中山大学数字图像处理作业答案
(完整版)数字图像处理简答题及答案
数字图像处理简答题及答案简答题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。
6、图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。
7、图像量化时，如果量化级比较小会出现什么现象？为什么？8、简述二值图像与彩色图像的区别。
9、简述二值图像与灰度图像的区别。
10、简述灰度图像与彩色图像的区别。
11、简述直角坐标系中图像旋转的过程。
12、如何解决直角坐标系中图像旋转过程中产生的图像空穴问题？13、举例说明使用邻近行插值法进行空穴填充的过程。
14、举例说明使用均值插值法进行空穴填充的过程。
15、均值滤波器对高斯噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。
16、简述均值滤波器对椒盐噪声的滤波原理，并进行效果分析。
17、中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。
18、使用中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？19、使用均值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？20、写出腐蚀运算的处理过程。
21、写出膨胀运算的处理过程。
22、为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示？23、简述白平衡方法的主要原理。
24、YUV表色系的优点是什么？25、请简述快速傅里叶变换的原理。
26、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。
27、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。
28、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。
29、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=01e=11 a=10 b=001 c=0001 d=0000。
数字图像处理-作业题及部分答案解析
数字图像处理-作业题及部分答案解析1.数字图像与连续图像相比具有哪些优点?连续图像f(x,y与数字图像I(c,r中各量的含义是什么?它们有何联系和区别? (To be compared with an analog image, what are the advantages of a digital image? Let f(x,y be an analog image,I(r, c be a digital image, please give explanation and comparison for defined variables: f/I, x/r,and y/c2.图像处理可分为哪三个阶段? 它们是如何划分的?各有什么特点?(We can divide "imageprocessing"into 3 stages,what are they? how they are divided?What are their features?答:低级处理---低层操作,强调图像之间的变换,是一个从图像到图像的过程;中级处理---中层操作,主要对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,从而建立对图像的描述,是一个从图像到数值或符号的过程;高级处理---高层操作,研究图像中各目标的性质和相互联系,得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释;3.试从结构和功能等角度分析人类视觉中最基本的几个要素是什么?什么是马赫带效应? 什么是同时对比度?它们反映了什么共同问题? (According to the structure and function of the eyes,what are the basic elements in human vision? What is the Mach Band Effect? What is Simultaneous Contrast? What common facts can we infer from both Mach Band Effect and Simultaneous Contrast?答:人的视觉系统趋向于过高或过低估计不同亮度区域边界的现象称为“马赫带”效应;同时对比度指的是人的视觉系统对某个区域感觉到的亮度除了依赖于它本身的强度,还与背景有关.马赫带效应和同时对比度现象表明人所感觉到的亮度并不是强度的简单函数.4.比较说明像素邻域、连接、通路以及连通基本概念的联系与区别。
数字图像处理期末考试A卷试题答案
中山大学软件学院2007 级软件工程专业(2009秋季学期)《数字图像处理》期末试题答案(A)第一部分（闭卷）45分钟1、简要回答下列问题（10分）：（a ） 试给出一个理由，说明伪彩色图像处理的必要性A: 人眼对色彩的敏感程度要远远高于对灰度级别的敏感程度（b ） 一彩色打印机打印出来的照片的色彩和显示器上显示的色彩不一样，请给出至少1个可能的理由。
A ：○1光线的色彩范围和颜料的色彩范围不同，有些光线的颜色颜料不能表示；○2原料和工艺的差别 （c ） 令图像),(y x f 的灰度范围为[50, 80]，我们希望作一个线性变换，使得变换后图像),(y x g 的灰度值范围为[20，180]，请写出),(y x g 与),(y x f 之间存在的变换公式。
A ：20]50),([31620]50),([508020180),(+−=+−−−=y x f y x f y x g （d ） 一幅256×256的彩色图像，若R 、G 、B 三个颜色平面的强度级别均为256，则存储它所需的存储空间大小是多少？A ：256×256×8×3=3×219=1.5Mbits2、（7分）写出一个使用形态学(Morphological)算法提取边缘的方法，并用该方法提取下图A 的边缘，给出步骤并画出结果图。
题2图A ：如下图所示集合A 的边界表示为)(A β，它可以通过先由B 对A 腐蚀，而后用A 减去腐蚀结果而得到，即：)()(B A A A Θ−=β3、（8分）假设一幅数字图像上带有随机加性噪声，而我们对这幅图像的拍摄信息一无所知。
请设计一个方案用来判断噪声模型（简要说明步骤）。
如图为一幅16级灰度的图像。
请写出3x3的均值滤波器和3x3的中值滤波器；并给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）。
题3图答：○1在图像的平坦区域取一小块子图像做直方图，与已有的噪声模型作对比 ○2均值滤波：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111111191 中值滤波：],,,[),(921x x x Median y x g L =均值滤波可以去除突然变化的点噪声，从而滤除一定的噪声，但其代价是图像有一定程度的模糊；中值滤波容易去除孤立的点、线噪声，同时保持图像的边缘。
(完整版)数字图像处理每章课后题参考答案
数字图像处理每章课后题参考答案第一章和第二章作业：1.简述数字图像处理的研究内容。
2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？3.列举并简述常用表色系。
1.简述数字图像处理的研究内容？答：数字图像处理的主要研究内容，根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面，将这几个方面展开，具体有以下的研究方向：1.图像数字化，2.图像增强，3.图像几何变换，4.图像恢复，5.图像重建，6.图像隐藏，7.图像变换，8.图像编码，9.图像识别与理解。
2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？答：图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。
根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同，图像工程可分为三个层次：图像处理、图像分析、图像理解。
图像处理着重强调在图像之间进行的变换。
比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。
图像处理主要在图像的像素级上进行处理，处理的数据量非常大。
图像分析则主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。
图像分析处于中层，分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。
图像理解的重点是进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行为。
图像理解主要描述高层的操作，基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策，其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。
第三章图像基本概念1.图像量化时，如果量化级比较小时会出现什么现象？为什么？答：当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时，采用比较低的量化级数，则这类图像会在画面上产生伪轮廓（即原始场景中不存在的轮廓）。
数字图像处理部分课后习题参考答案
第一章1.连续图像中，图像为一个二维平面，(x,y)图像中的任意一点，f（x,y）为图像于(x,y)于处的值。
连续图像中，(x,y)的取值是连续的，f(x,y)也是连续的数字图像中，图像为一个由有限行有限列组成的二维平面，（i,j)为平面中的任意一点，g（i,j)则为图像在（i,j)处的灰度值，数字图像中，（i,j) 的取值是不连续的，只能取整数，对应第i行j列,g（i,j) 也是不连续的，表示图像i行j列处图像灰度值。
联系：数字图像g(i,j)是对连续图像f(x,y)经过采样和量化这两个步骤得到的。
其中g(i,j)=f(x,y)|x=i,y=j2. 图像工程的内容可分为图像处理、图像分析和图像理解三个层次，这三个层次既有联系又有区别，如下图所示。
图像处理的重点是图像之间进行的变换。
尽管人们常用图像处理泛指各种图像技术，但比较狭义的图像处理主要是对图像进行各种加工，以改善图像的视觉效果并为自动识别奠定基础，或对图像进行压缩编码以减少所需存储空间图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息，从而建立对图像的描述。
如果说图像处理是一个从图像到图像的过程，则图像分析是一个从图像到数据的过程。
这里的数据可以是目标特征的测量结果，或是基于测量的符号表示，它们描述了目标的特点和性质。
图像理解的重点是在图像分析的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行动。
如果说图像分析主要以观察者为中心来研究客观世界，那么图像理解在一定程度上是以客观世界为中心，借助知识、经验等来把握整个客观世界(包括没有直接观察到的事物)的。
联系：图像处理、图像分析和图像理解处在三个抽象程度和数据量各有特点的不同层次上。
图像处理是比较低层的操作，它主要在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大。
图像分析则进入了中层，分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式的描述。
完整版数字图像处理作业题及部分答案
1.数字图像与连续图像相比具有哪些优点?连续图像f(x,y)与数字图像I(c,r)中各量的含义是什么?它们有何联系和区别? (To be compared with an analog image, what are the advantagesof a digital image? Let f(x,y) be an analog image, I(r, c) be a digital image, please giveexplanation and comparison for defined variables: f/I, x/r, and y/c)2.图像处理可分为哪三个阶段? 它们是如何划分的？各有什么特点? (We can divide image processing into 3 stages, what are they? how they are divided? What are their features?)答：低级处理---低层操作,强调图像之间的变换,是一个从图像到图像的过程;中级处理---中层操作,主要对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,从而建立对图像的描述,是一个从图像到数值或符号的过程;高级处理---高层操作,研究图像中各目标的性质和相互联系,得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释;3.试从结构和功能等角度分析人类视觉中最基本的几个要素是什么?什么是马赫带效应? 什么是同时对比度?它们反映了什么共同问题? (According to the structure and function of theeyes, what are the basic elements in human vision? What is the Mach Band Effect? What is Simultaneous Contrast? What common facts can we infer from both Mach Band Effect and Simultaneous Contrast?)答：人的视觉系统趋向于过高或过低估计不同亮度区域边界的现象称为“马赫带”效应;同时对比度指的是人的视觉系统对某个区域感觉到的亮度除了依赖于它本身的强度,还与背景有关. 马赫带效应和同时对比度现象表明人所感觉到的亮度并不是强度的简单函数.4.比较说明像素邻域、连接、通路以及连通基本概念的联系与区别。
（完整版）数字图像处理课后题答案
（完整版）数字图像处理课后题答案1. 图像处理的主要⽅法分⼏⼤类?答：图字图像处理⽅法分为⼤两类：空间域处理（空域法）和变换域处理（频域法）。
空域法：直接对获取的数字图像进⾏处理。
频域法：对先对获取的数字图像进⾏正交变换，得到变换系数阵列，然后再进⾏处理，最后再逆变换到空间域，得到图像的处理结果2. 图像处理的主要内容是什么?答：图形数字化（图像获取）：把连续图像⽤⼀组数字表⽰，便于⽤计算机分析处理。
图像变换：对图像进⾏正交变换，以便进⾏处理。
图像增强：对图像的某些特征进⾏强调或锐化⽽不增加图像的相关数据。
图像复原：去除图像中的噪声⼲扰和模糊，恢复图像的客观⾯⽬。
图像编码：在满⾜⼀定的图形质量要求下对图像进⾏编码，可以压缩表⽰图像的数据。
图像分析：对图像中感兴趣的⽬标进⾏检测和测量，从⽽获得所需的客观信息。
图像识别：找到图像的特征，以便进⼀步处理。
图像理解：在图像分析的基础上得出对图像内容含义的理解及解释，从⽽指导和规划⾏为。
3. 名词解释：灰度、像素、图像分辨率、图像深度、图像数据量。
答：像素：在卫星图像上，由卫星传感器记录下的最⼩的分⽴要素(有空间分量和谱分量两种)。
通常，表⽰图像的⼆维数组是连续的，将连续参数 x,y ，和 f 取离散值后，图像被分割成很多⼩的⽹格，每个⽹格即为像素图像分辨率：指对原始图像的采样分辨率，即图像⽔平或垂直⽅向单位长度上所包含的采样点数。
单位是“像素点/单位长度”图像深度是指存储每个像素所⽤的位数,也⽤于量度图像的⾊彩分辨率.图像深度确定彩⾊图像的每个像素可能有的颜⾊数,或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数.它决定了彩⾊图像中可出现的最多颜⾊数,或灰度图像中的最⼤灰度等级（图像深度：位图图像中，各像素点的亮度或⾊彩信息⽤⼆进制数位来表⽰，这⼀数据位的位数即为像素深度，也叫图像深度。
图像深度越深，能够表现的颜⾊数量越多，图像的⾊彩也越丰富。
）图像数据量：图像数据量是⼀幅图像的总像素点数⽬与每个像素点所需字节数的乘积。
《数字图像处理》复习大作业及答案
20XX年上学期《数字图像处理》复习大作业及参考答案=====================================================一、选择题（共20题）1、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2、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3、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型（ A ）A、RGBB、CMY或CMYKC、HSID、HSV4、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D.135︒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10、图象与灰度直方图间的对应关系是 B __A.一一对应B.多对一C.一对多D.都不11、下列算法中属于图象锐化处理的是：CA.低通滤波B.加权平均法C.高通滤D. 中值滤波12、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、256KB、512KC、1M C、2M13、噪声有以下某一种特性（ D ）A、只含有高频分量B、其频率总覆盖整个频谱C、等宽的频率间隔内有相同的能量D、总有一定的随机性14. 利用直方图取单阈值方法进行图像分割时：（B）a.图像中应仅有一个目标b.图像直方图应有两个峰c.图像中目标和背景应一样大d. 图像中目标灰度应比背景大15. 在单变量变换增强中，最容易让人感到图像内容发生变化的是（ C ）A亮度增强觉B饱和度增强C色调增强D不一定哪种增强16、利用平滑滤波器可对图像进行低通滤波，消除噪声，但同时模糊了细节。
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Problem 3.18
(a)分布在图像背景上的孤立的亮和暗的像素团块，当它们小于中值滤 波器区域的一半时，经过中值滤波器处理后会被滤除。假定滤波器尺 寸为n×n，n为奇数，请解释这种现象的原因。 (b)考虑一幅有不同像素团块的图像，假设在一个团块内的所有像素点 都比背景亮或者暗，并且每个团块的尺寸不大于n2/2.试求n符合什么 条件时，有一个或多个这样的团块像（a）中所述的那样不再孤立。
Problem 3.5
11110000
Problem 3.5
00001111
Problem 3.7
nk pr ( k ) n
k
k 0,1, , L 1
k
sk T (rk ) ( L 1) pr (rj ) ( L 1)
j 0 j 0
nj n
sk
tk T (sk ) ( L 1) ps (s j ) ( L 1)
两个图像子集S1和S2如下图所示。对于V={1}，确定这两个子集是否为 (a) 4邻接，(b) 8邻接，还是 (c) m邻接。
(a)不是 4邻接的 (a)是 8邻接的 (a)是 m邻接的
Problem 2.23
(a)
(b)
Fig. 2.31
A
(A
B
C
B) ( B C ) ( A C )
( B A C ) ( A C B)
(a) 在n×n的中值滤波器掩模下一共有n2个像素。因为n为奇数，那么假 设中值为 ，则有 个像素小于或等于 ，同样有 个像素大于或等于 。 而图像中孤立的亮和暗的团块像素数量A少于滤波器的一半，因此 。因 此即使在极端的情况下，即中值滤波器下面包含一个完整的亮的或者暗 的团块，团块中的任何一个像素值也不可能成为滤波器的中值。因此如 果滤波器中心点像素为团块中的一个像素，那么它将被中值替换掉。 (b)n为奇数
Problem 2.1
0.0013
x d 150 x d x 0.0279 mm 0.3 0.014 7
Problem 2.6
Q：汽车制造商使用机器人为跑车配装保险杠，为了选择合适的保险杠
部件需要知道每辆车的颜色。模型仅用4种颜色：蓝、绿、红和白。请提 出一个基于成像的解决方案。怎样解决自动决定每辆车颜色的问题？请记 住，在选择部件时是最主要的考虑因素。
Problem 2.9
数字数据传输通常用波特率度量，其定义为每秒钟传输的比特数。通 常的传输是一个开始比特、一个字节（8bits）的信息和一个停止比特组成 的包完成的。基于这个概念回答下列问题： (a)用 33.6K 波特的modem传输一幅2048×2048、256级灰度的图像要花 费几分钟？ (b)以 3000K 波特传输要用多少时间？
j 0 j Hale Waihona Puke 0kknj n
Problem 3.18
(a)分布在图像背景上的孤立的亮和暗的像素团块，当它们小于中值滤 波器区域的一半时，经过中值滤波器处理后会被滤除。假定滤波器尺 寸为n×n，n为奇数，请解释这种现象的原因。 (b)考虑一幅有不同像素团块的图像，假设在一个团块内的所有像素点 都比背景亮或者暗，并且每个团块的尺寸不大于n2/2.试求n符合什么 条件时，有一个或多个这样的团块像（a）中所述的那样不再孤立。
Problem 3.5
(a) 如果将图像的低阶比特面设为0，对一幅图像的直方图有何影响？ (b) 如果将图像的高阶比特面设置为0，对图像的直方图又有何影响？
(a)灰度级别的数量将会减少，导致直方图组件数量减少。因 为像素的总数不会改变，这样导致某些直方图增高； (b)灰度级别数量减少，导致直方图数量减少，某些直方图 增高，并且直方图整体向左偏移，图像整体亮度降低。
Problem 3.21
以下三幅图像时分别通过n=23、25和45的方形均值掩模 处理后的模糊图像。请解释这一现象。
Thanks
A：一种方案是：装配一个单色摄像头，然后依次在镜头下面放置红、 绿、蓝色的滤光镜，放置哪种颜色滤光镜时的响应最强烈，车辆就是哪种 颜色，如果三种颜色都响应很大，则为白色。 一种更快判断颜色的方案是，配置三个单色相机，分别附带红绿蓝三 种滤光镜，哪个相机响应最强烈即为哪种颜色，三个相机响应等很强烈， 则为白色。这种方案成本高于前一种方案。
习题讲解
李璜 2012.10.25
Problem 2.1
Problem 2.1
1.5 1.7671 中央凹的面积： 2
锥状体个数： 337,000
2
4 1.7671 每个锥状体直径： 337000
d 0.0013
d 2
2
图像总大小
2 2048 (8 2) 41943040 bit
33.6Kbps = 33600 bps 3000Kbps = 3000,000 bps
41943040 20 .805 min 33600 60
41943040 0.2330 min 3000000 60
Problem 2.11