书封面、广告、宣传画等作品。 3）ACDSee：快速、高性能的看图程序，是目前最享盛名 的图片浏览器。它能广泛应用于图片的获取、管理、浏览和 优化，支持BMP、GIF、JPG、TGA、TIF等超过50种常见 的图形文件格式，图片打开速度极快，可以直接查看动画 GIF，处理如Mpeg之类常用的视频文件，还可以为每一个 目录建立一个相册。ACDSee可以从数码相机和扫描仪高效 获取图片，并进行便捷的查找、组织和预览。ACDSee可以 轻松处理数码影像。 █三、傅里叶变换、加窗傅里叶变换和小波变换的时间－频 率特性有什么不同？（10分） 解：傅里叶变换使得时间信号变成了频域信号，加窗傅里叶 变换使得时间信号变成了时频信号，但是窗口是固定的，小 波变换同样变成了视频信号，但是时频的窗口是变化的。 █四、用JPEG标准，对于576行×720列的CCIR601建议分辨 率的彩色图像，其亮度分量可分割成多少个子块，而两个 色差分量可分别分割成多少子块？（10分） 解：对于576行×720列的CCIR601建议分辨率的彩色图像， JPEG将其亮度分量分割成（576/8）×（720/8）=6480块。 两个色差分量都可分割成两组：（576/8）×（360/8）=3240 块。 █五、二维傅里叶变换的分离性有什么实际意义？（10分） 解：该性质表明，一个二维傅里叶变换可由连续两次 一维傅里叶变换来实现。实现的方法如下图所示： █六、有了离散傅里叶及其快速算法FFT，为什么还要提出 离散余弦算法DCT及其快速算法？为什么许多视频国际标 准将DCT作为帧内编码的基本压缩算法？（10分） 答：在所有的变换编码方案中，离散K-L变换是最佳变换， 理论价值较高，常常作为对其他变换特性进行评价的标准。 但此变换没有快速算法，在工程应用中受到限制。在次最 佳变换算法中，DFT和DCT都是常用的变换编码方法，它们 分别有快速算法：FFT和FCT。这两种方法相比较，DFT涉及 到复数运算，而DCT是实数变换具有十分吸引人的一些特 点：它是一种实数变换，计算量较小，其变换矩阵的基向 量很好地描述了人类视觉的相关性，且对于大多数图像来 说，该变换的压缩性能很接近离散K-L变换，而且其变换矩 阵与图像内容无关，另外由于它构造对称的数据序列，避 免了在图像边界处的跳跃及所引起的Gibbs效应，并且也有 快速算法，因而得到广泛的应用。作为准最佳变换，它已 成为一些静态图像、视频压缩国际标准（或建议）中的基 本处理模块。 █七、扫描仪的光学分辨率是600×1200线，一个具有5000 个感光单元的CCD器件，用于A4幅面扫描仪，A4幅面的纸张 宽度是8.3英寸，该扫描仪的光学分辨率是多少dpi？（10 分） 解：（1）600×1200线，其中前一个数字代表扫描仪的横向 分辨率，后一数字则代表纵向分辨率。 （2）dpi是指单位面积内像素的多少，也就是扫描精度， 目前国际上都是计算一英寸面积内像素的多少。光学分辨 率是扫描仪的光学部件在每平方英寸面积内所能捕捉到的 实际的光点数,是指扫描仪CCD 的物理分辨率，也是扫描仪 的真实分辨率，它的数值是由CCD的像素点除以扫描仪水平 最大可扫尺寸得到的数值。 每一个感光单元对应一个像素。由于CCD感光单元个 数为5000， 5000/8.3＝602 (dpi) █八、直方图均衡，若一个64×64的离散图像，灰度分成8 层，其灰度rk的值和分布情况如下：请绘制该图像的直方 图，并求经过直方图均衡后的图像的直方图。 （20分） 解： █九、一图像大小为640×480，256色。用软件工具SEA （version 1.3）将其分别转成24位色BMP，24位色JPEG， GIF（只能转成256色）压缩格式，24位色TIFF压缩格式， 24位色TGA压缩格式，得到的文件大小分别为：921,654字 节；17,707字节；177,152字节；923,044字节；768,136字 节。分别计算每种压缩图像的压缩比。（10分） 解：不计算较小的文件头和彩色查找表（LTU）的数据量， 原始图像的数据量为： 640×480×1 byte=307,200 byte。 经转换后各种格式的压缩比如下： 24位色BMP格式： 307,200/921,654=0.333（增加了冗余度） 24位色JPEG格式： 307,200/17,707=17.35 GIF压缩格式： 307,200/177,152=1.73 24位色TIFF压缩格式： 307,200/923,044=0.333（增加了 冗余度） 24位色TGA压缩格式： 307,200/768,136=0.400（增加了冗 余度） █十、用JPEG标准，对于576行×720列的CCIR601建议分辨 率的彩色图像，其亮度分量可分割成多少个子块，而两个 色差分量可分别分割成多少子块？（10分） 解：对于576行×720列的CCIR601建议分辨率的彩色图像， JPEG将其亮度分量分割成（576/8）×（720/8）=6480块。 两个色差分量都可分割成两组：（576/8）×（360/8）=3240 块。 █十一、对下面的图像采用基于区域灰度差进行区域增长， 给出灰度差值 T①＝1；T②＝2；T③＝3三种情况下的分割图像。（10分） 解： 十二、用4连通或8连通准则，判断如下图像中的目标。 (10 分) 1 1 1 0 0 0 0 0 解： 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 X 1) 2) 3) 四邻域：L4 = 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 3 3 0 0 1 1 0 0 3 3 0 0 1 1 0 0 0 3 3 0 0 1 0 0 0 0 3 0 2 0 2 0 0 0 3 0 2 2 2 0 0 3 3 0 2 2 2 0 0 0 0 0 八邻域：L8 = 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 2 2 0 0 1 1 0 0 2 2 0 0 1 1 0 0 0 2 2 0 0 1 0 0 0 0 2 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 1 1 0 0 2 2 0 1 1 1 0 0 0 0 0 数字图像处理期末考题https://www.360docs.net/doc/8d8614129.html,work Information Technology Company.2020YEAR 数字图像处理 一、填空题 1、数字图像的格式有很多种，除GIF格式外，还有 jpg 格式、 tif 格式。 2、图像数据中存在的有时间冗余、空间冗余、结构冗余、信息熵冗余、知识 冗余、视觉冗余。 3、在时域上采样相当于在频域上进行___延拓。 4、二维傅里叶变换的性质___分离性、线性、周期性与共轨对称性、__ 位移性、尺度变换、旋转性、平均值、卷积。（不考） 5、图像中每个基本单元叫做图像元素；在早期用picture表示图像时就称 为像素。 6、在图象处理中认为线性平滑空间滤波器的模板越大,则对噪声的压制越 好 ;但使图像边缘和细节信息损失越多; 反之, 则对噪声的压制不好 ,但对图像的细节等信息保持好。模板越平,则对噪声的压制越好 ,但对图像细节的保持越差;反之,则对噪声的压制不好,但对图像细节和边缘保持较好。 7、哈达玛变换矩阵包括___+1 和___—1 两种矩阵元素。（不要） 8、对数变换的数学表达式是 t = Clog ( 1 + | s | ) 。 9、傅里叶快速算法利用了核函数的___周期性和__对称性。（不要） 10、直方图均衡化的优点是能自动地增强整个图像的对比度。（不要） 二、选择题 ( d )1.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为： a. 0 b.255 c.6 d.8 ( c )2.采用模板［-1 1］主要检测____方向的边缘。 a.水平 b.45 c.垂直 d.135 ( c )3. 下列算法中属于图象平滑处理的是： a.梯度锐化 b.直方图均衡 c. 中值滤波 https://www.360docs.net/doc/8d8614129.html,placian增强( b )4.图象与灰度直方图间的对应关系是： a.一一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 ( a )5.对一幅图像采样后，512*512的数字图像与256*256的数字图像相比较具有的细节。 a.较多 b.较少 c.相同 d.都不对 ( b )6.下列算法中属于点处理的是： 第一章绪论 一.选择题 1.一幅数字图像是：(B) A、一个观测系统； B、一个有许多像素排列而成的实体； C、一个2-D数组中的元素 D、一个3-D空间的场景。 提示：考虑图像和数字图像的定义 2.半调输出技术可以：(B) A、改善图像的空间分辨率； B、改善图像的幅度分辨率； C、利用抖动技术实现； D、消除虚假轮廓现象。 提示：半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率 3.一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：(A) A、256K B、512K C、1M C、2M 提示：表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。 4.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于：(A) A、图像的灰度级数不够多造成的； B、图像的空间分辨率不够高造成； C、图像的灰度级数过多造成的 D、图像的空间分辨率过高造成。 提示：平滑区域内灰度应缓慢变化，但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃，图像中的虚假轮廓最易在平滑区域内产生。 5.数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的：（A） A、图像的幅度分辨率过小； B、图像的幅度分辨率过大； C、图像的空间分辨率过小； D、图像的空间分辨率过大； 提示：图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少 6.以下图像技术中属于图像处理技术的是：（AC）（图像合成输入是数据，图像分类输出 是类别数据） A、图像编码 B、图像合成 C、图像增强 D、图像分类。 提示：对比较狭义的图像处理技术，输入输出都是图像。 二.简答题 1.数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。 2.什么是图像识别与理解？ 3.简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。 4.简述数字图像处理的至少4种应用。 5.简述图像几何变换与图像变换的区别。 解答: 1. ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。 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 数字图像处理与机器视觉 2015-2016期末试卷参考答案南昌大学研究生2015,2016年第2学期期末考试试卷 试卷编号: (开)卷课程名称: 数字图像处理与机器视觉适用班级: 2015级硕士研究生姓名: 学号: 专业: 学院: 机电工程学院考试日期: 题号一二三四五六七八九十总分累分人 签名题分 10 15 15 10 20 30 100 得分 考生注意事项:1、本试卷共4页，请查看试卷中是否有缺页或破损。如有请报告以便更换。 2、使用A4答题纸，注意装订线。 一、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案，并将其 代号填在题前的括号内。每小题1分，共10分) ( b )1.图像与灰度直方图间的对应关系是: a.一一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 ( d )2. 下列算法中属于图象平滑处理的是: a.Hough变换法 b.状态法 c.高通滤波 d. 中值滤波 ( c )3.下列算法中属于图象锐化处理的是: a.局部平均法 b.最均匀平滑法 c.高通滤波 d. 中值滤波 ( d )4. 下列图象边缘增强算子中对噪声最敏感的是: a.梯度算子 b.Prewitt算子 c.Roberts算子 d. Laplacian算子 ( b )5. 下列算法中属于点处理的是: a.梯度锐化 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( d )6.下列算子中利用边缘灰度变化的二阶导数特性检测边缘的是: a.梯度算子 b.Prewitt算子 c.Roberts算子 d. Laplacian算子 ( c )7.将灰度图像转换成二值图像的命令为: a.ind2gray b.ind2rgb c.im2bw d.ind2bw ( d )8.数字图像处理的研究内容不包括: a.图像数字化 b.图像增强 c.图像分割 d.数字图像存储 ( d )9.对一幅100?100像元的图象，若每像元用,bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后图象的压缩比为2:1，则压缩图象的数据量为: a.2500bit b.20000bit c.5000bit d.40000bit ( b )10.图像灰度方差说明了图像哪一个属性: a.平均灰度 b.图像对比度 c.图像整体亮度 d.图像细节 第 1 页 二、填空题(每空1分，共15分) l. 图像处理中常用的两种邻域是 4-邻域和 8-邻域。 2.图象平滑既可在空间域中进行，也可在频率域中进行。 3.常用的灰度内插法有最近邻元法、双线性内插法和三次内插法。 4. 低通滤波法是使高频成分受到抑制而让低频成分顺利通过，从而实现图像平滑。 5.Prewitt边缘检测算子对应的模板是和。 -1 -1 -1 -1 0 1 0 0 0 -1 0 1 1 1 1 -1 0 1 (不分先后) 6.图像压缩系统是有编码器和解码器两个截然不同的结构块组成的。 7.灰度直方图的纵坐标是该灰度出现的频率。 8.依据图象的保真度，图象编码可分为无失真(无损)编码和有失真(有损)编码两 种。 1、 数字图像 数字图像是指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像 素(pixel)。 2、 数字图像处理 指用数字计算机及其它有关数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预想H 的的技术. 3、 灰度直方图 灰度玄方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。 4、 中值滤波 屮值滤波是指将当前像元的窗口(或领域)屮所冇像元灰度由小到大进行排序，屮间值作为当前像元 的输出值。 5、 像素的邻域 邻域是指一个像元(x, y)的邻近(周围)形成的像元集合。即{ (x=p,y=q) }p> q 为任意整数。 6、 图像锐化：图像锐化是增强图象的边缘或轮廓。 7、 灰度共生矩阵：从图象灰度为i 的像元出发，沿某一方向0、距离为d 的像元灰度为j 同时出现的概率 P(i, j, 0,d),这样构成的矩阵称灰度共生矩阵。 8?无失真编码：无失真编码是指圧缩图象经解压可以恢复原图象，没有任何信息损失的编码技术。 9、像素的四邻域 像素 p (X, y)的 4-邻域是:(x+1, y), (x-1, y) , (x, y+1), (x, y-1) )1. 一幅灰度级均匀分布的图象，英灰度范禺在［0, a. 5 b. 4 c. 5.83 d. 6.24 (C )6.下列算法中属于图象平滑处理的是： a.梯度锐化 b.直方图均衡 c.中值滤波 d. Laplacian 增强 (b )7.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是： a.梯度算子 b. Prewitt 算子 c. Roberts 算子 d. Laplacian 算子 (c )8.采用模板［-1 1］主要检测—方向的边缘。 a.水平 b. 45° c ?垂直 d. 135° (d )9.-值图象中分支点的连接数为： a. 0 b. 1 c. 2 d. 3 (a )10.对一幅100x100像元的图象，若每像元用8 bit 表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数 据屋为 40000bit,则图象的压缩比为： 一.填空题(每空1分，共15分) 1 ?图像锐化除了在空间域进行外.也可在 频率域 进行。 2?图像处理中常用的两种邻域是 4-邻域 和 8-邻域 。 3.直方图修正法包括 直方图均衡 和 直方图规定化 两种方法。 4?常用的灰度内插法有 最近邻元法 、 双线性内插法 和 (双)三次内插法 。 5.多年来建立了许多纹理分析法，这些方法大体可分为 统计分析法 和结构分析法两大类。 6?低通滤波法是使 高频成分 受到抑制而让低频成分 顺利通过,从而实现图像平滑。 7.Sobel (以下两个表格) 8?—般来说，釆样间距越大，图象数抓量少，质量差；反之亦然。 (7)1.灰度玄方图能反映一幅图像各灰度级像元占图像的面积比。 255］,则该图象的信息量为: a. 0 b. 255 c. 6 (b )2.图象与灰度直方图间的对应关系是： a. 一一对应 b.多对一 c ?一对多 (d )3.下列算法中属于局部处理的是： a.灰度线性变换 b.二值化 c ?傅立叶变换 (b )4.下列算法中属于点处理的是： a.梯度锐化 b.二值化 c ?傅立叶变换 d. 8 d ?都不对 d ?中值滤 波 d )5. 一曲线的方向链码为12345, 则曲线的长度为 a. 2:1 b. 3:1 c.4:l d. 1:2 2 0 0 1 2 1 3 F IJ E □ d 1、数字图像：指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后，每个小块区域称为像素（pixel）。 数字图像处理：指用数字计算机及其它有关数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预想目的的技术. 2、8-连通的定义：对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。 3、灰度直方图：指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。 4、中值滤波：指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。 像素的邻域 邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。即{（x=p,y=q）}p、q为任意整数。 像素的四邻域 像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1) 三、简答题( 每小题10分,本题共30 分 )： 1. 举例说明直方图均衡化的基本步骤。 直方图均衡化是通过灰度变换将一幅图象转换为另一幅具有均衡直方图，即在每个灰度级上都具有相同的象素点数的过程。 直方图均衡化变换：设灰度变换s=f(r)为斜率有限的非减连续可微函数，它将输入图象Ii(x，y)转换为输出图象Io(x，y)，输入图象的直方图为Hi(r)，输出图象的直方图为Ho(s)，则根据直方图的含义，经过灰度变换后对应的小面积元相等：Ho(s)ds=Hi(r)dr 直方图修正的例子 假设有一幅图像，共有6 4(6 4个象素，8个灰度级，进行直方图均衡化处理。 根据公式可得：s2=0.19+0.25+0.2l=0.65，s3=0.19+0.25+0.2l+0.16=0.8l，s4=0.89,s5=0.95，s6=0.98，s7=1．00 由于这里只取8个等间距的灰度级，变换后的s值也只能选择最靠近的一个灰度级的值。因此，根据上述计算值可近似地选取： S0≈1／7，s 1≈3／7，s2≈5／7，s3≈6／7，s4≈6／7，s5≈1，s6≈l，s7≈1。 可见，新图像将只有5个不同的灰度等级，于是我们可以重新定义其符号： S0’=l／7，s1’=3／7，s2’=5／7，s3’=6／7，s4’=l。 因为由rO=0经变换映射到sO=1／7，所以有n0=790个象素取sO这个灰度值；由rl=3／7映射到sl=3／7，所以有1 02 3个象素取s 1这一灰度值；依次类推，有850个象素取s2=5／7这一灰度值；由于r3和r4均映射到s3=6／7这一灰度值，所以有656+329=98 5个象素都取这一灰度值；同理，有245+1 22+81=448个象素都取s4=1这一灰度值。上述值除以n=4096，便可以得到新的直方图。 2. 简述JPEG的压缩过程，并说明压缩的有关步骤中分别减少了哪种冗余？ 答：分块－＞颜色空间转换－＞零偏置转换－＞DCT变换－＞量化－＞符号编码。颜色空间转换，减少了心理视觉冗余；零偏置转换，减少了编码冗余；量化减少了心理视觉冗余；符号编码由于是霍夫曼编码加行程编码，因此即减少了编码冗余（霍夫曼编码）又减少了像素冗余（行程编码）。 ＪＰＥＧ2000的过程：图像分片、直流电平（DC）位移，分量变换，离散小波变换、量化，熵编码。3、Canny边缘检测器 答：Canny边缘检测器是使用函数edge的最有效边缘检测器。该方法总结如下：1、图像使用带有指定标准偏差σ的高斯滤波器来平滑，从而可以减少噪声。2、在每一点处计算局部梯度g（x,y）=[G2x+G2y]1/2 和边缘方向α（x,y）=arctan（Gy/Gx）。边缘点定义为梯度方向上其强度局部最大的点。3、第2条中确定的边缘点会导致梯度幅度图像中出现脊。然后，算法追踪所有脊的顶部，并将所有不在脊的顶部的像素设为零，以便在输出中给出一条细线，这就是众所周知的非最大值抑制处理。脊像素使用两个阈值T1和T2做阈值处理，其中T1数字图像处理期末复习题
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