《数字图像处理》大作业

1. 图像处理与计算机图形学的区别与联系是什么？

答：数字图像处理，是指有计算机及其它有关的数字技术，对图像施加某种运算和处理，从而达到某种预期的目的，而计算机图形学是研究采用计算机生成，处理和显示图形的一门科学。

两者区别：

（1）研究对象不同，计算机图形学研究的研究对象是能在人的视觉系统中产生视觉印象的事物，包括自然景物，拍摄的图片，用数学方法描述的图形等，而数字图像处理研究对象是图像；

（2）研究内容不同，计算机图像学研究内容为图像生成，透视，消阴等，而数字图像处理研究内容为图像处理，图像分割，图像透析等；

（3）研究过程不同，计算机图像学是由数学公式生成仿真图形或图像，而数字图像处理是由原始图像处理出分析结果，计算机图形与图像处理是逆过程。

两者的联系：图像处理需图形学的交互手段，图形学需要图像处理合成图像，两者有重叠。

2. 图像数字化过程中的失真有那些原因？就在减少图像失真和减少

图像的数据量两者之间如何取得平衡，谈谈个人的看法。

答：图像数字化过程中失真的原因主要来自三个方面：

一．采样频率太低，即未满足采样定理而造成的失真；

二．外部和内部噪声的影响，例如外部的电磁波、机械运动等；

三．用有限个灰度值表示自然界无限连续的灰度值必然造成失真，为了减小失真必然增加采样点，即增加图像数据量。

在减少图像失真和减少图像的数据量两者之间取得平衡，要根据图像需求保留有用信息，如军事图像只需保留反应地形地貌及目标的信息，普通照片只需满足视觉要求即可。

3. 一幅模拟彩色图像经平板扫描仪扫描后获得一幅彩色数字图像，

其分辨率为1024×768像素。若采用RGB彩色空间，红、绿、蓝三基色的灰度等级为8比特，在无压缩的情况下，在计算机中存储该图像将占用多少比特的存储空间？当用Photoshop图像处理软件去掉图像的彩色信息，只留下灰度信息，灰度等级为4比特，

在无压缩的情况下，存储该图像将占用多少字节的存储空间？

答：（1）采用RGB彩色空间，红、绿、蓝三基色的灰度等级为8比特，在无压缩的情况下，占存储空间大小为：

1024×768×8×3=18874268bit=2.25MB

（2）去掉彩色信息，只留下灰度信息，灰度等级为4比特，在无压缩的情况下，所占的存储空间大小为：

1024×768×4 =3145728bit=0.375MB

4. 试设计一个程序实现n

n 的中值滤波器，当模板中心移过图像中每个位置时，设计一种简便的中值更新方法。

答：MATLAB程序为：

A=imread(`图像名称.bmp`);

a=A(1,:);

N=length(a);

C=A(:,1);

M=length(c);

B=double(A);

for i=2:M-1;

for j=2:N-1;

d(i,j)=median([b(i+1,j),b(i-1,j),b(i,j+1),b(i,j-1),b(i+1,j+1),b(i-1,j-1),b(i-1,j+1),b(i+ 1,j-1),b(i,j)]);

d(i,1)=d(i,2);

d(1,j)=d(2,j);

d(1,1)=d(2,2);

end;

end;

B=log(abs(d));

Imshow(B,[]);

5. 有一幅图像由于受到干扰，图中有若干个亮点（灰度值为255），

如下图所示。试问此类图像如何处理，并将处理后的图像画出来。

答：用13⨯的模块进行中值滤波

6. 数字图像增强中拉普拉斯算子常用什么形式？试用拉普拉斯算子

对下图进行增强运算，并将增强后的图像画出来。

答

),(4)1,()1,(),1(),1(y x f y x f y x f y x f y x f --+++-++

7. 小波变换有哪些特点？

答：（1）小波变换既有频率分析的性质，又能表示发生的时间，有利于分析确定时间发生的现象，傅立叶变换只具有频率分析的性质；

（2）小波变换的多分辨率的变换，有利于各分辨度不同特征的提取（图像压缩、边缘抽取、噪声过滤）；

（3）小波变换一个信号为一个小波级数，这样一个信号可由小波系数来刻画；

（4）小波变换速度比傅立叶快一个数量级。

8. 离散傅立叶变换的性质及在图像处理中的应用？

答：离散傅里叶变换的性质:分离性,平移性,周期性,共轭对称性,旋转不变性,分配性和比理性。

在图像处理中的应用有:它是图像处理中的一个最基本的数学工具,利用这个工具可以对图像进行频谱分析,进行滤波,降噪等处理,例如可以用低通滤波器滤掉图像中的高频噪声等等。

9. 有一种常用的图像增强技术是将高频增强和直方图均衡化结合起来以达到使边缘锐化的反差增强效果。试讨论这两种处理的先后顺序对增强效果有什么影响，并分析其原因。

答：高频增强时增强图像高频和低频的信息，低频增加的要少一点，这样增强边缘锐化效果；直方图均衡化是增强图像对比度和灰度。先用直方图均衡后用高频增强效果会好一些，因为如果图像偏亮或偏暗时，高频增强会减少一些灰度信息。

10. 试讨论用于平滑处理的滤波器和用于锐化处理的滤波器之间的区别和联系。

（1）区别：

图像平滑：采用低通滤波器,主要用来去除噪声

图像锐化：采用高通滤波器,主要用来增强边缘信息

（2）联系：

两者都有理想,指数巴特沃思,梯形这几种滤波器,都是图像增强的方法,从而满足视觉的要求.