数字图像处理(简单理解、例题解析、考点清晰)
数字图像处理(简单理解、例题解析、考点清晰)
▪ 数据冗余的概念 ➢ 数据是信息的载体 同量的数据可表达不同量的信息 同量的信息可用不同量的数据表达 ➢ 冗余 数据表达了无用的信息 数据表达了已表达的信息
▪ 图像编码与压缩就是对图像数据按一定的规则进行 变换和组合，达到以尽可能少的代码（符号）来表 示尽可能多的图像信息。
图像灰度直方图
一、概念
1、定义
灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现 的频率。以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率， 绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图。它是图像 的一个重要特征，反映了图像灰度分布的情况。
频率的计算式为
vi
ni n
2、计算
该图像像元总数为8*8=64, i=[0,7]
由下面公式可以得到s2…..s7
sk T(rk)jk0Pr(rj)jk0nNj
均衡化过程
原灰度级 变换7 r3=3/7 r4=4/7 r5=5/7 r6=6/7 r7=1
ss00==TT((rr00))==00..1199
ss11==TT((rr11))==00..4444 s2s=2=TT(r(r2)2=)=00.6.655 s33=T(r33)=0.81 ss44==TT((rr44))==00..8899 s5=T(r5)=0.95 s66=T(r66)=0.98 s77=T(r77)=1.00
的反映。
从直方图形态判断图像质量
三、直方图修整法
1.直方图均衡化
直方图均衡化是将原图像通过某种变换，得到一 幅灰度直方图为均匀分布的新图像的方法。
直方图均衡化方法的基本思想是对在图像中像素个 数多的灰度级进行展宽，而对像素个数少的灰度级进行缩 减。从而达到清晰图像的目的。
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。
(完整版)数字图像处理题库
[题目]数字图像[参考答案]为了便于用计算机对图像进行处理，通过将二维连续（模拟）图像在空间上离散化，也即采样，并同时将二维连续图像的幅值等间隔地划分成多个等级（层次），也即均匀量化，以此来用二维数字阵列表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数（灰度值）的图像形式称为数字图像。
图像处理[参考答案]是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
题目]数字图像处理[参考答案]是指利用计算机技术或其他数字技术，对一图像信息进行某此数学运算及各种加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。
一、绪论(名词解释，易，3分)[题目]图像[参考答案]是指用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统而产生的视知觉的实体。
一、绪论(简答题，难，6分)[题目]什么是图像？如何区分数字图像和模拟图像？[参考答案]“图”是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。
“像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的感觉。
图像是图和像的有机结合，既反映物体的客观存在，又体现人的心理因素；图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述，或者说图像是客观对象的一种可视表示，它包含了被描述对象的有关信息。
模拟图像是空间坐标和亮度(或色彩)都连续变化的图像；数字图像是空间坐标和亮度(或色彩)均不连续的、用离散数字(一般是整数)表示的图像。
[题目]简述研究图像恢复的基本思路。
[参考答案]基本思路是，从图像退化的数学或概率模型出发，研究改进图像的外观，从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面日，从而获得与景物真实面貌相像的图像。
一、绪论(简答题，易，5分)[题目]简述研究图像变换的基本思路。
[参考答案]基本思路是通过数学方法和图像变换算法对图像的某种变换，以便简化图像进一步处理的过程，或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
一、绪论(简答题，易，5分)[题目]简述一个你所熟悉的图像处理的应用实例。
数字图像处理试题及答案
数字图像处理试题及答案一、选择题1. 数字图像的基本属性包括：A. 分辨率B. 颜色深度C. 存储格式D. 所有以上答案：D2. 在数字图像处理中，灰度化处理的目的是：A. 减少数据量B. 增强图像对比度C. 转换彩色图像为黑白图像D. 以上都是答案：A3. 下列哪个不是图像的几何变换？A. 平移B. 旋转C. 缩放D. 噪声滤除答案：D二、简答题1. 简述数字图像的采样过程。
答案：数字图像的采样过程是将连续的模拟图像转换为离散的数字图像。
这个过程包括两个步骤：空间采样和量化。
空间采样是按照一定的间隔在图像上取样，量化则是将采样点的连续值转换为有限的离散值。
2. 描述边缘检测在图像处理中的作用。
答案：边缘检测在图像处理中的作用是识别图像中物体的边界。
它是图像分割、特征提取和图像理解的基础。
通过边缘检测，可以将图像中的不同区域区分开来，为进一步的图像分析提供重要信息。
三、计算题1. 给定一幅数字图像，其分辨率为1024×768，颜色深度为24位，计算该图像的存储大小（以字节为单位）。
答案：图像的存储大小 = 分辨率的宽度× 高度× 颜色深度 / 8。
所以，1024 × 768 × 24 / 8 = 2,097,152 字节。
2. 如果对上述图像进行灰度化处理，存储大小会如何变化？答案：灰度化处理后，颜色深度变为8位（每个像素一个灰度值），所以存储大小变为1024 × 768 × 8 / 8 = 786,432 字节。
四、论述题1. 论述数字滤波器在图像去噪中的应用及其优缺点。
答案：数字滤波器在图像去噪中起着至关重要的作用。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
低通滤波器可以去除图像中的高频噪声，保留低频信息，但可能会导致图像细节丢失。
高通滤波器则可以增强图像的边缘和细节，但可能会放大噪声。
带通滤波器则可以同时保留图像的某些频率范围，但设计复杂度较高。
数字图像处理试题及答案
数字图像处理试题及答案一、选择题1. 数字图像处理是指对图像进行数字化表示，并在计算机中进行处理和分析。
下面哪个选项是数字图像处理的主要目标？A. 提高图像的分辨率B. 压缩图像的存储空间C. 增强图像的质量D. 以上都是答案：D. 以上都是2. 在数字图像处理中，下面哪种滤波器用于平滑图像并降低图像中噪声的影响？A. 锐化滤波器B. 高通滤波器C. 低通滤波器D. 带通滤波器答案：C. 低通滤波器3. 在数字图像处理中，下面哪个选项描述了图像的亮度？A. 图像的红色通道值B. 图像的绿色通道值C. 图像的蓝色通道值D. 图像的灰度值答案：D. 图像的灰度值4. 数字图像处理中的阈值处理常用于图像分割，下面哪个选项描述了图像分割的目标？A. 将图像分成相似的区域B. 将图像转化为黑白二值图像C. 将图像进行几何变换D. 将图像进行色彩的增强答案：B. 将图像转化为黑白二值图像5. 数字图像处理中的直方图均衡化是一种用于增强图像对比度的方法。
下面哪个选项描述了直方图均衡化的基本原理？A. 将像素值映射到一个更大的范围B. 将像素值映射到一个更小的范围C. 根据像素值的概率分布进行映射D. 根据像素值的灰度级别进行映射答案：C. 根据像素值的概率分布进行映射二、简答题1. 请简要描述数字图像处理中的图像平滑技术，并举例说明。
答：图像平滑技术是一种降低图像中噪声和细节的方法。
常用的图像平滑技术包括均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。
以均值滤波为例，该方法通过取邻域像素的平均值来平滑图像。
具体而言，对于每个像素点，将其周围的像素灰度值取平均后作为新的像素值。
这样可以减小图像中的噪声，并使图像变得更加平滑。
例如，对于一张包含椒盐噪声的图像，使用均值滤波可以去除部分噪声，提高图像的观看效果。
2. 请简要说明数字图像处理中的图像增强技术，并举例说明。
答：图像增强技术是一种通过调整图像的亮度、对比度和色彩等参数来改善图像质量的方法。
《数字图像处理》习题参考附标准答案
《数字图像处理》习题参考附标准答案《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（ImageProcessingToolbox）。
两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。
数字图像处理题库(含答案)
[题目]数字图像[参考答案]为了便于用计算机对图像进行处理，通过将二维连续（模拟）图像在空间上离散化，也即采样，并同时将二维连续图像的幅值等间隔地划分成多个等级（层次），也即均匀量化，以此来用二维数字阵列表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数（灰度值）的图像形式称为数字图像。
图像处理[参考答案]是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
题目]数字图像处理[参考答案]是指利用计算机技术或其他数字技术，对一图像信息进行某此数学运算及各种加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。
一、绪论(名词解释，易，3分)[题目]图像[参考答案]是指用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统而产生的视知觉的实体。
一、绪论(简答题，难，6分)[题目]什么是图像？如何区分数字图像和模拟图像？[参考答案]“图”是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。
“像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的感觉。
图像是图和像的有机结合，既反映物体的客观存在，又体现人的心理因素；图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述，或者说图像是客观对象的一种可视表示，它包含了被描述对象的有关信息。
模拟图像是空间坐标和亮度(或色彩)都连续变化的图像；数字图像是空间坐标和亮度(或色彩)均不连续的、用离散数字(一般是整数)表示的图像。
[题目]简述研究图像恢复的基本思路。
[参考答案]基本思路是，从图像退化的数学或概率模型出发，研究改进图像的外观，从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面日，从而获得与景物真实面貌相像的图像。
一、绪论(简答题，易，5分)[题目]简述研究图像变换的基本思路。
[参考答案]基本思路是通过数学方法和图像变换算法对图像的某种变换，以便简化图像进一步处理的过程，或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
一、绪论(简答题，易，5分)[题目]简述一个你所熟悉的图像处理的应用实例。
数字图像处理知识点与考点经典
5.数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。
6.灰度直方图：灰度直方图是灰度级的函数。灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，是频率同灰度级
的关系图。可以反映了图像的对比度、灰度范围（分布）、灰度值对应概率等情况。
7.灰度直方图的性质：（1）只能反映பைடு நூலகம்像的灰度分布情况，而不能反映图像像素的位置,即丢失了像
直接灰度变换
线性变换
比例线性拉伸 分段线性拉伸
指数拉伸
灰度变换 直方图修正
非线性变换 直方图均衡化
对数拉伸 其他拉伸
直方图规定化
空域滤波
图像平 滑 （低通）
领域平均法 中值滤波（非线性的图像平滑）
图像锐 化 （高通）
梯度算子
低通滤波
拉式算子
高通滤波 带通、带阻滤波
g(i, j) = a′ + b′ −a′ ( f (i, j) −a) b−a
图像分析是目标图像进行检测和各种物理量的计算，以获取对图像的客观描述。 图像理解是在图像分析的基础上。理解图像所表现的内容，分析图像间的相互联系，得出对客观场 景的解释。 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。 4. 一个数字图像处理系统由哪几个模块组成？试说明各模块的作用。 答： 一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像处理和分析、图像存储、图像通信、图像输出5 个模块组成，如下图所示。
数字图像处理知识点与考点（经典）
第 1 章 导论（知识引导）
1. 图像、数字图像和数字图像处理： 答： “图”是物体投射或反射光的分布，是客观存在的。“像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的 印象或认识。图像（image）是图和像的有机结合，即反映物体的客观存在，又体现人的心理因素；是 客观对象的一种可视表示，它包含了被描述对象的有关信息。
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▪ 填空题（20分） ▪ 判断题（10分） ▪ 问答题（20分） ▪ 计算题（35分） ▪ 编码题（15分）
第一章 导论
▪ 数字图像的分类： 按图像空间坐标和亮度的连续性可分为模拟
图像和数字图像 ▪ 图像处理的内容图像处理的内容：
根据抽象程度不同可分为三个层次：狭义图 像处理、图像分析和图像理解。
原灰度级分 布
原来像 素数
新灰度 级
新灰度级分布
原灰度 分布
0
790 s0’(790) 790/4096=0.19 0.19
1/7=0.14 1023 s1’(1023) 1023/4096=0.25 0.25
2/7=0.29 3/7=0.43
850 s2’(850) 850/4096=0.21 0.21
表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级 或灰度值或灰度 。
一幅数字图像中不同灰度级的个数称为灰度 级数，用G表示。
一般来说，G2g ，g就是表示存储图像像素灰度值所 需的比特位数。
若一幅数字图像的量化灰度级数G=256=28级，灰度取 值范围一般是0~255的整数，由于用8bit就能表示灰度图像 像素的灰度值，因此常称8 bit 量化
i
3 1 2 3 1 2 2 1 v7=5/64
二、直方图的性质
①灰度直方图只能反映图像的灰度分布情况，而不能反 映图像像素的位置,即丢失了像素的位置信息。
②一幅图像对应唯一的灰度直方图，反之不成立。不同 的图像可对应相同的直方图。
不同的图像具有相同直方图
③一幅图像分成多个区域，多个区域的直方图之和即为 原图像的直方图。
0 1 3 2 1 3 2 1 v0=5/64
vi
0 5 7 6 2 5 6 7 v1=12/64
1 6 0 6 3 5 1 2 v2=18/64
2 6 7 5 3 6 5 0 v3=8/64
3 2 2 7 2 4 1 6 v4=1/64
22562760 12321212
v5=5/64 v6=8/64
方图均匀化。
灰度级rk 0 1/7 2/7 3/7 4/7 5/7 6/7 1
像素数nk
790
102 3
850
656
329
245
122
81
概率 Pk(rk)
0.1 9
0.25
0.2 1
0.16
0.08
0.06
0.03
0.0 2
0
s0T(r0) Pr(rj)0.19 j0 1
s 1 T (r 1 ) P r(r j) P r(r 0 ) P r(r 1 ) 0 .1 9 0 .2 5 0 .4 4 j 0
m
m+1
m-2
2
5
6
m+2 8
2
6
m+2 8
m-1 10
1 21 4 3 1 22 3 4 5 76 8 9 5 76 8 8 5 67 8 9
▪ 空间域平滑通过积分过程使得图像边缘模糊，图 像锐化通过微分而使图像边缘突出、清晰。
二、灰度变换
理论基础 ▪ 当观察直方图形态时，发现直方图的峰值偏向
亮度坐标轴左侧，则说明图像偏暗; ▪ 峰值偏向坐标轴右侧，则说明图像偏亮; ▪ 峰值提升过陡、过窄，说明图像的高密度值过
于集中。 ▪ 以上情况均是图像对比度较小，图像质量较差
656
0.16
4/7=0.57 5/7=0.71 6/7=0.86
1.00
329 s3’(985) 985/4096=0.24 0.08
245
0.06
122 s4’(448) 448/4096=0.11 0.03
81
0.02
直方图均衡化结果
Pk(rk) 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
第2章 DIP的基本概念
▪ 物体的色分为：有色物体和消色物体 ▪ 马赫带效应：指有一定反差的图像临界部位在视
觉上给人以特别白或特别黑的感觉。 ▪ 一幅图像可以被看做是空间上各点光强度的集合。
数字图像用矩阵表示。
采样行
采样列
像素 行间隔
采样间 隔
经采样图像被分割成空间上离散的像素，但其灰 度是连续的，还不能用计算机进行处理。 将像素灰 度转换成离散的整数值的过程叫量化。
的反映。
从直方图形态判断图像质量
三、直方图修整法
1.直方图均衡化
直方图均衡化是将原图像通过某种变换，得到一 幅灰度直方图为均匀分布的新图像的方法。
直方图均衡化方法的基本思想是对在图像中像素个 数多的灰度级进行展宽，而对像素个数少的灰度级进行缩 减。从而达到清晰图像的目的。
直方图均衡化
例．假设有一幅图像，共有64×64个像素，8个 灰度级，各灰度级概率分布见下表 ，试将其直
第三章 图像变换
▪ 傅里叶变换图像理解 图像的频率是表征图像中灰度变化剧烈程度的指
标，是灰度在平面空间上的梯度。 经过傅里叶变换后的图像，四角对应于低频成分，
中央部位对应于高频部分。
第四章 图像增强
▪ 点运算：指像素值通过运算改变之后，可以改善 图像的显示效果。是一种像素的逐点运算。
▪ 对比度增强、对比度拉伸或灰度变换都属于点运 算。它是图像数字化软件和图像显示软件的重要 组成部分。
图像灰度直方图
一、概念
1、定义
灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现 的频率。以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率， 绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图。它是图像 的一个重要特征，反映了图像灰度分布的情况。
频率的计算式为
vi
ni n
2、计算
该图像像元总数为8*8=64, i=[0,7]
0
rk
(a)原直方图
Ps(sk)
0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
0
sk
(b)均衡后的直方图
图像直方图均衡化
定义：
对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用中值代替 窗口中心像素的原来灰度值，因此它是一种非线性的图像 源自滑法。中值滤波 原理示例：
m-2
m-1
6
10
m
m+1
62
5
数值排序
由下面公式可以得到s2…..s7
sk T(rk)jk0Pr(rj)jk0nNj
均衡化过程
原灰度级 变换函数值
r0=0
r1=1/7
r2=2/7 r3=3/7 r4=4/7 r5=5/7 r6=6/7 r7=1
ss00==TT((rr00))==00..1199
ss11==TT((rr11))==00..4444 s2s=2=TT(r(r2)2=)=00.6.655 s33=T(r33)=0.81 ss44==TT((rr44))==00..8899 s5=T(r5)=0.95 s66=T(r66)=0.98 s77=T(r77)=1.00