数字图像处理第六章作业3
23887《数字图像处理（第3版）》习题解答（上传）（1）
23887《数字图像处理（第3版）》习题解答（上传）（1）胡学龙编著《数字图像处理（第 3 版）》思考题与习题参考答案目录第1章概述 (1)第2章图像处理基本知识 (4)第3章图像的数字化与显示 (7)第4章图像变换与二维数字滤波 (10)第5章图像编码与压缩 (16)第6章图像增强 (20)第7章图像复原 (25)第8章图像分割 (27)第9章数学形态学及其应用 (31)第10章彩色图像处理 (32)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 说出图像、视频（video）、图形（drawing）及动画（animation）等视觉信息之间的联系和区别。
答：图像是用成像技术形成的静态画面；视频用摄像技术获取动态连续画面，每一帧可以看成是静态的图像。
图形是人工或计算机生成的图案，而动画则是通过把人物的表情、动作、变化等分解后画成许多动作瞬间的画幅，再用摄影机连续拍摄成一系列画面，给视觉造成连续变化的图画。
数字图像处理及应用（MATLAB）第6章习题答案
第六章习题与思考题参考答案1. 简述飞机红外图像识别中用到的五个红外特征量各自的作用？1）长宽比：反应了目标的几何形状；2）复杂度：反应了红外目标轮廓的情况；3）紧凑度：反应了红外目标在其所在最小外接矩形中所占比重；4）均值对比度：反映了目标的物理特性与背景的物理特性之间的关系；5）部分最亮像素点数与目标总像素数的比值：反应了目标的明暗变化情况；2. 可视密码共享中,如果实现（4 , 5）门限的可视密码分享，程序将做如何编写？clear allclose allM=imread('0.jpg');ss=rgb2gray(M);figureimshow(ss);[m n]=size(ss);for i=1:m*nif ss(i)>250ss(i)=250;endends=double(ss)+1;x=[1 2 3 4 5];g1=zeros(m,n);g2=zeros(m,n);g3=zeros(m,n);g4=zeros(m,n);g5=zeros(m,n);yy1=zeros(m,n);yy2=zeros(m,n);yy3=zeros(m,n);yy4=zeros(m,n);yy5=zeros(m,n);y1=zeros(m,n);y2=zeros(m,n);y3=zeros(m,n);y4=zeros(m,n);y5=zeros(m,n);for j=1:m*na1=mod(2*j,251);a2=mod(3*j,251);a3=mod(5*j,251);f=[a1 a2 a3 s(j)];g1(j)=polyval(f,x(1));yy1(j)=mod(g1(j),251);g2(j)=polyval(f,x(2));yy2(j)=mod(g2(j),251);g3(j)=polyval(f,x(3));yy3(j)=mod(g3(j),251);g4(j)=polyval(f,x(4));yy4(j)=mod(g4(j),251);g5(j)=polyval(f,x(5));yy5(j)=mod(g5(j),251);endy1=uint8(yy1-1)y2=uint8(yy2-1);y3=uint8(yy3-1);y4=uint8(yy3-1);y5=uint8(yy3-1);figure,imshow(y1);figure,imshow(y2)figure,imshow(y3);figure,imshow(y4);figure,imshow(y5);l1=(x(2)*x(3)*x(4)*x(5))/[(x(1)-x(2))*(x(1)-x(3))*(x(1)-x(4))*(x(1)-x(5))];l2=(x(1)*x(3)*x(4)*x(5))/[(x(2)-x(1))*(x(2)-x(3))*(x(2)-x(4))*(x(2)-x(5))];l3=(x(1)*x(2)*x(4)*x(5))/[(x(3)-x(1))*(x(3)-x(2))*(x(3)-x(4))*(x(3)-x(5))];l4=(x(1)*x(2)*x(3)*x(5))/[(x(4)-x(1))*(x(4)-x(2))*(x(4)-x(3))*(x(4)-x(5))];l5=(x(1)*x(2)*x(3)*x(4))/[(x(5)-x(1))*(x(5)-x(2))*(x(5)-x(3))*(x(5)-x(4))];rr1=zeros(m,n);r=zeros(m,n);for j=1:m*nrr1(j)=mod(yy1(j)*l1+yy2(j)*l2+yy3(j)*l3+yy4(j)*l4+yy5(j)*l5,251);endr=uint8(rr1-1);figure,imshow(r);3. 已知图像⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=805020016821024015010017018013070901262068M 。
数字图像处理-第六章图像分割与分析
设平面上有若干点，过每点的直线族分别对应于极坐标上的 一条正弦曲线。若这些正弦曲线有共同的交点（ρ′，θ′），如图 (e),则这些点共线，且对应的直线方程为 ρ′=xcosθ′+ysinθ′
这就是Hough变换检测直线的原理。
y
A 60
B
F E
C
G 60
D 120
x
x-y空间的边缘点
D
120
C
w1 w 2 w3
可以指定模板为：
w
4
w5
w
6
w 7 w 8 w 9
9
模板响应记为： R | w i z i | i1
输出响应R>T时对应孤立点。
888 8 128 8 888
图像
-1 -1 -1 -1 8 -1 -1 -1 -1
模板
R = (-1 * 8 * 8 + 128 * 8) / 9 = (120 * 8) / 9 = 960 / 9 = 106
3、阈值分割法（相似性分割）
根据图像像素灰度值的相似性
通过选择阈值，找到灰度值相似的区域 区域的外轮廓就是对象的边
阈值分割法(thresholding)的基本思想： 确定一个合适的阈值T（阈值选定的好坏是此方法成败 的关键）。 将大于等于阈值的像素作为物体或背景，生成一个二值 图像。
f(x0,y0) T
2h
r2 2 4
exp
r2 2 2
是一个轴对称函数：
2h
-σ
σ
0
由图可见，这个函数 在r=±σ处有过零点，在 r │r│<σ时为正，在│r│>σ 时为负。
由于图像的形状，马尔算子有时被称为墨西哥草帽函数。 用▽2h对图像做卷积，等价于先对图像做高斯平滑，然后再用▽2对 图像做卷积。 因为▽2h的平滑性质能减少噪声的影响，所以当边缘模糊或噪声较 大时，利用▽2h检测过零点能提供较可靠的边缘位置。
数字图像处理第三版 (Rafael C.Gonzalez著)第六章答案
第六章6.1 给出用于产生图6.5中标为“日光”的点的红光、绿光、蓝光的百分比。
从图中可知，x=0.31，y=0.32，由x+y+z=1可得z=0.37，这是三色值系数。
我们感兴趣的是三色值XYZ。
由他们的变换公式：x = X/(X+Y+Z)，y=Y/(X/Y/Z)，z=Z/(X/Y/Z)，可知他们的比例是相同的，故可得：X=0.31，Y=0.32，Y=0.376.2用c 表示给定的颜色，并且给出它的坐标，用（x0,y0）表示，c 和c1之间的距离以及c1和c2的距离分别为：c1占c的百分比表示为:c2的百分比用p2表示：p2=100-p1,由上面的等式我们知道，作为例子，当c=c1时，那么d(c,c1)=0,并且p1=100%,p2=0%,同样当d(c,c1)=d(c1,c2)时，p1=0%,p2=100%,从它们简单的关系中可以容易地得出它们的值。
6.5在中心点有R/2+ B/2+G= R+G+B /2 + G /2=midgray+G/2，由于增加了灰色分量和强度使人们看起来像纯绿色。
6.7 在每幅12比特图像中有4096212=种可能值。
对于灰度色彩，所有的RGB 分量必须相等，所以有4096种不同的灰度。
6.8（a ）R 图像中的所有像素值都是255。
在G 图像中，第一列全是0，第二列全是1，最后一列全由255组成。
在B 图像中，第一行全为255，第二行全为254，直到最后一行全为0。
（b ）（令坐标轴编号同书中图6.7（RGB 彩色立方体示意图）相同。
）则：（0,0,0）=白色，（1,1,1）=黑色，（1,0,0）=青色，（1,1,0）=蓝色，（1,0,1）=绿色，（0,1,1）=红色，（0,0,1）=黄色，（0,1,0）=深红色。
(c)不包括黑点和白点是饱和的。
在包含黑点或者白点时，饱和度会下降。
6.10 从式（6.5-5）的RGB 亮度映射函数推导出式（6.5-6）的CMY 亮度映射函数。
《数字图像处理》习题参考答案
《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。
遥感数字图像处理-第6章 几何校正
二、几何校正原理
几何校正涉及两个过程： ➢ 一是空间位置（像元坐标）的变换 ➢ 二是像元灰度值的重新计算（重采样）
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二、几何校正原理
坐标转换 （a）直接法；（b）间接法
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三、几何校正步骤
几何精校正不需要空间位置变化数据，回避了成像的空间 几何过程，主要借助地面控制点实现校正。其主要校正步 骤为：
第6章
几何校正
几何校正
一、几何校正原理 二、几何校正步骤 三、几何校正类型 四、图像匹配 五、投影转换
难点：图像匹配 重点：几何校正方法
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一、几何校正原理
几何校正和几何配准
➢ 几何配准是指将不同时间、不同波段、不同传感器系统所获得的同一 地区的图像（数据），经几何变换使同名像点在位置上和方位上完全 叠合的操作。
➢ 对畸变图像和基准图像建立统一的坐标系和地图投影。 ➢ 选择地面控制点（GCP），按照GCP选择原则，在畸变图像
和基准图像上寻找相同位置的地面控制点对。 ➢ 选择校正模型，利用选择的GCP数据求取校正模型的参数，
然后利用校正模型实现畸变图像和基准图像之间的像元坐 标变换。 ➢ 选择合适的重采样方法对畸变图像的输出图像像元进行灰 度赋值。 ➢ 几何校正的精度分析。
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四、图像匹配
3.图像匹配方法 根据图像特征的选择，图像匹配方法一般可以分为基于灰
度的图像匹配和基于特征的图像匹配。
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➢ 几何配准与几何校正的原理是完全相同的，即都涉及到空间位置（像 元坐标）变换和像元灰度值重采样处理两个过程。
➢ 二者的区别主要在于其侧重点不相同：几何校正注重的是数据 本身的处理，目的是为了对数据的一种真实性还原。而几何配 准注重的是图和图（数据）之间的一种几何关系，其目的是为 了和参考数据达成一致，而不考虑参考数据的坐标是否标准、 是否正确。也就是说几何校正和几何配准最本质的差异在于参 考的标准。另外，几何校正更像前期数据处理，几何配准更像 后期处理。
数字图像处理第六章作业---何岗
si 1 ri (i 1,2,3)
C 由 CMY 空间定义公式 M 1 Y
素数表示）是 得：
(对应 RGB 分量)，
R s G 可知，对应于 ri 和 i 的 CMY 分量（用 B
ri 1 ri r 1 r
第六章作业
编程题第一题处理结果：
原 RGB 图像
变换后的灰度图像
变换后的 HSV 图像
变换后得到的 RGB 图像
变换后的 NTSC 图像
变换后得到的 RGB 图像
第六章作业
变换后的 YcbCr 图像Biblioteka 变换后得到的 RGB 图像
编程题第二题处理结果：
灰度图像
伪彩色图像
i i
s i 1 si
si 1 si 1 (1 ri ) 1 (1 (1 ri ))
因此：
s 1 ri
编程题
1 任意选择一幅彩色图像，完成多种颜色类型转换。 Matlab 代码实现：
clear all; close all rgb = imread('old_RGB_picture.jpg'); gray=rgb2gray(rgb); imwrite(gray,'gray.jpg') hsv = rgb2hsv(rgb); rgb1 = hsv2rgb(hsv); imwrite(hsv,'hsv.jpg') imwrite(rgb1,'rbg1.jpg') ntsc = rgb2ntsc(rgb); rgb2 = ntsc2rgb(ntsc); imwrite(ntsc,'ntsc.jpg') imwrite(rgb2,'rgb2.jpg') ycbcr = rgb2ycbcr(rgb); rgb2 = ycbcr2rgb(ycbcr); imwrite(ycbcr,'ycbcr.jpg') imwrite(rgb3,'rgb3.jpg') %RGB 色彩模型与 YcbCr 色彩模型互相转换 % RGB 色彩模型与 NTSC 色彩模型互相转换 % RGB 色彩模型与 HSV 色彩模型互相转换 %真彩色图像转换为灰度图像
数字图像处理第6章二值图像处理-专业文档资料
二阶矩则描述了图像的对于直线和对轴与轴的转动惯量，因 此常常也把物体的二阶矩称为惯性矩。
中心矩 ：
p q (x x)p(y y )qf(x ,y )d xp d ,q y 0 ,1 ,2
第6章 二值图像处理
低阶矩主要描述区域的面积、转动惯量、质心等等，具有 明显得几何意义，，四阶矩描述峰值的状态等等，一般 来说高阶矩受到图像离散化等的影响，高阶矩一般在应用中 不一定十分准确。
D e(ac)2(bd)2
② 街区距离，用Ds来表示：
(6-1)
D s |ac||bd|
③ 棋盘距离，用Dg表示如下：
(6-2)
D gma a x c|， ( |b|d|)
(6-3)
三者之间的关系为：Dg Ds，如De图6-1(a)、(b)和(c)所示。
第6章 二值图像处理
(a) 欧氏距离 (b) 街区距离 (c) 棋盘距离 (d)≤2构成菱形 (e)≤2构成正方形 图6-1 三种距离示意图
第6章 二值图像处理
6.2 二值图像的几何特征描述
6.2.1 二值图像中曲线的描述 6.2.1.1 轮廓跟踪-甲虫算法
目标区域的边界轮廓是描述目标的重要特征，对于二 值图像中的目标区域轮廓可以通过一种简单的轮廓跟踪算 法来得到，这种方法也被称作甲虫算法。如图6-6所示的二 值图像4连通分量，假定目标区域用1(黑色)表示，背景区域
1 (x,y)(x,y)
f(x,y)
0
else
M1N1
那么区域的面积为： S f (x, y) x0 y0
如果经过目标标记，区域占有的连通分量有k个，那么目
标区域的面积则是k个连通分量的面积总和，即有：
k
S Si i 1
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班级：B110301 学号：B11030129 姓名：张新伟
第六章作业要求：
编写图像平移的Matlab 程序，实现对linagray 图像的平移操作，要求：
（1）横向平移量为40 个像素,纵向平移量为20个像素；
（2）保证信息不丢失；
（3）平移后空白部分用黑色填充。
程序代码：
I=imread('linagray.bmp');
[X Y]=size(I);
DelX=40;DelY=20;
G=zeros(X+DelY,Y+DelX);
for x=1:X
for y=1:Y
G(y+DelY, x+DelX)=I(y, x);
end
end
subplot(121);imshow(I);title('linagray.bmp 图像原图形');
subplot(122);imshow(uint8(G));title('linagray.bmp 图像平移后图形'); 运行结果：
linagray.bmp 图像原图
形linagray.bmp 图像平移后图形
结论：实现对linagray.bmp 图像的平移操作，图像平移的Matlab 程序时，应该正确对横向和纵向赋值必须正确，同时为了保证信息不丢失的情况下，应该先使其对它画布扩展，然后在进行填充，最后得到正确的图形。