数字图像处理与分析实验9 综合练习(一)_参考答案
(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》习题参考答案

1《数字图像处理》 习题参考答案第1章概述1.1连续图像和数字图像如何相互转换?答:数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。
这样,数字图像可以用二维矩阵表示。
将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像 (连续图像)信号,再由模拟 /数字转化器(ADC )得到原始的数字图像信号。
图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。
在空间将连续坐标过程称为离散化,而进一步将图像的幅度值(可能是灰度或色彩)整数化的过程称为量化。
1.2采用数字图像处理有何优点?答:数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点:1 •具有数字信号处理技术共有的特点。
(1)处理精度高。
(2)重现性能好。
(3)灵活性高。
2•数字图像处理后的图像是供人观察和评价的,也可能作为机器视觉的预处理结果。
3•数字图像处理技术适用面宽。
4 •数字图像处理技术综合性强。
1.3数字图像处理主要包括哪些研究内容?答:图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理,它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的 图像。
1.4讨论数字图像处理系统的组成。
列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。
答:如图1.8,数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的 信息系统。
图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。
图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备(微计算机) 、图像存储器、图像输出设备等组成。
软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。
1.5 常见的数字图像处理开发工具有哪些?各有什么特点?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t+W<住《l 塁希碎«IUIMEH 鼻爭■图1.8数字图像处理系统结构图处理工具箱(Image Processing Tool box )。
数字图像处理试题和答案解析

《数字图像处理》试题及答案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分答:B感觉更亮一些。
<5分,给出相对亮度概念即可给分>因为目标比背景暗,所以越大,感觉越暗,所以A更暗,即B更亮一些。
〔5分2、给出一维连续图像函数傅里叶变换的定义,并描述空间频率的概念。
〔10分答:1一维连续图像函数的傅立叶变换定义为:〔5分2空间频率是指单位长度内亮度作周期变化的次数。
〔2分对于傅立叶变换基函数,考虑的最大值直线在坐标轴上的截距为,则表示空间周期,即为空间频率。
〔3分3、已知的图像数据如图所示,请计算:〔15分a 、的离散傅里叶变换;b、的哈德玛变换。
题3图答:1令,则,〔5分2〔3分则哈德玛变换为〔3分4、写出频域拉普拉斯算子的传递函数,并说明掩模矩阵对图像的卷积与拉普拉斯算子对图像运算结果之间的关系。
〔15分答:1F=F=F=F+F〔6分2相当于原图像与拉普拉斯算子运算之差〔3分。
因为拉式算子:〔2分所以:=-〔4分5、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分题5图答:均值滤波:〔2分中值滤波:〔2分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。
〔5分均值滤波:〔3分中值滤波:〔3分6、写出图像退化/复原的总体模型;利用线性系统的相关知识,推导线性空不变条件下连续图像函数的退化模型。
〔10分答:〔5分线性系统中:其中为系统H的冲激响应。
又空不变系统,则〔5分7、如图,X是待处理图像,黑点代表目标,白点代表背景;B是结构元素,原点在中心。
试分别给出B对X做开运算和闭运算的结果〔在图中涂黑目标点即可。
〔10分〔开运算和闭运算各5分题7图8、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。
《数字图像处理》习题参考答案

《数字图像处理》习题参考答案第1 章概述连续图像和数字图像如何相互转换答:数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。
这样,数字图像可以用二维矩阵表示。
将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像(连续图像)信号,再由模拟/数字转化器(ADC)得到原始的数字图像信号。
图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。
在空间将连续坐标过程称为离散化,而进一步将图像的幅度值(可能是灰度或色彩)整数化的过程称为量化。
#采用数字图像处理有何优点答:数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点:1.具有数字信号处理技术共有的特点。
(1)处理精度高。
(2)重现性能好。
(3)灵活性高。
2.数字图像处理后的图像是供人观察和评价的,也可能作为机器视觉的预处理结果。
3.数字图像处理技术适用面宽。
4.数字图像处理技术综合性强。
数字图像处理主要包括哪些研究内容答:图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理,它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。
]讨论数字图像处理系统的组成。
列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。
答:如图,数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的信息系统。
图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。
图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备(微计算机)、图像存储器、图像输出设备等组成。
软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。
$图数字图像处理系统结构图1常见的数字图像处理开发工具有哪些各有什么特点答.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。
(完整版)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。
数字图像处理练习题答案解析

1B、2C、3A、4D、5C、6A、7D、8A、9D、10A
二、判断题(正确的打√,错误的打×。
1、√
2、√
3、×
4、×
5、√
6、√
7、×
8、×
9、× 10、√
三、
(1策略可以分为两种。一种是将一幅彩色图像看作三幅分量图像的组合体,在处理过程中先对每幅图像单独处理,再将处理结果合成为彩色图像。另一种是将一幅彩色图像中的每个象素看作具有三个属性值,即属性现在为一个矢量,需利用对矢量的表达方法进行处理。
1C、2A、3B、4A、5C、6A、7B、8A、9C、10B
二、判断题(正确的打√,错误的打╳。
1、√
2、×
3、√
4、×
5、×
6、√
7、√
8、×
9、× 10、×
三、
(1水印嵌入如下图所示。
首先对图像在空域和频域进行分类,将图象块分为三类:①具有低亮度且纹理简单的块(嵌入较少水印;②具有高亮度且纹理复杂的块(嵌入较多水印;③其它块(嵌入量适中;
④计算可能的水印和原嵌入水ห้องสมุดไป่ตู้的相关性,并作出判断。
六、
答:主要采用半调技术,分为幅度调制和频率调制两种。
幅度调制是通过调整输出黑点的尺寸来显示不同的灰度。具体实现是在每个象素位置打印一个与其灰度反比的黑圆点,即在亮的图像区域打印的点小,而在暗的区域打印的点大。当点足够小,观察举例足够远时,人眼就不容易分辨各个小点,而得到比较连续平滑的灰度图像。
对图像,(y x g和,(1y x b进行2α混合得,(1(,(,(1222y x b a y x g a y x b -+=。即图像(c隐藏在(b后,又将新的图像隐藏到(a中。
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。
数字图像处理试题及参考答案

一、填空题(每题1分,共15分)1、列举数字图像处理的三个应用领域 医学 、天文学 、 军事2、存储一幅大小为10241024⨯,256个灰度级的图像,需要 8M bit 。
3、亮度鉴别实验表明,韦伯比越大,则亮度鉴别能力越 差 。
4、直方图均衡化适用于增强直方图呈 尖峰 分布的图像。
5、依据图像的保真度,图像压缩可分为 无损压缩 和 有损压缩6、图像压缩是建立在图像存在 编码冗余 、 像素间冗余 、 心理视觉冗余 三种冗余基础上。
7、对于彩色图像,通常用以区别颜色的特性是 色调 、 饱和度 亮度 。
8、对于拉普拉斯算子运算过程中图像出现负值的情况,写出一种标定方法:m i n m a x m i ((,))*255/()g x y g g g -- 二、选择题(每题2分,共20分) 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 、RGB B 、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。
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实验9 综合练习(一)
实验目的:
1.对需要进行处理的图像分析,正确运用所学的知识,采用
正确的步骤,对图像进行各类处理,以得到令人满意的图
像效果。
实验内容:
1.将bone_scan.jpg图像文件读入Matlab,按照以下步骤对
其进行处理:
a)用带对角线的Laplacian对其处理,以增强边缘。
W1=[-1 -1 -1
-1 8 -1
-1 -1 -1]
b)用imadd函数叠加原始图像,可以看出边界增强了,但
噪声增强了,应想法降低。
c)对原图像进行Sobel滤波。
(用fspecial生成)
d)并用imfilter对(c)的结果进行5×5邻域平均,以减
少噪声。
e)用immultiply函数处理经(b)步骤和(d)步骤处理
后的图像,噪声得以减少。
f)最后用imadjust函数做幂次灰度变换,以增强dynamic
range。
(多试几次,参考:γ取0.5)
要求用imshow函数显示经每一步处理后的图像,比对效果。
参考程序与处理结果
========================================================= =============
%Enhancing a image of whole body bone scan by combining various spatial
% enhancement methods, the strategies is as following:
% ========================================================
% 1. Utilize the Laplacian to highlight fine detail
% 2. Utilize the gradient to enhance prominent edges
% 3. Combine Laplacian and gradient to get the detail-enhanced and noise-compressed image % 4. Increase the contrast of low gray levels by using a gray-level transformation.
% ==========================================================
% The original image named 'Fig0306(a)(bone-scan).tif' is under the
% directory: J:\course teaching\ҽѧͼÏñ´¦Àí\ʵÑé\ʾÀýͼÏñ
% Copyright by Huang zhongchao, July 16, 2006
clear all;
close all;
f = imread('J:\course teaching\ҽѧͼÏñ´¦Àí\ʵÑé\ʾÀýͼÏñ\Fig0306(a)(bone-scan).tif');
f1 = im2double(f);
h1 = fspecial('sobel'); % or directly type h=[-1 -2 -1;0 0 0;1 2 1];
g1 = imfilter(f1,h1);
subplot(121);imshow(f);
title('the original image');
%b1 = mat2gray(g1);
subplot(122);imshow(g1);
title('the Sobel gradient');
h2 = fspecial('average',5) ; %procducing a averageing filter
g2 = imfilter(g1,h2);
figure(2);
subplot(121);imshow(g2);
title(' the smoothed gradient image');
h3 = [-1 -1 -1; -1 8 -1;-1 -1 -1]; % Laplacian mask
g3 =imfilter(f1,h3);
%b2 = mat2gray(g3);
subplot(122);imshow(g3);
title('the Laplacian image');
g4 = g3+f1;
figure(3);
subplot(121);imshow(g4)
title('sharped image by adding laplacian filtered and original image');
g5 = g4.* g2;
subplot(122);imshow(g5);
title('the product of smoothed gradient and Laplacian image');
g6 = g5+f1;
figure(4);
subplot(121);imshow(g6);
title('the sum of product and original image');
% constrast spreading by power-law transformation with r=0.5 and c=1;
gamma = 0.5;
c = 1;
g7 = c.*g6.^gamma;
figure(4);
subplot(122);imshow(g7);
title('the end result by combining the sharping and gradient operation');
========================================================= =============
运行结果参考:。