数字图像处理题目和部分答案

1~4章1.什么是数字图像？与模拟图像相比最主要的差别是什么？2.什么是像素？3.Matlab图像工具箱支持的4中类型图像分别是？请简要说明各类图像的特点。

4.什么是直方图规定化？与直方图均衡化相比有什么差别？5.什么是线性空间滤波？滤波掩模的最小尺寸一般是多少？6.若DFT变换后的频率矩形M*N大小为16*16，坐标从（1，1）算起，请指明该频率矩形的中心点位置；若坐标从（0，0）算起，则该频率矩形中心点位置为？7.什么是图像的直方图？请画出下面图像矩阵的灰度直方图。

1 2 3 4 4 52 3 4 6 7 88 6 6 6 9 99 9 9 9 9 92 1 5 8 6 73 6 5 74 28.假定一幅大小为64*64，灰度级为8级的图像，其灰度级分布如下表，完成对其直方图数据计算，并对其进行均衡化处理。

原图直方图数据均衡化后直方图数据R k N k N k/N S k N k N k/ NR1=0 24R2=1/7 86R3=2/7 113R4=3/7 220R5=4/7 837R6=5/7 906R7=6/7 1230R8=1 6809.编程：请使用线性和非线性两种空间滤波器对大小为512*512的double类图像’moon.tif’进行滤波，要求如下：线性滤波：读入图像，并显示；生成滤波器，采用相关滤波，边界采用镜像反射填充，滤波器大小为15*15，考虑采用均值滤波；显示滤波以后的图像。

非线性滤波：读入图像，并显示；采用中值滤波器，边界采用镜像反射填充；显示滤波以后的图像。

10.编程：读入并显示图像’chest.tif ’，计算其频谱，并将其低频移至频率矩形中心，显示其频谱，显示傅里叶反变换后的图像；采用巴特沃思高通型高频强化滤波器对其进行锐化，其中巴特沃思高通滤波器D0为源图像垂直尺寸的8%，高频强调时参数为偏移量a=0.8，乘数b=1.5。

显示滤波后的图像及其频谱；将高频强调滤波后的图像做直方图均衡化，显示均衡化后的图像。

11.编程：把图像chest.tif的宽度尺寸缩小为原来的1/2,计算并显示其直方图和频谱，频谱采用动态压缩范围的方式显示。

12.哪些Matlab函数可以获得图像的行列数目？13.如何获得图像的负片？写出2种Matlab实现方法。

14.线性空间滤波掩模的大小一般都取奇数，这种说法对吗？15.图像的能量主要几种在低频区域，高频区域的能量很少，这种说法对吗?16.几幅不同内容的灰度图像可以同时对应到同一灰度直方图中，这种说法对吗？17.图像的灰度直方图值描述图像个灰度级出现的频次，并不描述个灰度级在图像中的位置，这种说法对吗？18.请说明直方图均衡化与直方图规定化的异同点。

19.简要说明DFT滤波的基本步骤。

20.灰度图像的亮度变换只改变像素的亮度并不改变像素在图像中的亮度，这种说法对吗?21.直方图均衡化后会使图像的灰度级减少，因为在均衡化过程中要进行近似舍入，且舍入合并的是原图像上出现概率比较低的灰度级，这种说法对吗?22.什么是图像的空间滤波？23.空间滤波器的大小对图像的滤波效果是有影响，其模板尺寸越大，结果图像会越模糊，对吗？24.中值滤波对椒盐噪声的滤除效果非常好，对吗？5、6、8章1.图像退化的原因有哪些？2.图像复原和图像增强有什么异同点？3.请画出图像的退化/复原处理的模型。

4.请指出下列滤波器中哪些是均值滤波器，哪些是顺序统计滤波器算术均值滤波器，几何均值滤波器，谐波均值滤波器，逆谐波均值滤波器，中值滤波器、最大值滤波器、最小值滤波器、中点滤波器、修正后的阿尔法均值滤波器5.谐波均值滤波器对于“盐”噪声效果好，但不适用于“胡椒”噪声，这种说法正确吗？6.最大值滤波器用于发现图像中的最亮点，可以有效过滤“胡椒”噪声，这种说法正确吗？7.最小值滤波器用于发现图像中的最暗点，可以有效过滤“盐”噪声，这种说法正确吗？8.什么是图像配准？9.图像几何变换不改变像素的值，而是改变像素所在的位置，这种说法正确吗？10.按顺序扫描每个输入像素，利用T{(w,z)}计算出输出图像中像素的位置，赋值像素值输出，这是图像的正向映射空间变换？11.按顺序扫描每个输出像素，利用T-1{(x,y)}计算出输入图像中像素的位置，将像素值插入到最近的像素中去，这是图像的反向映射空间变换？12.什么是彩色空间？13.适合人眼感官描述的彩色空间是HSI，这种说法正确吗？其中的HIS分别表示什么？14.适合显示设备描述的彩色空间是RGB，这种说法正确吗？其中的RGB分别表示什么？15.适合打印设备描述的彩色空间是CMYK，这种说法正确吗？其中的CMYK分别表示什么？16.请画出RGB彩色空间的模型，并标出各个顶角的颜色及RGB值（每个颜色分量采用8bit表示）17.Matlab中的索引色图像包含2个结构，分别是什么？18.NTSC彩色制式在北美用于电视系统，它采用的彩色空间是什么？19.什么是补色？请分别指出R、G、B三中颜色的补色。

20.所有图像滤波都发生在频率域中，这种说对吗？21.图像的锐化处理就是图像的高通滤波处理，这种说法对吗？22.图像平滑就是图像的低通滤波处理，这种说法对吗？23.请说明如何对一幅彩色图像进行平滑处理。

假设fc是RGB彩色图像，fd是经过平滑的结果图像，请写出matlab处理的相应代码。

24.改变图像的描述方法就能改变图像的数据量，这种说法对吗?25.请说出静态图像的3种数据冗余。

26.静态图像中最主要的冗余是空间冗余，这种说法对吗？27.动态视频中最主要的冗余是时间冗余，这种说法对吗？28.Huffman编码是统计编码？29.Huffman编码是无损压缩编码方式？30.数据压缩技术的理论基础是？31.数据压缩的理论极限是？32.数据压缩技术的性能指标是什么？33.画出通用的图像压缩编码系统的方框图，并说明其中各部分的主要功能。

34.通用的图像压缩编码系统的方框图，转换器主要减少像素间冗余，量化器主要少心理视觉冗余，符号编码器主要减少编码冗余，这种说法对吗？35.什么是图像的压缩比？36.什么是编码冗余？37.只要信源不是等概率分布，就存在着数据压缩的可能性，这种说法对吗？38.熵编码是无损数据压缩，这种说法对吗？39.行程长度编码(RLE编码)是一种一种无损压缩编码方法，这种说法对吗？40.写出字符串aaaabbbccdeeeeefffffff的行程长度编码码字。

41.若信源中只可能出现4种符号abcd，请对符号串acbdb做算术编码，写出码字。

42.行程编码要获得好的压缩率的前提是，有比较长的相邻像素的值是相同的，这种说法对吗？43.像素间冗余反映图像中像素之间的相互关系，这种说法对吗？44.心理视冗余压缩是不可恢复的，量化的结果导致了数据有损压缩，这种说法对吗？45.JPEG是面向静态图像编码的国际标准，这种说法对吗？46.请画出JPEG压缩编码的框图。

47.量化处理是有损JPEG压缩编码中图像信息失真的主要原因，这种说法对吗？48.JPEG建议的熵编码方法有两种，一种是霍夫曼编码；另一种是算术编码，对吗？考试情况：1.填空题，20空，20分2.判断题，5题，10分3.选择题，10题，20分4.简答题，4题，20分5.应用题，2题，30分5，6，81.共8种（1）成像系统的像差、畸变、有限带宽等造成的图像失真；（2）涉嫌辐射、大气湍流等造成的照片畸变；（3）携带遥感仪器的飞机或卫星运动的不稳定，以及地球自传等因素引起的照片几何失真；（4）模拟图像在数字化的过程中，由于会损失掉部分细节，因而造成图像质量下降；（5）拍摄时，相机与景物之间的相对运动产生的运动模糊；（6）镜头聚焦不准产生的散焦模糊；（7）底片感光、图像显示时会造成记录显示失真；（8）成像系统中存在的噪声干扰。

2.相同：图像复原和图像增强二者的目的都是为了改善图像的质量。

不同：（1）图像增强主要是一个主观过程，而图像复原主要是一个客观过程（2）图像增强被认为是一种对比度拉伸，提供给用户喜欢接收的图像；而图像复原技术追求恢复原始图像的最优估值3.如果系统H是一个线性、位置不变性的过程，退化图像可以表示为g(x, y)=h(x, y)* f (x, y)+η(x, y)空间域上的卷积等同于频率域上的乘积G(u,v)=H(u,v)F(u,v)+N(u,v)h(x,y)表示退化函数的空间描述在这里，n(x, y)是一种统计性质的信息。

在实际应用中，往往假设噪声是白噪声，即它的频谱密度为常数，并且与图像不相关。

4.图像复原的空间滤波器①均值滤波器算术均值滤波器、几何均值滤波器、谐波均值滤波器、逆谐波均值滤波器②顺序统计滤波器中值滤波器、最大值滤波器、最小值滤波器、中点滤波器、修正后的阿尔法均值滤波器③自适应滤波器自适应局部噪声消除滤波器、自适应中值滤波器6.对7.对8.将两幅相同场景的图像对准。

图像配准主要补偿图像中出现的几何误差9.对10.对11.对12.彩色空间是用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义。

某种颜色模型所标定的所有颜色就构成了一个彩色空间。

13.对。

色调、饱和度和亮度来定义颜色（HSL颜色模型）14.对。

红、绿、蓝磷光体的发光量来描述颜色（RGB颜色模型）15.对。

青色、品红、黄色和黑色颜料的用量来指定颜色（CMYK颜色模型）16.用8bit 表示。

17. ①调色板(彩色映射矩阵map) ②图像数据矩阵 18. NTSC 制式的图像数据由3部分组成 ①Y 指亮度(Brightness),即灰度值②I 和Q 指色调和饱和度，描述色彩及饱和度 ③Y 分量可提供黑白电视机的所有影像信息19. 补色：在如图所示的彩色环上，与一种色调直接相对立的另一种色调称为补色R ——青色 G ——品红 B ——黄色 20. 21. 22.23.例6.8彩色图像平滑 f=imread('RGB_iris.tif'); imshow(f) fr=f(:,:,1); fg=f(:,:,2); fb=f(:,:,3);subplot(2,2,1);imshow(f) subplot(2,2,2);imshow(fr) subplot(2,2,3);imshow(fg) subplot(2,2,4);imshow(fb) 24.25. ①编码冗余 ②像素间冗余 ③心理视觉冗余 26. 对 27. 对28. 对 霍夫曼(Huffman)编码 29. ？30. 数据压缩技术的理论基础是信息论 31. 数据压缩的理论极限是信息熵 32. ①压缩比 ②图像质量 ③压缩与解压缩速度 33. 编码部分解码部分黄(255,255,0) 黑(0,0,0)绿(0,255,0) 青(0,255,255) 蓝(0,0,255)品红(255,0,255) 白(255,255,255) 红(255,0,0)34.对35.压缩中输入数据量和输出数据量之比如果n1表示源图像的比特数，n2表示编码后图像的比特数，图像的压缩比为：36.如果一个图像的灰度级编码，使用了多于实际需要的编码符号，就称该图像包含了编码冗余37.对38.对39.对40.举例说明：aaaa bbb cc d eeeee fffffff(共22*8=176 bits)4a3b2c1d5e7f(共12*8=96 bits)压缩率为：96/176=54.5%行程编码要获得好的压缩率的前提是，有比较长的相邻像素的值是相同的。