数字图像处理考试习题解答

数字图像处理考试习题解答
数字图像处理考试习题解答

数字图像处理

第一章

1.1解释术语

(2)数字图像: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的划分成多个等级(层次)也即均匀量化,以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。

(3)图像处理: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。

1.7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。彩色图像、多光谱图像和高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术,也发展除了一些特有的图像处理技术和方法。

1.8基本思路是,或简单地突出图像中感兴趣的特征,或想方法显现图像中那些模糊了的细节,以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。

1.9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目,从而获得与景物真实面貌相像的图像。

1.10基本思路是,,在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能的减少图像的存储量,以满足图像存储和实时传输的应用需求。

1.11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过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。

1.12基本目的是,找出便于区分和描述一幅图像中背景和目标的方法,以方便图像中感兴趣的目标的提取和描述。

第二章

2.1解释下列术语

(18)空间分辨率:定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目,用于表示图像中可分辨的最小细节,主要取决于采样间隔值的大小。

(19)灰度分辨率:是指在灰度级别中可分辨的最小变化,通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。

(20)像素的4邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻和垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素,他们的坐标分别为(x-1,y)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y)。(21)像素的8邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻和垂直相邻的8个像素称为该像素的8邻域像素,他们的坐标分别为(x-1,y-1)(x-1,y)(x-1,y+1)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y-1)(x+1,y)(x+1,y+1)。

(28)欧氏距离:坐标分别位于(x,y)和(u,v)处的像素P和像素q之间的欧氏距离定义为:D e(p,q)=[(x-u)2+(y-v)2]1/2

(29)街区距离:欧氏距离:坐标分别位于(x,y)和(u,v)处的像素P和像素q之间的街区距离定义为:D4(p,q)=|x-u|+|y-v|。

(30)棋盘距离:欧氏距离:坐标分别位于(x,y)和(u,v)处的像素P和像素q之间的欧氏距离定义为:D8(p,q)=max(|x-u|,|y-v|)。

(33)调色板:是指在16色或者256色显示系统中,将图像中出现最频繁的16种或者256种颜色组成的一个颜色表,并将他们分别编号为0~15或0~255,这样就使每一个4位或者8位的颜色编号或者颜色表中的24位颜色值相对应。这种4位或者8位的颜色编号称为颜色的索引号,由颜色索引号及对应的24位颜色值组成的表称为颜色查找表,即调色板。

2.7对图像进行描述的数据信息一般应至少包括:

(1)图像的大小,也即图像的宽和高

(2)表示每个像素需要的位数,当其值为1时说明是黑白图像,当其值为4时说明是16色或16灰度级图像,当其值为8时说明是256色或256灰度级图像,当其值为24是说明是真彩色图像。

同时,根据每个像素的位数和调色板的信息,可进一步指出是16色彩色图像还是16灰度级图像;是256色彩色图像还是256灰度级图像。

(3)图像的调色板信息。

(4)图像的位图数据信息。

对图像信息的描述一般用某种格式的图像文件描述,比如BMP等。在用图像文件描述图像信息时,相应的要给出图像文件的格式信息、图像文件是否压缩及其压缩格式信息等。不同格式的图像文件有各自的约定。

2.15 由于存储一副M*N的灰度级为l的数字图像所需的位数为:M*N*k,其中l=2k。二值图像、16级灰度级图像和256灰度级图像的k值分别为1、4、8,也即存储一个像素需要的位数分别为1位、4位、8位。所以,一副200*300的二值图像所需的存储空间为200*300*1/8=7.5KB;衣服200*300的16灰度级图像所需的存储空间为200*300*4/8=30KB;一副200*300的256灰度级图像所需的存储空间为200*300*8/8=60KB。

第三章

3.5 功率谱表示的意义是什么

答:功率谱的定义为频谱的平方,反应了离散信号的能量在频率域上的分布情况。

对于二维数组数字图像来说,由于傅里叶频谱的低频主要集中在二维频谱图的中心,所以图像的功率谱反应了该图像中低频能量到高频能量的分布情况,以及低频能量聚集于频谱图的中心的程度。后者反应了该图像中低频信号的图像功率与图像总功率的比率关系。3.6 进行图像傅里叶变换的目的何在?

答:总体上说来,其目的有以下3方面:

(1)简化计算,也即傅里叶变换可将空间域中复杂的卷积运算转化为频率域中简单的乘积运算;

(2)对于某些在空间域中难以处理或处理起来比较复杂的问题,利用傅里叶变换把用空间域表示的图像映射到频率域,在利用频率域滤波或频域分析方法对其进行处

理和分析,然后再把频域中处理和分析的结果变换回空间域,从而可达到简化处

理和简化的目的

(3)特殊目的的应用需求,比如通过某些频率域的处理方法,实现对图像的增强,特征提取,数据压缩,纹理分析,水印嵌入等,从而实现在空间域难以达到的效果。

3.7 对于M*N 的图像f(x,y),其基函数大小是多少?基图像大小是多少

答:对于M*N的图像f(x,y),其二维离散傅里叶反变换式子为:

f(x,y)=∑M-1u=0∑N-1V=0F(u,v)exp[j2π(ux/M+uy/N)](x,y=0,1…N-1)分析上式可知,对于每个特定的x 和y,u有M个可能的取值,v有N个可能的取值,也即(u,v)共有M*N个特定的取值,所以其基矩阵的大小为M*N,也即及图像由M*N块组成。当(x,y)取遍所有可能的值(x=0,1,2….m-1;y=0,1…n-1)时,就可得到由(M*N)*(M*N)块组成的基图像,所以其基图像大小为M平方*N平方。

3.8 简述二维离散傅里叶变换可分离性的意义

答:根据二维离散傅里叶变换的可分离性,在计算二维离散傅里叶变换时,可先对图像像素矩阵的所有列分别进行列变换,然后再对变换结果的所有行分别进行行变换,这样就可以利用一维离散傅里叶变换算法串行计算二维离散傅里叶变换,这在某种程度上就简化了计算的过程

3.9

答:因为一副M*N的图像的灰度平均值可表示为:f=1/N2∑N-1x=0∑N-1y=0f(x,y)

由二维离散傅里叶变换公式又有:F(0,0)=1/N ∑N-1x=0∑N-1y=0f(x,y)

比较这两个公式可知,一副图像的灰度平均值与该图像的傅里叶变换之间的联系可表示为:F=1/NF(0,0).

3.10

答:傅里叶频谱的低频主要取决于图像在平坦的区域中灰度的总体分布,而高频主要取决于图像的边缘和噪声等细节。

按照图像空间域和频率域的对应关系,空域中的强相关性,即由于图像中存在大量的平坦区域,使得图像中的相邻或相近像素一般趋向于取相同的灰度值,反映在频率域中,就是图像的能量主要集中于低频部分。

根据傅里叶频谱的周期性和平移性,当把傅里叶频谱图的原点从(0,0)平移至(M/2,N/2)时,图像的低频分量就主要集中在以(M/2,N/2)为坐标原点的中心区域。具有这种特点的图像二维频谱图,就比较清楚的展现了图像中低频信号在图像总能量中所占的比率,以及低频信号向高频信号过渡的变化情况,既具有可视化的特点,又便于频率域低通滤波和高频滤波实现。

3.11直接对f(x,y)进行傅立叶变换所得的傅立叶频谱即为F(u,v),其坐标原点位于(0,0),图像的低频分量主要集中在频谱图的四个角区域。对(-1)(x+y)f(x,y)进行傅立叶

变换所得的频谱图即为F(u-M/2,v-N/2),其坐标原点位于(M/2,N/2),图像的低频分量主要集中频谱图的中心区域。

因为当u0=M/2和v0=N/2时,有

f(x,y)exp[j2π(u0x/M+v0y/N)]=(-1)(x+y)f(x,y)

根据二维离散傅立叶变换的平移性

f(x,y)exp[j2π(u0x/M+v0y/N)] F(u-u0,v-v0)

所以,对(-1)(x+y)f(x,y)进行傅立叶变换后所得频谱图的坐标原点位于(M/2,N/2),图像的低频分量就集中在频谱图的中心区域。

第四章

4.1解释下列术语

(1)空间域图像增强:是指在平面中对图像的像素灰度值直接进行处理的图像增强方法。(2)频率域图像增强:是指利用傅立叶变换等先将图像从空间域变换到频率域,然后利用图像的幅频特性在频率域对图像再进行某种滤波处理,处理后再利用傅立叶反变换等将图像变换回空间域来实现图像增强的方法。

(6)归一化直方图:设图像f(x,y)的第k级归一化灰度值为r k,图像f(x,y)中具有诡异会灰度值r k的像素个数为n k,图像f(x,y)中的总像素个数为n,则图像f(x,y)的归一化直方图由p(r k)=n k/n给出。其中,0

(7)图像锐化:是一种突出和加强图像中景物的边缘和轮廓的技术。

(9)图像的噪声:在图像上出现的一些随机的、离散的和鼓励的不惜条的像素点称为图像的噪声。图像的噪声在视觉上通常与它们相邻的像素明显不同,表现形式为在较黑区域上的随机白点或较白区域上的随机黑点,明显会影响图像的视觉效果。

4.2直方图均衡的基本思想就是把一幅具有任意灰度概率分布的图像,变换成一幅接近俊宇的概率分布的新图像。

步骤如下:

1、计算原图的归一化灰度级别及其分布概率。

2、根据直方图均衡化公示求变换函数的各灰度等级值。

3、将所得变换函数的各灰度等级值转化成标准的灰度级别值,从而得到均衡化后的新图像

的灰度级别值。

4、根据相关关系求新图像的各灰度级别值的像素数码。

5、求新图像各灰度级别的分布概率。

6、画出均衡化后的新图像的直方图。

4.4解:(1)根据直方图均衡化公式球变换函数的各个灰度等级值

S0=T(r0)=∑0j=0n j/n=p r(r0)=0.354

S1=T(r1)=∑1j=0n j/n=p r(r0)+p r(r1)=0.354+0.251

S2=T(r2)=∑2j=0n j/n= 0.354+0.251+0.129=0.734

同理有

S3=0.824 S4=0.892 S5=0.960 S6=0.997 S7=1.00

(2)将所得的变换函数的灰度等级值转化为标准的灰度级别值

根据8个灰度级别的十进制数值:

0 0.143 0.286 0.792 0.571 0.721 0.857 1

分析可得

S0=2/7 S1=4/7 S2=5/7 S3=S4=6/7 S5= S6= S7=1

(4)画出原图像和均衡化后新图像的直方图

原图像和均衡化后新图像的直方图如图示

4.7点运算是一种逐像素点对图像进行变换的增强方法,典型的方法是对比度拉伸灰度变换的方法。空间运算是一种利用模版或者掩模,对图像各个领域的像素进行处理的运算方法。两者的区别是,点运算每次对一个像素点进行运算处理;而空间运算是同时对图像中的某一个邻域的多个像素进行运算处理。

第五章

5.1解释下列术语

(1)图像恢复:图像回复就是使退化了的图像去除退化因素,并以最大的保真度回复成原来图像的一种技术。

(5)当图像面上不同点的噪声不相关时,称为白噪声,其功率谱密度为常数,也即其强度不随频率的增加而衰减。白噪声是一个数学上的抽象概念,实用上,只要噪声带宽远大于图像带宽,就可以把它看做是白噪声。

(6)椒盐噪声:椒盐噪声类似于随机分布在图像上的亮点和暗点,通常被数字化最大灰度值的纯白或最小灰度值的纯黑。将黑点形象为胡椒点,将白点形象为椒盐点,因而名为椒盐噪声。把白点看做正脉冲,黑点看做负脉冲,所以椒盐噪声也称为脉冲噪声,有时也将其成为散粒噪声或者尖峰噪声。

第六章

6.1解释下列术语

(1)图像压缩:是指在不同用途的图像质量要求下,保留确定信息、去掉大量冗余或无用信息,尽可能用最少的比特数表示一幅图像,以减少图像存储容量的提高和图像的传输效率的技术。

(4)信源编码:把在满足一定图像质量的条件下,通过减少冗余数据来用尽可能少的比特数来表示原图像,实现数据的压缩的过程称为信源编码。

(5)无损压缩:也称为无失真压缩,是一种在不引入任何失真的条件下使表示图像的数据比特率为最少的压缩方法。无损压缩是可逆的,即从压缩后的图像能完全恢复出原图像而没有任何失真。

(6)有损压缩:也称为有失真压缩,是一种在一定比特率下获得最佳保真度,或在给定的保真度下获得最小比特率的压缩方法。由于有损压缩有一定的信息损失,所以是不可逆的,即无法从压缩后的图像恢复原图像。

6.2图像压缩的目的是在满足一定图像质量条件下,用尽可能少的比特数来表示原图像,也即尽量降低一幅图像的数据量,从而减少图像的存储容量和提高图像的传输效率。

6.7变长编码的基本思想是用尽可能少的比特数表示出现概率尽可能大的灰度级,,以实现数据的压缩编码。最常用的变长编码包括费诺码、霍夫曼编码、二进制编码、B1码、B2码、二进制移位码等。

6.8

平均编码长度为

L=∑5i=1P(x i)l i

=1/4*2+1/4*2+1/4*2+1/8+3+1/8*3=2.25bit

6.10

6.11

6.12

第一步:,首先是建立信源符号级的概率模型,扫描输入符号序列可知,信源符号集中的符号按序l、o、n、c、e、_排列,其在输入符号序列中出现的概率依次为0.3、0.1、0.1、0.1、0.3和0.1。

第二步,在扫描编码开始时,首先根据各信源符号及其出现的概率在半开区间[0,1 )内为每个信源符号分配一个其宽度等于其概率的半开区间:[0.0,0.3 )、[0.3,0.4 )、[0.4,0.5 )、[0.5,0.6 )、[0.6,0.9 )、[0.9,1.0)且l对应的[0.0,0.3 ),o对应的[0.4,0.5 ),n对应的[0.5,0.6 ),c对应的[0.6,0.9 ),e对应的[0.9,1.0 )

第三步,考察信源符号序列中的第一个符号序列l,将该符号序列对应的子区间[0.0,0.3 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.0,0.09 )、[0.09,0.12 )、[0.12,0.15 )、[0.15,0.18 )、[0.18,0.27 )、[0.27,0.3)。

第四步,考察信源符号序列中的第二个符号序列o,将该符号序列对应的子区间[0.09,0.12 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.09,0.099 )、[0.99,0.102 )、[0.102,0.105 )、[0.105,0.108 )、[0.108,0.117 )、[0.117,0.12)。第五步,考察信源符号序列中的第三个符号序列n,将该符号序列对应的子区间[0.102,0.105 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.102,0.1029 )、[0.1029,0.1032 )、[0.1032,0.1035 )、[0.1035,0.1038 )、[0.1038,0.1047 )、[0.1047,0.105)。

第六步,考察信源符号序列中的第四个符号序列c,将该符号序列对应的子区间[0.1035,0.1038 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.1035,0.10359)、[0.10359,0.10362 )、[0.10362,0.10365 )、[0.10365,0.10368 )、[0.10368,0.10377 )、[0.10377,0.10380)。

第七步,考察信源符号序列中的第五个符号序列e,将该符号序列对应的子区间[0.10368,0.10377 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.10368,0.103707 )、[0.103707,0.103716 )、[0.103716,103725 )、[0.103725,0.103734 )、[0.103734,0.103761 )、[0.103761,0.10377)。

第八步,考察信源符号序列中的第六个符号序列_,将该符号序列对应的子区间[0.103761,0.103770 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.103761,0.1037637 )、[0.1037637,0.1037646 )、[0.1037646,0.1037655 )、[0.1037655,

0.1037664 )、[0.1037664,0.1037691 )、[0.1037691,0.103770)。

第九步,考察信源符号序列中的第七个符号序列l,将该符号序列对应的子区间[0.1037610,0.1037637 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.10376100,0.10376181 )、[0.10376181,0.1037208 )、[0.1037208,0.1037235 )、[0.1037235,0.1037262 )、[0.1037262,0.1037343 )、[0.1037343,0.1037370)。

第十步,考察信源符号序列中的第八个符号序列l,将该符号序列对应的子区间[0.10376100,0.10376181 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6个半开子区间:[0.10376100,0.103761243 )、[0.103761243,0.103761324 )、[0.103761324,0.103761405 )、[0.103761405,0.103761486 )、[0.103761486,0.103761729 )、[0.103761729,0.103761810)。第十一步,考察信源符号序列中的第八个符号序列e,将该符号序列对应的子区间[0.103761486,0.103761729 )扩展到整个高度,并根据各信源符号及其概率将其子分成6

个半开子区间:[0.103761486,0.1037615589 )、[0.1037615589,0.1037615832 )、[0.1037615832,0.1037616075 )、[0.1037616075,0.1037616318 )、[0.1037616318,0.1037617047 )、[0.1037617047,0.1037617290)。

最后信源符号中的第十个符号e不要再分,直接对应子区间[0.1037616318,0.1037617047) 所以信源符号序列l、o、n、c、e、_、l、l、e、e对应区间依次是:[0.0,0.3 )[0.09,0.12 )[0.102,0.105 )[0.1035,0.1038 )[0.10368,0.10377 )[0.103761,0.103770 )[0.1037610,0.1037637 )[0.10376100,0.10376181 )[0.103761486,0.103761729 )[0.1037616318,0.1037617047)。每个输入符号的编码可以取与该符号对应的区间中任意一

点额值。该信源序列可以取0.0,0.09,0.102,0.1035,0.10368,0.103761,0.1037610,0.10376100,0.10376100,0.103791486,0.1037616318。

6.13

答:所谓平面编码,就是将一幅灰度图像或彩色图像分解为多幅二值图像的过程。其基本思

想可以分为一下两种方式来体现。

(1)位平面分解

一幅m位的灰度级图像的灰度值可以用多项式表示为:x m-12m-1+ x m-22m-2+…+ x121+ x020,x i在区间[0,1]

根据上式,将一幅灰度级图像分解成m个二值图像的一种简单的方法,就是把图像中用于表

示每个像素的m位的多项式系数分别分离到m个1位的位平面的相应位置中。即等零级位平

面由图像中每个像素的X0组成,第一级位平面有图像中每个像素的x1组成,一次推,第m-1级为平面由图像中每个像素的x m-1组成。也就是说,每个位平面的像素等于每个像素在原

图像中对应位的值。

(2)位平米的格雷码分解编码

如果用一个M位的灰度编码g m-1…g2g1g0表示图像,那么图像中这个m位的灰度级编码

g m-1…g2g1g0的所有g i就组成了第i个平面二值图像

设反映灰度值大小的m位二进制编码为x m-1…x2x1x0,与其对应的m位格雷码为

g m-1…g2g1g0则有

g i=x i+x i+1 0<=i<=m-2

g m-1=x m-1

其中+表示异或运算。

第七章

7.1 (1)·图像的分割是指依据图像的灰度,颜色,纹理,边缘等特征,把图像分成各自满足某种相似性准则或具有同质特征的连通区域的集合过程。

(2)·图像的边缘是指图像灰度发生空间突变的像素的集合。

(3)·图像的均值:是指图像中所有像素灰度值的平均值,主要反映了图像中像素的集中趋势。对于一幅M*N的图像,其均值既可以定义为:f=1/NM ∑M-1x=0∑N-1y=0f(x,y)也可以用该图像的傅里叶变换系数来表示为:f=1/(MN)1/2F(0,0)

(4)·图像的方差:方差是一组资料中各数值与其算术平均数差的平方和的平均数,反映的是这组资料中各观测值之间的离散程度。对于一幅图像来说,图像的方差就是图像中各像素点的灰度值与其灰度均值差的平方和的平均值,反映了图像中各像素的离散程度和整个图像区域的起伏程度。

对于一幅M*N的图像f(x,y),若其灰度均值为f,则图像的方差定义为

σ2f=1/NM ∑M-1x=0∑N-1y=0[f(x,y)-f]2

7.2 答:图像分割的依据是认为图像中各个区域具有不同特性,这些特性可以是灰度、颜色、纹理等。而灰度图像分割的依据是基于相邻像素灰度值的不连续性和相似性。也即同一区域内部的像素一般具有灰度相似性,而在不同区域之间的边界上一般具有灰度不连续性。所以灰度图像的各种分割算法可据此分为利用区域间灰度不连续的基本边界的图像分割算法和利用区域内灰度相似性的基于区域的图像分割算法。

7.6答:Sobel边缘检测算子可较好的获得边缘效果,并且对噪声具有一定的平滑作用,减小了对噪声的敏感性。但Sobel边缘检测算子检测的边缘比较粗,亦即会检测出一些伪边缘,所以边缘检测精度比较低。Prewitt算子的梯度幅值表示式与Sobel算子的梯度幅值表示式完全相同,但Prewitt算子的计算比Sobel算子更为简单,Prewitt算子的边缘检测效果比Sobel 算子的边缘检测效果稍精细一些,但在噪声抑制方面Sobel算子比Prewitt算子略胜一筹。7.13答:该方法首先要在每个需要分割的区域中找一个种子像素作为生长点,然后将种子像素周围邻域中与种子像素具有相同或相似性质的像素合并到种子像素所在的区域中,接着以合并成的区域中的所有像素作为新的种子像素继续上面的相似性判别与合并过程,直到再没有满足相似性条件的像素可被合并进来为止。

7.14答:三个关键问题如下:

(1)合理确定区域的生长过程中能正确代表所需区域的种子像素。

(2)确定在生长过程中能将相邻像素合并进来的相似性准则。

(3)确定终止生长过程的条件而或准则。

7.17答:(1)一维熵

对于灰度级为{0…..L-1}的数字图像,若设每个灰度级出现的概率为{<<<<<}则图像的一维信息熵定义为:

H=—∑L-1i=0p i*lnp i

(2)二维熵

设i为图像的灰度值,j为图像的邻域灰度均值,且0<=i,j<=L-1,则图像像素的灰度值和反

映图像灰度分布的空间特征量则组成的二元组(i,j),则反映某像素位置上的灰度值与反映其周围像素的灰度分布的空间特征量组成的二元组(i,j)反映的二维综合特征为

P i,j=N(i,j)/M2

其中,N(i,j)为综合特征二元组出现的频数,M为测量窗口中像素的个数。

基于上述条件的图像二维熵定义为

H=—∑L-1i=0∑L-1j=0p i,j*lnp i,j

图像的二维熵则能反映图像的灰度分布空间特征,在反映图像锁包含的信息量的前提下,突出反映了图像中像素位置的灰度信息和像素邻域内灰度分布的综合特征。

(3)区别

图像的一维熵表示图像中灰度分布的聚集特征所包含的信息量。图像的二维熵在反映图像所包含的信息量的前提下,突出反映了图像中像素位置的灰度信息和像素邻域内灰度分布的综合特征。

图像的一维熵可以表示图像灰度分布的聚集特征,却不能反映图像灰度分布的空间特征,而图像的二维熵则反映了图像的灰度分布的空间特征。

7.19答:纹理的三个标志如下:

(1)某种局部的序列性在比该序列更大的区域内不断重复出现。

(2)序列由基本部分非随机排列组成;

(3)在纹理区域内个部分具有大致相同的结构和尺寸。

7.24答:图像分割是一种依据图像中各区域的灰度、颜色、纹理等特征,将图像划分成不同区域的技术。其目的或是通过分割出的某些区域的形状来识别目标,或是进而在分割成的区域中进行特征提取,再根据提取的特征或结构信息进行物体识别。因此图像分割强调从地物边界和形状信息中进行物体识别,而图像分类则着眼于从地物的光谱特征出发对地物类别进行区分,图像分类的结果通常是给人工目视解译提供定量信息,而不是提供简单的形状结构信息。

数字图像处理习题2018

数字图像处理习题集 1图像的概念及分类; “图”是物体透射或者反射光的分布;“像”是人的视觉系统接收图的信息而在大脑中形成的印象或认识。 图像通常是所表示对象信息的浓缩或概括,因此,“一幅图像是关于目标的一个不完全、不精确但恰当的表示。” 图像是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眼而产生视知觉的实体。 学科定义:给定条件下被摄目标电磁波性质<反射、辐射、透射)的一种表现形式。 广义上:图像是对所表示物体的信息描述。 图像分类 二值图像:图像中只能取值为0或1。 灰度图像: 单色图像,只包含亮度信息。 彩色图像:3波段单色图像,每波段代表不同颜色,通常为红色、绿色、蓝色。 2说明图像技术的层次,并叙述各层次的主要研究内容; 图像技术之图像处理

数字图像处理课后参考答案

数字图像处理 第一章 1、1解释术语 (2) 数字图像: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的划分成多个等级(层次)也即均匀量化,以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置与每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。 (3)图像处理:就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。 1、7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。彩色图像、多光谱图像与高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术,也发展除了一些特有的图像处理技术与方法。 1、8基本思路就是,或简单地突出图像中感兴趣的特征,或想方法显现图像中那些模糊了的细节,以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。 1、9基本思路就是,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目,从而获得与景物真实面貌相像的图像。 1、10基本思路就是,,在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能的减少图像的存储量,以满足图像存储与实时传输的应用需求。 1、11基本思路就是,通过数学方法与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过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。 1、12基本目的就是,找出便于区分与描述一幅图像中背景与目标的方法,以方便图像中感兴趣的目标的提取与描述。 第二章 2、1解释下列术语 (18)空间分辨率:定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目,用于表示图像中可分辨的最小细节,主要取决于采样间隔值的大小。 (19)灰度分辨率:就是指在灰度级别中可分辨的最小变化,通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。 (20)像素的4邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻与垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素,她们的坐标分别为(x-1,y)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y)。 (21)像素的8邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻与垂直相邻的8个像素称为该像素的8邻域像素,她们的坐标分别为(x-1,y-1)(x-1,y)(x-1,y+1)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y-1)(x+1,y)(x+1,y+1)。 (28)欧氏距离:坐标分别位于(x,y)与(u,v)处的像素P与像素q之间的欧氏距离定义为:D e(p,q)=[(x-u)2+(y-v)2]1/2 (29)街区距离:欧氏距离:坐标分别位于(x,y)与(u,v)处的像素P与像素q之间的街区距离定义为:D4(p,q)=|x-u|+|y-v|。 (30)棋盘距离:欧氏距离:坐标分别位于(x,y)与(u,v)处的像素P与像素q之间的欧氏距离定义为:D8(p,q)=max(|x-u|,|y-v|)。 (33)调色板:就是指在16色或者256色显示系统中,将图像中出现最频繁的16种或者256种颜色组成的一个颜色表,并将她们分别编号为0~15或0~255,这样就使每一个4位或者8位的颜色编号或者颜色表中的24位颜色值相对应。这种4位或者8位的颜色编号称为颜色的索引号,由颜色索引号及对应的24位颜色值组成的表称为颜色查找表,即调色板。 2、7对图像进行描述的数据信息一般应至少包括: (1)图像的大小,也即图像的宽与高 (2)表示每个像素需要的位数,当其值为1时说明就是黑白图像,当其值为4时说明就是16色或16灰度级图像,当其值为8时说明就是256色或256灰度级图像,当其值为24就是说明就是真彩色图像。 同时,根据每个像素的位数与调色板的信息,可进一步指出就是16色彩色图像还就是16灰度级图像;就是256色彩色图像还就是256灰度级图像。 (3)图像的调色板信息。 (4)图像的位图数据信息。 对图像信息的描述一般用某种格式的图像文件描述,比如BMP等。在用图像文件描述图像信息时,相应的要

《数字图像处理》试题及答案.

。中间过程:先补上一圈的 0:解:结果: y ,然后和模板 作卷积,例如 y 中的-4 是这样得到的: -4(即对应元 素相乘相加,其他的数同理。 1、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:中值滤波:(2 分)(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) 2. 设有编码输入 X={x1,x2,x3,x4,x5,x6}, 其频率分布分别为p(x1=0.4,p(x2=0.3, p(x3=0.1,p(x4=0.1, p(x5=0.06,p(x6=0.04, 现求其最佳霍夫曼编码。 3 对数字图像 f(i,j(图象 1进行以下处理,要求: 1 计算图像 f(i,j的信息量。(10 分) 2 按下式进行二值化,计算二值化图象的欧拉数。 0 0 1 2 3 2 1 3 1 5 6 6 2 6 2 1 3 7 0 7 2 5 3 2 2 6 6 5 7 0 2 3 1 2 1 3 2 2 1 1 3 5 6 5 6 3 2 2 2 7 3 6 1 5 4 0 1 6 1 5 6 2 2 1 解:1统计图象 1 各灰度级出现的频率结果为; 信息量为 )对于二值化图象,若采用 4-连接,则连接成分数为 4,孔数为 1,欧拉数为 4-1=3;若采用 8-连接,则连接成分数为 2,孔数为 2,欧拉数为 2-2=0; 1 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。解:1)一维连续图像函数的傅立叶变换定义为: 2)空间频率是指单位长度内亮度作周期变化的次数,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。 2、试给出把灰度范围(0,10)拉伸为(0,15),把灰度范围(10,20)移到(15,25),并把灰度范围(20,30)压缩为(25,30)的变换方程。解:如图所示,由公式

数字图像处理期末复习题2教学总结

第六章图像的锐化处理 一.填空题 1. 在图像的锐化处理中,通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。垂直方向的微分算子属于________________。(填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”) 2. 在图像的锐化处理中,通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Roberts交叉微分算子属于________________。(填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”) 3. 在图像的锐化处理中,通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Sobel 微分算子属于________________。(填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”) 4. 在图像的锐化处理中,通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Priwitt微分算子属于________________。(填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”) 5. 在图像的锐化处理中,通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Laplacian微分算子属于________________。(填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”) 6. 在图像的锐化处理中,通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Wallis 微分算子属于________________。(填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”) 7. 在图像的锐化处理中,通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。水平方向的微分算子属于________________。(填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”) 8. 图像微分______________了边缘和其他突变的信息。(填“增强”或“削弱”) 9. 图像微分______________了灰度变化缓慢的信息。(填“增强”或“削弱”) 10. 图像微分算子______________用在边缘检测中。(填“能”或“不能”) 四.简答题 1. 图像中的细节特征大致有哪些?一般细节反映在图像中的什么地方? 2. 一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时,有什么异同? 3. 简述水平方向的微分算子的作用模板和处理过程。 4. 简述垂直方向的微分算子的作用模板和处理过程。 5. 已知Laplacian微分算子的作用模板为:,请写出两种变形的Laplacian算子。解答: 1. 图像的细节是指画面中的灰度变化情况,包含了图像的孤立点、细线、画面突变等。孤 立点大都是图像的噪声点,画面突变一般体现在目标物的边缘灰度部分。 2. 一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界,反映的边界信息较少,但是所反映的边界 比较清晰;二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。反映的边界信息包括了许多的细节 信息,但是所反映的边界不是太清晰。 五.应用题 1. 已知Roberts算子的作用模板为:,Sobel算子的作用模板为: 。 设图像为:

数字图像处理题库

试题库的收集: 直接打开百度文库,这样比较全面一些 输入:数字图像处理试题习题 名词解释: 选择题 1、数字图像的_____D___。 A空间坐标离散,灰度连续 B灰度离散,空间坐标连续 C两者都是连续的D两者都是离散的 2、图像灰度量化用6比特编码时,量化等级为_____B___。 A 32个 B 64个 C128个 D 256个 3. 下面说法正确的是:( B ) A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换; B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种; C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换,所以总比基于图像 域的方法计算复杂较高; D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好。 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、RGB B、CMY或CMYK C、HSI D、HSV 4、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 D、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。

数字图像处理第三版中文答案--冈萨雷斯

数字图像处理第三版中文答案--冈萨雷斯

第二章 2.1(第二版是0.2和1.5*1.5的矩形,第三版是0.3和1.5圆形) 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 ()()017 02302.x .d = 解得x=0.06d 。根据2.1 节内容,我们知道:如果把中央凹处想象为一个有337000 个成像单元的圆形传感器阵列,它转换成一个大小25327.?π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 (直径) 的一条线上有655个成像单元和654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)/1309]=1.1×10-6 m 。 如果在中央凹处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: m .d .x 61011060-?<=,即m .d 6 10318-?<

2.2 当我们在白天进入一家黑暗剧场时,在能看清并找到空座时要用一段时间适应。2.1节描述的视觉过程在这种情况下起什么作用? 亮度适应。 2.3 虽然图2.10中未显示,但交流电的却是电磁波谱的一部分。美国的商用交流电频率是77HZ 。问这一波谱分量的波长是多少? 光速c=300000km/s ,频率为77Hz 。 因此λ=c/v=2.998 * 108(m/s)/77(1/s) = 3.894*106m = 3894 Km. 2.5 根据图2.3得:设摄像机能看到物体的长度为x (mm),则有:500/x=35/14; 解得:x=200,所以相机的分辨率为:2048/200=10;所以能解析的线对为:10/2=5线对/mm. 2.7 假设中心在(x0,y0)的平坦区域被一个强度分布为: ])0()0[(22),(y y x x Ke y x i -+--= 的光源照射。为简单起见,假设区域的反射是恒定的,并等于1.0,令K=255。如果图像用k 比特的强度分辨率进行数

数字图像处理期末考题

数字图像处理 一、填空题 1、数字图像的格式有很多种,除GIF格式外,还有jpg 格式、tif 格式。 2、图像数据中存在的有时间冗余、空间冗余、结构冗余、信息熵冗余、知识 冗余、视觉冗余。 3、在时域上采样相当于在频域上进行___延拓。 4、二维傅里叶变换的性质___分离性、线性、周期性与共轨对称性、__位 移性、尺度变换、旋转性、平均值、卷积。(不考) 5、图像中每个基本单元叫做图像元素;在早期用picture表示图像时就称为 像素。 6、在图象处理中认为线性平滑空间滤波器的模板越大,则对噪声的压制越 好 ;但使图像边缘和细节信息损失越多; 反之, 则对噪声的压制不好 ,但对图像的细节等信息保持好。模板越平,则对噪声的压制越好 ,但对图像细节的保持越差;反之,则对噪声的压制不好,但对图像细节和边缘保持较好。 7、哈达玛变换矩阵包括___+1 和___—1 两种矩阵元素。(不要) 8、对数变换的数学表达式是t = Clog ( 1 + | s | ) 。 9、傅里叶快速算法利用了核函数的___周期性和__对称性。(不要) 10、直方图均衡化的优点是能自动地增强整个图像的对比度。(不要) 二、选择题 ( d )1.一幅灰度级均匀分布的图象,其灰度范围在[0,255],则该图象的信息量为: a. 0 .255 c ( c )2.采用模板[-1 1]主要检测____方向的边缘。 a.水平 b.45 c.垂直 ( c )3. 下列算法中属于图象平滑处理的是: a.梯度锐化 b.直方图均衡 c. 中值滤波增强 ( b )4.图象与灰度直方图间的对应关系是: a.一一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 ( a )5.对一幅图像采样后,512*512的数字图像与256*256的数字图像相比较具有的细节。 a.较多 b.较少 c.相同 d.都不对 ( b )6.下列算法中属于点处理的是: a.梯度锐化 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( d )7.二值图象中分支点的连接数为: .1 c ( a )8.对一幅100100像元的图象,若每像元用8bit表示其灰度值,经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit,则图象的压缩比为: :1 :1 c.4:1 :2 ( d )9.下列算法中属于局部处理的是: a.灰度线性变换 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( b )10.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是: a.梯度算子算子算子d. Laplacian算子

数字图像处理模拟试题4套(含答案)

模拟试卷一 1.对将一个像素宽度的8通路转换到4通路提出一种算法。 2.(A)试提出一种过程来求一个邻域的中值? (B)试提出一种技术,逐像素地移动领域的中心来更新中值。 (会了)3.证明如式所示的拉普拉斯变换是各向同性的(旋转不 变)。需要下列轴旋转角的坐标方程: 其中为非旋转坐标,而为旋转坐标。 4.获得对应于式子到式子 的带阻滤波器的带通滤波器的等式。 5.给定的图象,那么一个级金字塔是减少还是增加了表示图象所需的数据量?压缩或扩展率是多少? 6.考虑灰度级数据{12,12,13,13,10,13,57,54}的一条8像素的线。这条线已经经过精度为6比特的均匀量化。构造它的3位IGS编码。 7.一个零记忆高斯信源率失真函数如下:

请绘制出这个函数的曲线。 8.证明二元表达式的正确性。 模拟试卷一参考答案 1. 2.(A)在数字上拣取为的值,它的中值是的最大值。 (B)一旦值已经被分类一次,我们仅仅是删除在缓慢移动向附近的轨迹的值,插入首要移动的值到分类排列的最恰当位置。 3.

4. 带通滤波器是从1减去带阻滤波器获得的:

然后: (a)理想的带通滤波器: (b) Butterworth带通滤波器: (c)高斯带通滤波器: 5.数据的数量在这个级金字塔中是被限定在4/3之内的: 又因为 ,因此我们可以得到以下的结果:

6. 7. 8.

模拟试卷二 1.考虑以下所示的图像分割: (A)令并计算p和q间的4,8,m通路的最短长度。如果在这两点间不存在特殊通路,请解释原因。 (B)对重复上题。 2.使用式 给出的拉普拉斯变换的定义,证明将一幅图像减去其相应拉普拉斯图像等同于对图像做反锐化掩模处理。 3.证明式子的正确性。 4.说明二维正弦函数的傅里叶变换是共轭脉冲对: 提示:用式的连续傅里叶变换并以指数项描述正弦。

数字图像处理试题集29435

第一章引言 一.填空题 1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数字阵列中的每个数字,表示数字图像的一个最小单位,称为___________________ 。 2. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作:一是从图像到图像的处理,如图像增强等; 二是____________________ ,如图像测量等。 3. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作:一是 ______________________ ,如图像增强等; 二是从图像到非图像的一种表示,如图像测量等。 4. 图像可以分为物理图像和虚拟图像两种。其中,采用数学的方法,将由概念形成的物体进行表示的图像是__________________________ 。 5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中, ____________________ 的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。 解答: 1. 像素 2. 从图像到非图像的一种表示 3. 从图像到图像的处理 4. 虚拟图像 5. 图像重建 四.简答题 1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面,请列出并简述其中的4 种。 2. 什么是图像识别与理解? 3. 简述数字图像处理的至少3 种主要研究内容。 4. 简述数字图像处理的至少4 种应用。 5. 简述图像几何变换与图像变换的区别。 解答: 1. ①图像数字化:将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。②图像增强:将一幅图像中的有用信息进行增强,同时对其无用信息进行抑制,提高图 像的可观察性。③图像的几何变换:改变图像的大小或形状。④图像变换:通过数学映射的方法,将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。⑤图像识别与理解:通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后,将其所期望获得的目标物进行提取,并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。 2. 图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后,将其所期望获得的目标物进行提取,并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息,就需要先将照片上的人脸检测出来,进而将检测出来的人脸区域进行分析,确定其是否是该犯罪分子。 3. ①图像数字化:将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。②图像增强:将一幅图像中的有用信息进行增强,同时对其无用信息进行抑制,提高图 像的可观察性。③图像的几何变换:改变图像的大小或形状。④图像变换:通过数学映射的方法,将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。 4. ①在遥感中,比如土地测绘、气象监测、资源调查、环境污染监测等方面。 ②在医学中,比如B超、CT机等方面。 ③在通信中,比如可视电话、会议电视、传真等方面。 ④在工业生产的质量检测中,比如对食品包装出厂前的质量检查、对机械制品质量的监控和筛选等方面。⑤在安全保障、公安方面,比如出入口控制、指纹档案、交通管理等。 5. ①图像的几何变换:改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等,这些方法在图像配准中使用较多。 ②图像变换:通过数学映射的方法,将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。比如傅里叶变换、小波变换等。

《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。

数字图像处理期末复习

遥感与数字图像处理基础知识 一、名词解释: 数字影像图像采样灰度量化像素 数字影像:数字影像又称数字图像,即数字化的影像。基本上是一个二维矩阵,每个点称为像元。像元空间坐标和灰度值均已离散化,且灰度值随其点位坐标而异。 图像采样:指将在空间上连续的图像转换成离散的采样点集的操作。 灰度量化:将各个像素所含的明暗信息离散化后,用数字来表示。 像素:像素是A/D转换中的取样点,是计算机图像处理的最小单元 二、填空题: 1、光学图像是一个连续的光密度函数。 2、数字图像是一个_离散的光密度_函数。 3、通过成像方式获取的图像是连续的,无法直接进行计算机处理。此外,有些遥感图像是通过摄影方式获取的,保存在胶片上。只有对这些获取的图像(或模拟图像)进行数字化后,才能产生数字图像。数字化包括两个过程:___采样___和__量化___。 4、一般来说,采样间距越大,图像数据量____小____,质量____低_____;反之亦然。 5、一幅数字图像为8位量化,量化后的像素灰度级取值范围是________的整数。设该数字图像为600行600列,则图像所需要的存储空间为________字节。 6、设有图像文件为200行,200列,8位量化,共7个波段,则该图像文件的大小为________。 三、不定项选择题:(单项或多项选择) 1、数字图像的________。 ①空间坐标是离散的,灰度是连续的②灰度是离散的,空间坐标是连续的 ③两者都是连续的④两者都是离散的 2、采样是对图像________。 ①取地类的样本②空间坐标离散化③灰度离散化 3、量化是对图像________。 ①空间坐标离散化②灰度离散化③以上两者。 4、图像灰度量化用6比特编码时,量化等级为________。 ①32个②64个③128个④256个 5、数字图像的优点包括________。 ①便于计算机处理与分析②不会因为保存、运输而造成图像信息的损失 ③空间坐标和灰度是连续的

数字图像处理试卷及答案

《数字图像处理》模拟试卷(A 卷) 一、单项选择题(从下列各题四个备选答案中选出一个正确答案,并将其代号填在题前的括号内。答案选错或未作选择者,该题不得分。每小题1分,共10分)( d )1.一幅灰度级均匀分布的图象,其灰度范围在[0,255],则该图象的信息量为: a. 0 b.255 c.6 d.8 ( b )2.图象与灰度直方图间的对应关系是: a.一一对应 b.多对一 c.一对多 d.都不对 ( d )3.下列算法中属于局部处理的是: a.灰度线性变换 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( b )4.下列算法中属于点处理的是: a.梯度锐化 b.二值化 c.傅立叶变换 d.中值滤波 ( d ) 5.一曲线的方向链码为12345,则曲线的长度为 a.5 b.4 c.5.83 d.6.24 ( c )6. 下列算法中属于图象平滑处理的是: a.梯度锐化 b.直方图均衡 c. 中值滤波 https://www.360docs.net/doc/97780156.html,placian增强 ( b )7.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是: a.梯度算子 b.Prewitt算子 c.Roberts算子 d. Laplacian算子 ( c )8.采用模板[-1 1]主要检测____方向的边缘。 a.水平 b.45° c.垂直 d.135° ( d )9.二值图象中分支点的连接数为: a.0 b.1 c.2 d.3 ( a )10.对一幅100′100像元的图象,若每像元用8bit表示其灰度值,经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit,则图象的压缩比为: a.2:1 b.3:1 c.4:1 d.1:2 二、填空题(每空1分,共15分) 1.图像锐化除了在空间域进行外,也可在频率域进行。 2.图像处理中常用的两种邻域是4-邻域和8-邻域。 3.直方图修正法包括直方图均衡和直方图规定化两种方法。 4.常用的灰度内插法有最近邻元法双线性内插法(双)三次内插法 5.多年来建立了许多纹理分析法,这些方法大体可分为统计分析法和结构分析法两大类。 6.低通滤波法是使高频成分受到抑制而让低频成分顺利通过,从而实现图像平滑。 7.检测边缘的Sobel算子对应的模板形式为 和。 8.一般来说,采样间距越大,图象数据量少,质量差;反之亦然。 三、名词解释(每小题3分,共15分) 1.数字图像

数字图像处理习题

数字图像处理习题集 1.图像的概念及分类; 2.说明图像技术的层次,并叙述各层次的主要研究内容; 3.简述图像处理的主要目的及主要处理技术; 4.叙述数字图像采样及量化的概念,什么是图像的空间分辨率及灰度 分辨率,并说明空间分辨率及灰度分辨率的大小对图像质量的影响; 5.叙述灰度、颜色、色度、亮度、饱和度、层次、对比度、清晰度等 基本概念。 6.叙述像素、邻域等基本概念。 7.叙述BMP格式图像的文件存储结构。 8.说明数字图像每行所占字节数与图像宽度的关系; 9.简述直方图的概念; 10.以下为一幅3位灰度图像的图像数据,请绘制出该图像的灰度直方 11.叙作用。 12.请编写一段C语言程序,用于计算数字图像的直方图; 13.请说明有那些常用的图像点运算算法。 14.请说明对图像进行阈值变换有何应用; 15.常用的线性变换有哪些种类; 16.列举代数运算的种类及各种代数运算的主要应用。 17.说明图像加、减运算有哪些应用; 18.以据,请将该图像缩小为原图的2/3。 19.以据,请采用双线性差值法将该图像放大为 20.以的图像数据,请分别给出该图像的水平、垂直、对 。

21. 图式如下, ???? ???????????????????=??????????11001''y x y d c x b a y x 请分别用该公式的形式表示出图像平移、镜像、旋转等的运算公式。 22. 叙述常用的图像对比度增强方法,以及他们的优缺点。 23. 以下为一幅4位灰度图像的图像数据,请分别采用基本线性增强及 强运算。 24. 以数据,请对该幅图像进行直方图均 及计算结果。 25. 简型。 26. 说明抑制图像噪声的主要方法,并叙述各种滤波方法的特性与效果。 27. 简述高斯滤波器的主要特性。 28. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据,请分别采用邻域平均(3×3 邻域)、阈值平均(3×3邻域、阈值取3)、中值滤波(3×3邻域) 给出滤波运算过程及计算结果。 29. 简 30. 叙述Canny 边缘检测算子的基本准则; 31. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据,请计算该幅图像的梯度图像,

数字图像处理与分析习题及答案

; 1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面,请列出并简述其中的4种。 ①图像数字化:将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强:将一幅图像中的有用信息进行增强,同时对其无用信息进行抑制,提高图 像的可观察性。 ③图像的几何变换:改变图像的大小或形状。 ④图像变换:通过数学映射的方法,将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。 ⑤图像识别与理解:通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后,将其所期望 # 获得的目标物进行提取,并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。 2. 什么是图像识别与理解 图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后,将其所期望 获得的目标物进行提取,并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息,就需要先将照片上的人脸检测出来,进而将检测出来的人脸区域进行分析,确定其是否是该犯罪分子。 3. 简述图像几何变换与图像变换的区别。 ①图像的几何变换:改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等, * 这些方法在图像配准中使用较多。 ②图像变换:通过数学映射的方法,将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。比如傅里叶变换、小波变换等。 4.一个数字图像处理系统由哪几个模块组成 答:一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像存储、图像输出、图像通信、图像处理和分析5个模块组成

5.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。 6.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。 7.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。 第二章@ 第三章数字图像表示及其处理 什么是量化噪声,它是什么引起的 语言信号采样量化过程中导致的噪声。如:A/D转换(模拟到数字)。在语言编码通信中,解调后信号和原传递信号的差异是因幅度和时间的量化而产生的,这种失真称为量化失真。因为这种失真和杂乱的干扰一样,听起来和元件产生的热噪声相似,所以叫做量化噪声。 1.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。 答: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

数字图像处理期末复习试题3

1、数字图像:指由被称作像素的小块区域组成的二维矩阵。将物理图像行列划分后,每个小块区域称为像素(pixel)。 数字图像处理:指用数字计算机及其它有关数字技术,对图像施加某种运算和处理,从而达到某种预想目的的技术. 2、8-连通的定义:对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。 3、灰度直方图:指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。 4、中值滤波:指将当前像元的窗口(或领域)中所有像元灰度由小到大进行排序,中间值作为当前像元的输出值。 像素的邻域 邻域是指一个像元(x,y)的邻近(周围)形成的像元集合。即{(x=p,y=q)}p、q为任意整数。 像素的四邻域 像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1) 三、简答题( 每小题10分,本题共30 分 ): 1. 举例说明直方图均衡化的基本步骤。 直方图均衡化是通过灰度变换将一幅图象转换为另一幅具有均衡直方图,即在每个灰度级上都具有相同的象素点数的过程。 直方图均衡化变换:设灰度变换s=f(r)为斜率有限的非减连续可微函数,它将输入图象Ii(x,y)转换为输出图象Io(x,y),输入图象的直方图为Hi(r),输出图象的直方图为Ho(s),则根据直方图的含义,经过灰度变换后对应的小面积元相等:Ho(s)ds=Hi(r)dr 直方图修正的例子 假设有一幅图像,共有6 4(6 4个象素,8个灰度级,进行直方图均衡化处理。 根据公式可得:s2=0.19+0.25+0.2l=0.65,s3=0.19+0.25+0.2l+0.16=0.8l,s4=0.89,s5=0.95,s6=0.98,s7=1.00 由于这里只取8个等间距的灰度级,变换后的s值也只能选择最靠近的一个灰度级的值。因此,根据上述计算值可近似地选取: S0≈1/7,s 1≈3/7,s2≈5/7,s3≈6/7,s4≈6/7,s5≈1,s6≈l,s7≈1。 可见,新图像将只有5个不同的灰度等级,于是我们可以重新定义其符号: S0’=l/7,s1’=3/7,s2’=5/7,s3’=6/7,s4’=l。 因为由rO=0经变换映射到sO=1/7,所以有n0=790个象素取sO这个灰度值;由rl=3/7映射到sl=3/7,所以有1 02 3个象素取s 1这一灰度值;依次类推,有850个象素取s2=5/7这一灰度值;由于r3和r4均映射到s3=6/7这一灰度值,所以有656+329=98 5个象素都取这一灰度值;同理,有245+1 22+81=448个象素都取s4=1这一灰度值。上述值除以n=4096,便可以得到新的直方图。 2. 简述JPEG的压缩过程,并说明压缩的有关步骤中分别减少了哪种冗余? 答:分块->颜色空间转换->零偏置转换->DCT变换->量化->符号编码。颜色空间转换,减少了心理视觉冗余;零偏置转换,减少了编码冗余;量化减少了心理视觉冗余;符号编码由于是霍夫曼编码加行程编码,因此即减少了编码冗余(霍夫曼编码)又减少了像素冗余(行程编码)。 JPEG2000的过程:图像分片、直流电平(DC)位移,分量变换,离散小波变换、量化,熵编码。3、Canny边缘检测器 答:Canny边缘检测器是使用函数edge的最有效边缘检测器。该方法总结如下:1、图像使用带有指定标准偏差σ的高斯滤波器来平滑,从而可以减少噪声。2、在每一点处计算局部梯度g(x,y)=[G2x+G2y]1/2 和边缘方向α(x,y)=arctan(Gy/Gx)。边缘点定义为梯度方向上其强度局部最大的点。3、第2条中确定的边缘点会导致梯度幅度图像中出现脊。然后,算法追踪所有脊的顶部,并将所有不在脊的顶部的像素设为零,以便在输出中给出一条细线,这就是众所周知的非最大值抑制处理。脊像素使用两个阈值T1和T2做阈值处理,其中T1

数字图像处理试题及答案

一、填空题(每题1分,共15分) 1、列举数字图像处理的三个应用领域 医学 、天文学 、 军事 2、存储一幅大小为10241024?,256个灰度级的图像,需要 8M bit 。 3、亮度鉴别实验表明,韦伯比越大,则亮度鉴别能力越 差 。 4、直方图均衡化适用于增强直方图呈 尖峰 分布的图像。 5、依据图像的保真度,图像压缩可分为 无损压缩 和 有损压缩 6、图像压缩是建立在图像存在 编码冗余 、 像素间冗余 、 心理视觉冗余 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 色调 、 饱和度 亮度 。 8、对于拉普拉斯算子运算过程中图像出现负值的情况,写出一种标定方法: m i n m a x m i ((,))*255/()g x y g g g -- 二、选择题(每题2分,共20分) 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 、RG B B 、CMY 或CMYK C 、HSI D 、HSV 4、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 D 、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.一一对应 B.多对一 C.一对多 D.都不 三、判断题(每题1分,共10分)

最新数字图像处理练习题

1、考虑如下所示图像子集: (1)令V={0,1},计算p 和q 之间的4,8,m 通路的最短长度; (2)令V={1,2},仍计算上述3个长度。 2、对于离散的数字图像,则变换函数T(rk)的离散形式可表示为: ∑∑==-=-==k j j k j j r k k n MN L r p L r T s 001)()1()( 上式表明,均衡后各像素的灰度值sk 可直接由原图像的直方图算出。 例 假定有一幅总像素为n=64×64的图像,灰度级数为8,各灰度级分布列于表中。对其均衡化计算过程如下。若在原图像一行上连续8个像素的灰度值分别为:0、1、2、3、4、5、6、7,则均衡后,他们的灰度值为多少? 3 、

4、在位图切割中,就8比特图像的位平面抽取而言 (1)通常,如果将低阶比特面设为零值,对一幅图像的直方图有何影响? (2)如果将高阶比特面设为零值将对直方图有何影响? 答:(1)如果将低阶比特面设为零,图像的不同灰度级的个数会减少,即某些灰度级的像素数会丢失,而像素总数是不变的,丢失的像素转移到其它未丢失的灰度级上,从而图像的直方图密度变低; (2)当图像高阶比特面设为零,高灰度级的像素会丢失,丢失的像素都转移到低灰度级上,从而导致图象直方图只有低灰度区,高灰度区直方图均为零。

5、有一数字序列为: (106,114,109,145,177,186,188,182,187) 1)利用一维三点平滑模板(1/3,1/3,1/3)对数据进行平滑。 2)利用一维拉普拉斯算子(1,-2,1)对数据进行锐化。 (边缘处理方式自定义,写出如何定义) 答:边缘处理方式为边缘灰度由相邻灰度(处理过的)替代。 1)平滑后的序列为 (110,110,123,144,170,184,186,186) 2)锐化算子 (-13,-13,41,-4,-23,-7,-8,11,11) 锐化后的序列为 (119,127,68,149,180,193,196,171,176) 6、近似一个离散导数的基本方法是对f(x+1,y)-f(x,y)取差分。试找到空域一阶微分滤波器传递函数在频域中进行等价的操作H(u,v) 。

相关文档
最新文档