数字图像处理-作业题及部分答案解析演示教学
《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 ）。
数字图像处理第二章课后习题及中文版解答
数字图像处理(冈萨雷斯版，第二版)课后习题及解答(部分)Ch 22.1使用2.1节提供的背景信息，并采用纯几何方法，如果纸上的打印点离眼睛0.2m 远，估计眼睛能辨别的最小打印点的直径。
为了简明起见，假定当在黄斑处的像点变得远比视网膜区域的接收器（锥状体）直径小的时候，视觉系统已经不能检测到该点。
进一步假定黄斑可用1.5mm × 1.5mm 的方阵模型化，并且杆状体和锥状体间的空间在该阵列上的均匀分布。
解：对应点的视网膜图像的直径x 可通过如下图题2.1所示的相似三角形几何关系得到，即()()220.20.014d x = 解得x =0.07d 。
根据2.1节内容，我们知道：如果把黄斑想象为一个有337000个成像单元的正方形传感器阵列，它转换成一个大小580×580成像单元的阵列。
假设成像单元之间的间距相等，这表明在总长为1.5 mm 的一条线上有580个成像单元和579个成像单元间隔。
则每个成像单元和成像单元间隔的大小为s =[(1.5 mm)/1159]=1.3×10-6 m 。
如果在黄斑上的成像点的大小是小于一个可分辨的成像单元，在我们可以认为改点对于眼睛来说不可见。
换句话说，眼睛不能检测到以下直径的点：x =0.07d<1.3×10-6m ，即d <18.6×10-6 m 。
下图附带解释：因为眼睛对近处的物体聚焦时，肌肉会使晶状体变得较厚，折射能力也相对提高，此时物体离眼睛距离0.2 m ，相对较近。
而当晶状体的折射能力由最小变到最大时，晶状体的聚焦中心与视网膜的距离由17 mm 缩小到14 mm ，所以此图中选取14mm(原书图2.3选取的是17 mm)。
图 题2.12.2 当在白天进入一个黑暗的剧场时，在能看清并找到空座位时要用一段时间适应，2.1节(视觉感知要素)描述的视觉过程在这种情况下起什么作用？解：根据人眼的亮度适应性，1）由于户外与剧场亮度差异很大，因此当人进入一个黑暗的剧场时，无法适应如此大的亮度差异，在剧场中什么也看不见；2）人眼不断调节亮度适应范围，逐渐的将视觉亮度中心调整到剧场的亮度范围，因此又可以看见、分清场景中的物体了。
数字图像处理课程作业答案(课堂PPT)
Homework 2
• A4 为什么彩色图像的压缩比通常比灰度图像大 ？
• 答：因为人眼对彩色细节的分辨能力远比对亮 度细节的分辨能力低，故通常彩色图像压缩采 用YCbCr 4:2:2和4:2:0 ITU-R BT.601 色度子取 样格式。通过色度子取样，各分量信号压缩之 前分别达到1.5:1和2:1的压缩比
4
Homework 1
21. 何为RGB模型？ 答：图像的采集和电子显示使用RGB 模型。在
RGB 模型中，每种颜色的主要光谱中都有红、 绿、蓝的成分。这种模型基于Cartesian（笛卡 尔）坐标系统。RGB模型中的三基色是红（R）、 绿（G）、蓝（B）。RGB 模型是用相加混色原 理产生彩色图像的。
2
Homework 1
7. 数字图像处理有哪些应用？
答：数字图像处理的应用越来越广，已经渗透到 工程、工业、医疗保健、航空航天、军事、科 研、安全保卫、日常生活等各个方面，在国计 民生及国民经济中发挥越来越大的作用。具体 应用领域可粗略概括在下表中。
学科 物理、化学 生物、医学
环境保护 地质
应用内容
1
Homework 1
3. 数字图像处理的主要内容是什么？ 数字图像处理概括地说主要包括如下几项内容： 1. 几何处理(Geometrical Processing) 2. 算术处理(Arithmatic Processing) 3. 图像增强(Image Enhancement) – Chapter 4 4. 图像复原(Image Restoration) – Chapter 6 5. 图像重建(Image Reconstruction) – Chapter 7 6. 图像编码(Image Encoding) – Chapter 5 7. 图像识别(Image Recognition) – Chapter 10 8. 图像理解 (Image Understanding)
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）。
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》习题参考答案与解析
《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。
图1.8 数字图像处理系统结构图11.5 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。
胡学龙《数字图像处理》课后习题答案
胡学龙《数字图像处理》课后习题答案胡学龙、许开宇编著《数字图像处理》思考题与习题参考答案第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。
图1.8 数字图像处理系统结构图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的图像处理工具箱（Image Processing Tool box）。
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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。
(Please compare thefollowing conceptions and their distinction: (1 neighborhood; (2 adjacency; (3 path;(4 connectivity5.设有某图像子集中p(3,4,q(8,10两像素点,试分别计算p和q之间的D4, D8, D E距离.(Given pixels p(3,4 and q(8,10, please calculate the following distance: D4, D8 and D E.6.什么是采样和量化?什么是灰度分辨率与空间分辨率?它们如何影响图像视觉质量以及数据量大小?(What are the definition of Sampling and Quantization? What are the definition of grayscale resolution and spatial resolution? How Sampling and Quantization process affect the visual quality and date volume of an image?7.试举出常用的三种图像灰度映射规则并绘出相应的映射曲线。
(Please give three commongray-level mapping functions and their figure respectively8.为什么一般情况下对离散图像的直方图均衡化并不能产生完全平坦的直方图?(Whydigital image with histogram equalization process cannot obtain fully flat histogram?离散图像的灰度级数有限,只有当灰度级数趋近于无穷大时,直方图均衡化才能产生完全平坦的直方图9. 试给出以下直方图均衡化的步骤及结果 (Please Do histogram equalization on the givenhistogram10. 给定如下灰度图像,根据下列要求给出对正方形区域内四个象素进行空间滤波增强的结果:①:设计一个大小为3x3的空间均值滤波器进行图像平滑;②:利用3x3的标准拉普拉斯算子进行图像锐化;③:以3x3的模板进行图像中值滤波;(Please filter pixels marked with rectangle: (1 using a 3*3 spatial averaging filter to perform image smoothing; (2 using a standard 3*3 Laplacian operator to perform image sharpening; (3 perform 3*3 median filtering11. 与均值平滑滤波器相比,中值滤波器有何优点? 请给出中值滤波实施步骤。
(What advantagesdoes median filter have, compared with averaging filter? Please list necessary procedures how to0.5 0.4 0.3 0.1 00.2 (aperform a median filter与均值平滑滤波器相比,中值滤波器能在消除噪声的同时保留图象的细节,其实施步骤为:1.将模板在图中漫游,并将模板中心与图中某个象素位置重合;2.读取模板下各对应象素的位置灰度值;3.将这些灰度值从大到小排成列,找出排在中间位置的灰度值并将其赋给对应模板中心位置的象素;12.试简单叙述图像特征在空域与频域表示下的联系与区别。
(When image is represented inspatial and frequency domains respectively, what similarity or differences do they have?13.分别画出低频增强滤波器, 高频增强滤波器转移函数曲线;(Please draw the transfer functioncurves for low-frequency filter and high-frequency filter respectively.14.将高频增强和直方图均衡化结合起来使图像边缘锐化是一种常用的图像增强技术。
请问以上两个操作的先后顺序对增强效果有影响吗?为什么?(In order to sharpen the edge of an image, it is common to use high-frequency emphasis and histogram equalization together. Does the sequence of implementing two technologies have effect on results? Why?15.同态滤波的理论基础和依据是什么?请给出实施步骤。
(What is the theory of homomorphicfiltering? Please list the procedures to perform this filter同态滤波的目的是压缩图像整体范围的同时,扩张用户所感兴趣的细节特征的灰度级范围;其理论基础和依据是假设光照模型为照度分量与反射分量的乘积,由于照度分量变化缓慢,对应于频域中高频成分,而反射分量对应于频域中低频成分,故可通过减弱低频和增强高频的滤波处理实现上述的目的;16.试简单叙述图像增强与图像复原技术之间的联系与区别。
(What are the relationship anddifference between image enhancement and image restoration technology?17.若成像系统为线性移不变系统,且仅受加性噪声n(x,y干扰,即满足:g(x,y = H[f(x,y] + n(x,y, 请给出该系统下的图像退化模型并从冲激响应出发予以证明。
(Give a linear, position-invariant image system and only additional noise n(x,y is considered, namely, g(x,y=H[f(x,y]+n(x,y, Please give the image degradation model and prove it by starting with pulse response.18.试给出估计图像退化函数的三种方式并简单叙述其基本思想。
(Please summary threeprincipal ways to estimate the degradation functions in image restoration and descript its theory in brief19.逆滤波的基本原理是什么?试对其应用局限性及解决措施进行说明。
(What is the theory ofInverse Filtering? Please give comments on its application limitation and propose some solutions逆滤波本质上是在忽略噪声影响情况下对退化图像进行滤波,其滤波函数为原退化系统响应函数的倒数,故当原退化系统响应函数取值为零时存在计算上的困难,或当取值较小时,受噪声的影响大;解决措施:频率受限,仅对零频附件的区域进行处理20.如图所示,设影像空间变换过程中某像素被映射到失真影像像素A,B,C,D内部点P(a,b,若A,B,C,D点的灰度值分别为G A=36, G B=76, G C=46, G D=66,a=0.7,b=0.6,试分别利用最近邻插值和双线性插值方法计算点P的灰度值G P. (As shown in figure, apixel P is mapped within one grid with four pixels. Thegray-levels of four pixels are G A=36, G B=76, G C=46,G D=66,and a=0.7,b=0.6. Please calculate the gray-levelsof pixel P by using (1 nearest neighbor interpolation;(2bilinear interpolation.21.光的3基色指的是哪三种基本颜色?对应的3补色是什么?将一个补色和对应的光基色相混合产生何种颜色? 颜料的3基色指的是哪三种基本颜色?对应的3补色又是什么?将一个补色和对应的颜料基色相混合产生何种颜色? 光的3基色, 3补色与颜料的3基色, 3补色之间有何种关系? (Which are Primary Colors of Light? What are Secondary Colors of Light?What happen if we mix primary color of Light with its Secondary color of Light? Which are Primary Colors of Pigments? What are Secondary Colors of Pigments? What happen if we mix primary color of Pigments with its Secondary color of Pigments?22.试比较说明RGB颜色模型和HSI颜色模型. (Please give comments on RGB and HSI colormodels.23.什么是伪彩色图像处理?试给出伪彩色图像处理的两种常用方式。