通信工程图像期末练习
南京邮电大学数字图像处理与图像通信复习资料
2016年上学期《数字图像处理与图像通信》资料一、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、复原图像口、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.——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。
图像通信考试题
1.三种常见的视频帧有:帧内图像,前向预测图像,双向预测图像.2.图像压缩编码可分为无失真压缩方法和有失真压缩编码方法.3.编码就是将不同消息用不同码字来代表,或称从消息集到码字集的一种映射.4.常用的变换编码方式有正交变换,K—L变化,离散余弦变换等。
6.图像压缩建立在图像存在编码冗余,像素冗余,心里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亮度,色调,饱和度.8.灰度图像编码分为:抖动编码,块截止编码,比特面编码,渐进编码等.9.信道编码是为了通信的可靠性,信源编码是为了通信的有效性.简述离散傅里叶变换的优点:采用离散傅里叶变换,即将输入的数字信号首先做DFT变换,把时域中的卷积或相关运算简化为频域中的相乘处理,然后再做DFT反变换,恢复为时域信号,这样可大大减少计算量,提高处理速度.另外,DFT还有一个明显的优点就是具有快速算法,即FFT算法.FFT算法极大地提高了DFT的计算速度,随样点数目的增加,其优势愈加明显.作为一种算法,他的出现彻底改变了难以实时处理的局面,同时被广泛应用于多个技术领域.简述二维运动估计的概念:二维运动指的是三维运动在图像平面上的透视或正交投影,运动估计相关的计算方法是视频图像处理,分析的基本问题之一,其既是迈向三维运动分析的第一步,也是运动滤波和压缩的主要部分.简述运动估计与运动补偿的基本原理:利用帧间运动估计得到待编码图像块的一个或多个参考块,然后用这个参考块进行运动补偿,将补偿后的残差进行DCT变换和变长编码.简述行程长度编码的基本思想:当按照二值图像从左到右的扫描顺序去观察每一行时,一定数量的连续白点和一定数量的连续黑点总是交替出现.我们把若干取相同值的连续像素的数目叫做行程长度,简称游长,把连续白点和连续黑点的数目分别叫做”白行程”和”黑行程”.试描述灰度图像抖动编码的具体方法:将灰度图像的像素值与抖动矩阵比较,当图像的像素值大于对应抖动矩阵的像素值时输出为1.原图像的灰度等级由输出的二值图像的黑白像素的密度反映.显然,经过抖动处理,每个像素只用1bit表示,数据得到了压缩,但降低了图像的分辨率,结果图像变得比较粗糙.简述帧间图像预测编码的概念:若编码时能充分利用序列图像在时间轴方向的相关性进行压缩编码,就有可能获得较高的压缩比,这就是帧间编码.另外,利用相邻帧或相邻场间的相关性可进行预测,即帧间图像预测编码.简述最佳变长编码定理:在变长编码中,对于出现概率大的信息符号编以短码,对于出现概率小的信息符号编以长码.若码字的长度严格按照所对应符号出现的概率大小逆序排列,则平均码字长度一定小于其他任何顺序的排列方法.写出MPEG,JPEG的中文全称:MPEG:活动图像专家组; JPEG:联合图像专家组.写出五种常用典型的块匹配算法:(1)全搜索法(2)二维对数法(3)三步搜索法(4)交叉法(5)菱形搜索法.信道,信源编码有何区别?各自的作用是什么?信道编码是为了保证通信系统传输可靠性,克服信道中的噪声和干扰,其目的是试图以最少的监督码元为代价,以换取最大程度的可靠性的提高.前者是传输过程中的编码,后者是传播源的编码.信源编码主要是利用信源的统计特性,解决信源的相关性,去掉源冗余信息,从而达到压缩信源输出的信息率,提高系统有效性的目的. 写出线性分组码的基本概念:即将信源编码输出的信息码源序列以k个码元为一组,对每组信息码元按一定规律附加上r个监督码元,输出码长为n=k+r个码元的一组码.若在某一种分组码中,监督码元和信息码元之间的关系是用线性方程联系起来的,或者说是他们之间满足线性变换关系,这种分组码即线性分组码.说出几种图像的传输方式及两种图像的传输网络:微波传输,卫星传输,光纤传输;基于同步数字体系技术+光纤通信方式,ATM交换技术+光线的方式.简述高清晰度数字电视的概念:高清晰度电视是一个透明的系统,一个正常视力的观众在距该显示屏高度的三倍距离上所看到的图像质量具有观看原始景物或表演所得到的印象.被称为”第三代电视”.当在白天进入一个黑暗剧场时,在能看清并找到空座位时需要适应一段时间,试述发生这种现象的视觉原理:人的视觉绝对不能同时在整个亮度适应范围工作,它是利用改变其亮度适应级来完成亮度适应的.即所谓的亮度适应范围.同整个亮度适应范围相比,能同时鉴别的光强度级的总范围很小.因此,白天进入黑暗剧场时,人的视觉系统需要改变亮度适应级,因此,需要适应一段时间,亮度适应级才能被改变.丨编码结果:a0→10,a1→00,a2→111,a3→110,a4→010,a5→0111,a6→0110.平均码长:L =∑p i L i 6i=0=0.25∗2+0.2∗2+0.15∗3+0.15∗3+0.1∗3+0.1∗4+0.05∗4.信源熵:H(x)=-(0.25Lb0.25+0.2Lb0.2+(0.15Lb0.15)*2+(0.1Lb0.1)*2+0.05Lb0.05)=2.67.编码效率:η=H (x)/L=2.67/2.7=98.9%.冗余度ξ=1-η=1.1%.压缩比:r=3/2.7=1.11.。
南京邮电大学《数字图像处理与图像通信》2021-2022学年第一学期期末试卷
南京邮电大学《数字图像处理与图像通信》2021-2022学年第一学期期末试卷考试时间：120分钟；考试课程：《数字图像处理与图像通信》；满分：100分；姓名：——；班级：——；学号：——一、选择题（每题2分，共20分）1. 下列哪项不是数字图像处理的基本步骤之一？A. 图像采集B. 图像编码（通常不是基本处理步骤，而是准备传输或存储前的步骤）C. 图像增强D. 图像分析2. 在图像处理中，用于去除图像中随机噪声的常用技术是？A. 锐化滤波B. 平滑滤波（或低通滤波）C. 边缘检测D. 阈值处理3. JPEG压缩标准主要利用哪种类型的图像冗余进行压缩？A. 时间冗余B. 空间冗余（或统计冗余）C. 视觉冗余D. 结构冗余4. 下列哪种滤波技术可以增强图像的边缘信息？A. 高斯滤波B. 均值滤波C. Sobel边缘检测（注意：虽然它不是一个滤波技术，但用于边缘检测，常与其他滤波结合使用）D. 锐化滤波5. 图像直方图主要用于反映图像的什么特性？A. 形状B. 像素值的分布C. 纹理D. 色彩平衡6. 在图像通信中，哪种噪声主要来源于信道传输过程中的干扰？A. 量化噪声B. 加性噪声C. 乘性噪声D. 椒盐噪声7. 下列哪种图像编码方法属于有损压缩？A. PNGB. JPEGC. BMPD. TIFF8. 形态学操作在图像处理中常用于处理图像的什么特性？A. 频率特性B. 几何形状和结构C. 相位信息D. 纹理特征9. 在图像分割中，基于阈值的方法主要依赖于图像的什么特性？A. 像素值的分布B. 边缘强度C. 纹理相似性D. 色彩直方图10. 哪种算法常用于图像的重建，特别是从投影数据中恢复原始图像？A. Sobel边缘检测B. 傅里叶变换C. 滤波反投影D. Canny边缘检测二、填空题（每题2分，共20分）1. 数字图像的基本单位是像素，每个像素具有特定的______值，以表示其颜色或亮度。
2. 图像增强技术通过改善图像的______质量，使图像更适合于分析或视觉观察。
影像工程期末试题及答案
影像工程期末试题及答案一、选择题1. 在数字图像处理中，下列哪个领域与影像工程密切相关？A. 人工智能B. 机器学习C. 计算机视觉D. 数据挖掘答案：C. 计算机视觉2. 下列哪个是光学图像获取装置？A. 扫描仪B. 音频采集卡C. 摄像机D. 激光打印机答案：C. 摄像机3. 影像工程中，图像增强的目的是什么？A. 提高图像质量B. 减小图像文件大小C. 增加图像噪声D. 降低图像分辨率答案：A. 提高图像质量4. 以下哪个是图像处理中常用的滤波技术？A. 傅里叶变换B. 高斯滤波C. Canny边缘检测D. Haar小波变换答案：B. 高斯滤波5. 影像工程中，下列哪个方法主要用于图像分割？A. K-均值聚类B. 主成分分析C. 支持向量机D. 遗传算法答案：A. K-均值聚类二、简答题1. 请简要解释数字图像处理与传统图像处理（如摄影、美术）的区别。
答：数字图像处理是指使用计算机算法对数字图像进行处理和分析的过程，它主要依赖于计算机的数学运算和编程技术。
与传统图像处理相比，数字图像处理更加灵活、高效，并具有可重复性。
传统图像处理倚重于手工操作和人工创造，而数字图像处理可以通过算法自动完成，提高了处理效率和准确性。
2. 请介绍一种常用的图像压缩算法，并说明其原理。
答：一种常用的图像压缩算法是JPEG（Joint Photographic Experts Group）。
JPEG算法主要利用了图像中冗余信息的特点进行压缩。
首先，对图像进行离散余弦变换（DCT），将图像从空间域转换到频域，通过把图像中的高频部分（细节）去除，保留低频（主要内容）来实现压缩。
然后，对于每个DCT系数，利用量化表将其量化为离散的数值。
最后，对量化后的系数进行熵编码（如Huffman编码），得到最终的压缩数据。
解压缩时，按照相反的过程进行操作，恢复原始图像。
三、计算题1. 假设一幅图像的灰度级为8位，即每个像素点可以表示256个不同的灰度值。
《通信工程制图常用图标》练习题
《通侑工程制图常用图标》练习题
I.简述移动通信机房平面布置图绘制的基本要求？
答：（1）要求图纸的字高、标注、线宽应统一。
<2）总体r解查勘图，碑定机房是原有还是新建,确定绘图比例和机房建筑底图、梁位。
新装机用门为外开防火防盗门，另外注意是否需要封窗、门或拆墙、砌墙等。
<3）应先画出机房的总体结构（包括墙壁、柱子、门、窗等）.
<4）优先考虑电池位、AC的引入等，其次考虑空调位，并确认机房负荷要求。
<5）灯管安装位须考虑梁位和走线架的位翼，以免被挡光。
（6）画出机房内设备的大小尺寸及位置；注意，一般粗实线表机新内，细实线表示原有•虚线表示为格来预留的犷容机位.
（7）设备摆放要求正面朝向主走道方向，且同一列设备机面取齐。
（8）设备之间的维护距离应满足安装、操作及最小维护距离。
<9）必须有图例、说明，并标有“XXX层机房”字样。
（10）必须加设省配置表。
（11）图纸中如有馈线孔，勿忘将馈线孔加进去。
（12）要在图纸中插入标准图衔，并根据要求在图衔中加注单位、比例、设计阶段、日期、图名、图号、设计人、审核人等。
2.请说明以下图标所表示的含义。
IlllIl I_II ___I
臼♦三。
20级电信图像考试题
1. 视频通信、视频会议中用到的主要图像处理技术是（ C ）。
A．图像增强 B.图像复原 C.图像压缩 D.图像分割2. 以下为四幅图像各自的直方图，反应图像整体偏暗的直方图是（A）。
A ． B.C. D.3. 已知某个像素点P的坐标为(25,10)，则其4邻域不包含如下像素（B）。
A．(24,10) B. (24,9) C. (26,10) D. (25,9)4. 以下关于图像平滑的说法错误的是（D）。
A．均值滤波在降低噪声的同时会使图像模糊B. 均值滤波对椒盐噪声平滑效果不理想C. 中值滤波能在滤除噪声的同时很好地保持图像边缘D. 中值滤波对高斯噪声的平滑效果比均值滤波更理想5. 以下关于图像平滑与微分运算的说法错误的是（B）。
A．微分算子可实现图像边缘检测B. 一阶导数和二阶导数对噪声非常敏感，尤其是一阶导数C. 平滑模板的权值系数和为1，微分模板权值系数和为0D. 平滑模板的平滑及模糊程度与模板的大小成正比6. 采用模板［-1 1］T主要检测（C）方向的边缘。
A．水平 B. 45° C. 垂直 D. 135°7. 下列算法中属于点处理的是（C）。
A．梯度锐化 B.均值滤波 C.二值化 D.中值滤波8. 欲使图像被提取的边缘比较完整，应选择（B）边缘检测算子。
A．Prewitt B. Sobel C. Roberts D. Canny9. 下列算法中不能实现图像分割的是（B）。
A．区域分裂与合并 B. 直方图均衡化 C.边缘检测 D. 分水岭算法10. 高通滤波可以用来（A）。
A．去除噪声 B.锐化边缘 C.目标识别 D.提高亮度11. 下列哪一个模板可用于图像平滑（ A ）。
A．1/91/91/91/91/91/91/91/91/9⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦B.1/31/31/31/31/31/31/31/31/3⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦C.111181111⎡⎤⎢⎥-⎢⎥⎢⎥⎣⎦D.111181111---⎡⎤⎢⎥--⎢⎥⎢⎥---⎣⎦12. 计算机显示器主要采用哪一种彩色模型（C）。
通信工程图像期末练习
期末练习三、判断题1. 灰度直方图能反映一幅图像各灰度级像元占图像的面积比。
（√）2。
直方图均衡是一种点运算，图像的二值化则是一种局部运算。
( ×)改正：直方图均衡是一种点运算，图像的二值化也是一种点运算。
或:直方图均衡是一种点运算，图像的二值化不是一种局部运算。
3. 有选择保边缘平滑法可用于边缘增强。
（×)改正：有选择保边缘平滑法不可用于边缘增强。
或:有选择保边缘平滑法用于图象平滑(或去噪).6、图像编码后对数据量进行了有效压缩，因此，图像编码是“有损压缩"。
( ×）7、应用傅立叶变换的可分离性可以将图像的二维变换分解为行和列方向的一维变换.( √)8、不同的图像不可能具有相同的直方图.（×）9、在对图像进行扫描时,分辨率设置得越高越好。
（×）10.理想低通滤波器可以由电子元件来实现。
（×）11。
用来处理图像的模板尺寸选择越大越好。
（×）12.所谓“简并”现象，就是指变换后图像的灰度级减少了。
（√）13。
加法操作可用来去除图案噪声.（√)14.减法操作可用来去除不需要的叠加性图案。
（√）15．关于图像的数字化中的采样环节是指使空间连续变化的图像离散化,即用空间上部分点的灰度值表示图像，或图像在空间上的离散化.（√)16．关于色光三原色是指R、G、B，它的特点是不能再分解。
（√）17．图象信息处理是指用一定的技术手段采集图像信息，并对其进行某些分析与变换，从而获取所需信息的过程。
（√)18．模拟图像是指通过某种物理量的强弱（如光量）变化来表现图像上各个点的颜色信息的，那么，印刷品、相片、画稿等属于模拟图像。
（√）19．关于图像的分类,我们按图像记录方式分为模拟图像和数字图像。
（√）20．不同的图像可能具有相同的直方图。
( √）21。
可以用f（x,y)来表示一幅2—D数字图像。
( √）22。
可以用f（x,y)来表示一个在3—D空间中的客观景物的投影。
图像处理期末考卷(答案)
一、简答题1、 列举出四种数字图像采集方法。
答： 单个传感器扫描，线阵CCD 扫描，面阵CCD 成像，核磁共振成像2、 什么是图像的空间分辨率和灰度级分辨率，其分辨率高低对图像有什么影响。
答：空间分辨率是图像中，可辨别的最小细节，其降低会导致图像颗粒化。
灰度分辨率是灰度级别中可分辨的最小变化，其降低会导致图像出现为轮廓。
3、 比较一下对数变换、幂次变换、分段线性变换的相同点和差异。
答: 相同点是他们都是对单个像素进行的变换，不同点是他们的灰度级变换函数不同。
4、 比较说明逆滤波和维纳滤波的处理图像的效果和特点。
答： 逆滤波没有清楚的说明怎样处理噪声，维纳滤波综合了退化函数和噪声统计特性两个方面进行复原处理。
其特点是逆滤波受噪声影响大，当N/H 之比很容易超过图像F 估计值。
如果噪声项为0，维纳滤波退化为逆滤波。
5、 一副256256⨯大小,256个灰度的图像，经过采样量化变为 256256⨯，16个灰度级的图像，这个过程是（采样,量化）过程 ？ 在这个过程中图像的（幅度，空间）分辨率降低？图像质量发生怎样变化？答：这个过程是量化过程。
在这个过程中图像幅度分辨率降低，图像会出现伪轮廓。
6、波特率是度量数据传输速率的单位，当采用而二进制时，它等于每秒所传输的比特数，设每次先传输1个起始比特，再传输8个比特信息，最后传输1个终止比特，计算以4800波特传输1副1024*1024真彩色图像所用的时间。
解：1024*1024*10*3/4800=6553.6S7、同态滤波是基于什么样的成像模型的滤波技术，列出它的步骤？它一般用于什么样的情况，能起到什么样的作用？答：同态滤波是基于照度—反射模型的滤波技术。
步骤为：f(x,y)->ln->DFT->H(u,v)->(DFT)-1 ->Exp->g(x,y)。
它一般用于照射分量和反射分量不能分别进行操作的情况。
能起到取对数后的傅里叶变换的低频成分与照度相联系，。
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期末练习三、判断题1. 灰度直方图能反映一幅图像各灰度级像元占图像的面积比。
( √)2. 直方图均衡是一种点运算，图像的二值化则是一种局部运算。
( ×)改正：直方图均衡是一种点运算，图像的二值化也是一种点运算。
或：直方图均衡是一种点运算，图像的二值化不是一种局部运算。
3. 有选择保边缘平滑法可用于边缘增强。
( ×)改正：有选择保边缘平滑法不可用于边缘增强。
或：有选择保边缘平滑法用于图象平滑（或去噪）。
6、图像编码后对数据量进行了有效压缩，因此，图像编码是“有损压缩”。
（×）7、应用傅立叶变换的可分离性可以将图像的二维变换分解为行和列方向的一维变换。
（√）8、不同的图像不可能具有相同的直方图。
（×）9、在对图像进行扫描时，分辨率设置得越高越好。
（×）10.理想低通滤波器可以由电子元件来实现。
（×）11.用来处理图像的模板尺寸选择越大越好。
（×）12.所谓“简并”现象，就是指变换后图像的灰度级减少了。
（√）13. 加法操作可用来去除图案噪声。
（√）14.减法操作可用来去除不需要的叠加性图案。
（√）15．关于图像的数字化中的采样环节是指使空间连续变化的图像离散化，即用空间上部分点的灰度值表示图像，或图像在空间上的离散化。
（√）16．关于色光三原色是指R、G、B，它的特点是不能再分解。
（√）17．图象信息处理是指用一定的技术手段采集图像信息，并对其进行某些分析与变换，从而获取所需信息的过程。
（√）18．模拟图像是指通过某种物理量的强弱（如光量）变化来表现图像上各个点的颜色信息的，那么，印刷品、相片、画稿等属于模拟图像。
（√）19．关于图像的分类，我们按图像记录方式分为模拟图像和数字图像。
（√）20．不同的图像可能具有相同的直方图。
( √ )21. 可以用f(x,y)来表示一幅2-D数字图像。
（√）22. 可以用f(x,y)来表示一个在3-D空间中的客观景物的投影。
（√）23. 数字图像坐标系与直角坐标系一致。
（×）24. 矩阵坐标系与直角坐标系一致。
（×）25. 数字图像坐标系可以定义为矩阵坐标系。
（√）26. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数不够多造成的。
（√）27. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的空间分辨率不够高造成。
（×）28. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数过多造成的。
（×）29. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的空间分辨率过高造成。
（×）30. 采样是空间离散化的过程。
（√）31. 一幅图像经过直方图均衡化处理后，其对比度一定比原始图像的对比度提高。
（×）32. 一般来说，直方图均衡化处理对于灰度分布比较集中的图像的处理效果比较明显。
（√）33. 一般来说，直方图均衡化处理对于灰度分布比较均衡的图像的处理效果比较明显。
（×）34. 借助对数形式的变换曲线可以达到非线性灰度动态范围的目的。
（√）35. 借助对数形式的变换曲线可以达到线性灰度动态范围的目的。
（×）四、计算题1.给定图像如表所示。
要求：（1）进行位平面分解，然后用游程编码方法逐行编码（设每行均由0游程开始）。
（2）计算出游程编码的码本及其出现概率。
（3）用哈夫曼编码对游程码本进行编码（要求大概率的赋码字0, 小概率的赋码字1），计算平均编码码长。
（4）比较编码后数据量和原图像数据量。
解：（1）最大像素值为7，所以可分解为3个位平面：游程编码：设每行均由0游程开始第2位平面：4 2 2，3 3 2，3 4 1，4 2 2；第1位平面：8，3 1 4，1 1 1 2 2 1，0 6 2；第0位平面：0 1 7，0 1 2 1 4，0 1 2 1 1 1 1 1，8（2）图像共须42个游程，码本共有8个码字（0 1 2 3 4 6 7 8）；概率分别为（0.095238 0.35714 0.23809 0.095238 0.11904 0.023809 0.0238090.047619），即出现次数（4,15,10,4,5,1,1，2）。
（3）哈夫曼编码（符号：码字），(要求大概率的赋码字0, 小概率的赋码字1)：1：00，2：01，4：100，0：101，3：110，8：1110，6：11110，7：11111平均长度：2.5476（4）图像42个游程共需42×2.5476=107bit源图像共需4×8×3＝96bit，由此可见游程编码没有压缩，原因是图像小，游程较短。
2. 对下表中的图像信源数据进行哈夫曼（Huffman）编码（要求大概率的赋码字0, 小概率的赋码字1）。
写出编码过程，并将编码结果填在下表的最后一列。
并计算编码平均比特数、熵和编码效率。
平均比特数＝2.35；编码效率＝97％编码后平均码长：3*0.15+1*0.4+3*0.1+4*0.15+3*0.2 = 2.35信息熵: H(u)=-0.15*log2(0.15)-0.4*log2(0.4)-0.1*log2(0.1)-0.1*log2(0.1)-0.05*log2(0.05)-0.2*log2(0.2)=2.2842编码效率：2.2842/2.35=0.972=97.2%3．图像的直方图基本上可以描述图像的概貌。
就下面所给的a、b、c、d四个直方图，试分析和比较四幅图像的明暗状况和对比度高低等特征。
答：图a 偏暗，对比度低；图b 偏亮，对比度低；图c 只有中间灰度，图像对照不明显，对比度低；图d 明暗适中，对比度高，效果好。
（增加对比度后图像直方图变宽变扁，各灰度级拉开，相反，减少对比度后，图像直方图变窄变高，点的灰度级集中在某一小区域内，图像对照不明显。
）4.设有一信源 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧=0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 25.0 u u u 654321u u u X ，请对其进行霍夫曼编码(要求大概率的赋码字0, 小概率的赋码字1)，并给出各个信源符号的码字；答：（1）编码过程如下：得： 信源X 的霍夫曼编码表（以0，1赋值）码 字 消 息 概 率 0 1 u 1 0.25 1 0 u 2 0.25 1 1 u 3 0.20 0 0 0 u 4 0.15 0 0 1 0 u 5 0.10 0 0 1 1`u 60.055.设有一信源⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧=1611611611618181 41 41 u u u u87 654321 u u u u X ，利用Shannon-Fano 码对其进行编码，求出各个信源编码后的码字。
答：编码过程如下：码 字 消息 概率 00 u 1 1/4 0 0 01 u 2 1/4 1 100 u 3 1/81 0 0 101 u 4 1/81 1100 u 5 1/16 10 01101 u 6 1/16 1 1110 u 7 1/16 1 01111u 81/161得编码表为：6．设有一信源X={x1,x2,x3,x4}，对应概率P={0.5,0.1875,0.1875,0.125}.⑴进行霍夫曼编码(要求大概率的赋码字0, 小概率的赋码字1)，给出码字，平均码长，熵、编码效率;⑵对码串1110011解码.解：霍夫曼编码：X1:0；X2:11；X3:100 ；X4:101编码后平均码长：1*0.5+2*0.1875+3*0.1875+3*0.125 = 1.8125信息熵/平均码长: H(u)=-0.5*log2(0.5)-0.1875*log2(0.1875)-0.1875*log2(0.1875)-0.125*log2(0.125)=1.7806编码效率：1.7806/1.8125=0.9824=98.24%解码：101 0 101 101 0 11 0 11 0 0 0 0 0 11 11 0 0 11X4 x1 x4 x4 x1 x2 x1 x2 x1 x1 x1 x1 x1 x2 x2 x1 x1 x27．设信源符号集为{a,b,c,d},其概率分布为{0.2,0.2,0.4,0.2}。
若信源发出序列{b,c,a,b,d}，计算算术编码。
答：各数据符号在半封闭实数区间［0,1)内按概率进行赋值，范围设定为： a=[0.0,0.2),b=[0.2,0.4),c=[0.4,0.8),d=[0.8,1.0) 第一个信源符号为“b ”，取值区间变为[0.2,0.4)。
第二个信源符号“c ”，对取值区间[0.2,0.4)进行划分找出对应于“c ” 的区间，计算新的取值区间范围：[0.2+0.2×0.4,0.2+0.2×0.8)= [0.28,0.36)。
依次类推，第三个信源符号“a ”，编码后的取值区间为：[0.28,0.296)。
最终划分结果见下表：至此，信源序列{b ，c ，a ，b ，d}已被映射为一个实数区间[0.28576,0.2864)，或者说在[0.28576,0.2864)内的任何一个实数均代表该序列。
8.设有一信源 ⎭⎬⎫⎩⎨⎧=0.3 0.04 0.1 0.06 0.4 1.0a a a a a654321a X ，计算信源的熵。
答：信源熵为： H=-∑P(i)log2P(i)=-(0.4log2(0.4)+0.3log2(0.3)+2*0.1log2(0.1)+0.06log2(0.06)+0.04log2(0.04) =2.14比特/符号9. 对如下两张图用变长码（如Huffman ）压缩，哪一张图的压缩效率高？为什么？答： B 图压缩效率更高，因B 图规律性更弱，熵值小。
A B9．如图为一幅16级灰度的图像。
请写出3x3均值滤波和3x3中值滤波的滤波器表达式；并写出两种滤波器对下图的滤波结果（只处理灰色区域,结果4舍5入）。
并计算拉普拉斯锐化、SOBEL 锐化。
（I=[1 2 2 2 3;1 15 1 2 2;2 1 2 0 3;0 2 2 3 1;3 2 0 2 2]）答：均值滤波：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111111191 中值滤波：程序： I=fun1=@(x) mean(x(:)); fun2=@(x) median(x(:)); J=nlfilter(I,[3 3],fun1); 均值滤波结果：1 2 2 2 3 1 15 12 2 2 1 2 03 0 2 2 3 1 322212 2 23 1 3 3 2 2 2 3 3 2 3 0 2 2 2 1 3222中值滤波结果：拉普拉斯算子：010151010-⎡⎤⎢⎥--⎢⎥⎢⎥-⎣⎦滤波。
用h=[0 -1 0;-1 5 -1;0 -1 0];imfilter(I,h)计算即可，结果：注：按无符号8位整数图像处理后，负数为0。