数字图像处理第2章
数字图像处理知识点总结
数字图像处理知识点总结
第二章：数字图像处理的基本概念
2.3 图像数字化
数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的数字图像的过程。
包括：采样和量化。
2.3.1、2.3.2采样与量化
1.采样：将空间上连续的图像变换成离散点。（采样间隔、采样孔径）
2.量化：采样后的图像被分割成空间上离散的像素，但是灰度是连续的，量化就是将像素灰度转换成离散的整数值。
一幅数字图像中不同灰度值的个数称为灰度级。二值图像是灰度级只有两级的。（通常是0和1）
存储一幅大小为M×N、灰度级数为G的图像所需的存储空间：
（bit）
2.3.3像素数、量化参数与数字化所得到的数字图像间的关系
1.一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差，严重时会出现国际棋盘效应。
采样间隔越小，所的图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但是数据量大。
2.量化等级越多，图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大。
量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓，质量变差，但数据量小。 2.4 图像灰度直方图
2.4.1定义
灰度直方图是反映一幅图像中各灰度级像素出现的频率，反映灰度分布情况。
2.4.2性质
（1）只能反映灰度分布，丢失像素位置信息
（2）一幅图像对应唯一灰度直方图，反之不一定。
（3）一幅图像分成多个区域，多个区域的直方图之和是原图像的直方图。
2.4.3应用
（1）判断图像量化是否恰当
（2）确定图像二值化的阈值
（3） 物体部分灰度值比其他部分灰度值大的时候可以统计图像中物体面积。
（4）计算图像信息量（熵）
2.5图像处理算法的形式 2.5.1基本功能形式
（1）单幅->单幅
（2）多幅->单幅
（3）多幅/单幅->数字或符号
2.5.2图像处理的几种具体算法形式
（1）局部处理（邻域，如4-邻域，8-邻域）（移动平均平滑法、空间域锐化等）
（2）迭代处理
反复对图像进行某种运算直到满足给定条件。
数字图像处理试题集2(精减版)
实用文案
标准文档 第一章 概述
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__________。
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5. 图像重建
第二章 数字图像处理的基础
一.填空题
1. 量化可以分为均匀量化和________________两大类。
3. 图像因其表现方式的不同，可以分为连续图像和________________两大类。
5. 对应于不同的场景内容，一般数字图像可以分为________________、灰度图像和彩色图像三类。
解答:
1. 非均匀量化 3. 离散图像 5. 二值图像
二.选择题
1. 一幅数字图像是：( )
A、 一个观测系统。 B、一个有许多像素排列而成的实体。
C、一个2-D数组中的元素。 D、一个3-D空间的场景。
3. 图像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
4. 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
5. 一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：（ ）
A、128KB B、32KB
C、1MB C、2MB
6. 一幅512*512的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：（ ）
A、128KB B、32KB
C、1MB C、2MB
解答:1. B 3. B 4. D 5. B 6. A
数字图像处理
第一章 概论
一、数字图像与像素
数字图像是由一个个的像素（Pixel）构成的，各像素的值(灰度，颜色)一般用整数表示。
二、数字图像处理的目的
1、提高图像的视觉质量。
2、提取图像中的特征信息。
3、对图像数据进行变换、 编码和压缩。
三、工程三层次
图像处理、图像分析和图像理解
图像理解符号目标像素高层中层低层高低抽象程度数据量操作对象小大语义图像分析图像处理
四、图像处理硬件系统组成
图像输入设备（采集与数字化设备，如数码相机）， 图像处理设备（如PC机）和图像输出设备（如显示器，打印机）
第二章 数字图像处理基础
一、图像数字化过程----采样与量化
模拟图像的数字化包括采样和量化两个过程。细节越多，采样间隔应越小。把采样后得到的各像素的灰度值进一步转换为离散量的过程就是量化。一般，灰度图像的像素值量化后用一个字节(8bit)来表示。
二、采样、量化与图像质量的关系
采样点数越多，图像质量越好；量化级数越多，图像质量越好。
为了得到质量较好的图像采用如下原则：
对缓变图像，细量化，粗采样，以避免假轮廓。
对细节化图像，细采样，粗量化，以避免模糊。
三、图像尺寸、数据量、颜色数量的计算
灰度图像的像素值量化后用一个字节(8bit)来表示。彩色图像的像素值量化后用三个字节(24bit)来表示。
一幅512X512（256K）的真彩色图像，计算未压缩的图像数据量是多少？（必考）
图像总像素：512px*512px=256K
总数据量：256K*3Byte=768KB
一幅256X256（64K）的真彩色图像，计算未压缩的图像数据量是多少？
图像总像素：256px*256px=64K
总数据量：64K*1Byte=64KB
四、数字图像类型
二值图像、灰度图像、索引颜色图像)和真彩色图像。
五、数字图像文件的类型
jpg、bmp、tif、gif
数字图像处理复习
数字图像处理复习
第一章 概述
1. 图像的概念及数字图像的概念。
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的接受在大脑中形成的印象或反映，图像是图和像的有机结合，是客观世界能量或状态以可视化形式在二维平面上的投影。数字图像是物体的一个数字表示，是以数字格式存放的图像。
2. 数字图像处理的概念。
数字图像处理又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程，以提高图像的实用性。
3. 数字图像处理的优点。
精度高、再现性好、通用性、灵活性强
第二章 数字图像处理基础
1. 人眼视觉系统的基本构造 P14 图2.1人眼横截面简图
2. 亮度的适应和鉴别
人眼对光亮度的适应性非常高，一般情况下跨度达到10的10次方量级，从伸手不见五指到闪光灯强曝光。
3. 光强度与主观亮度曲线。 P15 图2.4光强度与主观亮度的关系曲线
4. 图像的数字化及表达。（采样和量化的概念）
图像获取即图像的数字化过程，包括扫描、采样和量化。
采样：将空间上连续的图像变成离散点的操作
量化：将像素灰度转换成离散的整数值的过程
5. 图像采样过程中决定采样空间分辨率最重要的两个参数。
采样间隔、采样孔径
6. 图像量化过程中量化级数与量化灰度取值范围之间的关系
量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大；
量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小.
7. 像素的相邻领域概念（4领域，8领域）。
设为位于坐标处的一个像素
（x+1,y），（x-1,y），（x,y+1），（x,y-1）
组成的4邻域，用)(4pN表示。
（x+1,y+1），（x+1,y-1），（x-1,y+1），（x-1,y-1）
像素集用)p(ND表示
)(4pN和)p(ND合起来称为p的8邻域，用)(8pN表示。
数字图像处理 贾永红
第二章基本概念
贾永红
武汉大学第二章
讲解内容
1. 图像数字化概念、数字化参数对图像质量的影响、数字化器性能评价
2. 图像灰度直方图的基本概念、计算、性质及其应用
3.数字图像处理算法形式与数据结构
4.图像图像文件格式与特征
重点：图像数字化、图像灰度直方图和图像文件BMP格式
难点：图像数字化、直方图应用、图像分层结构数据教学法：灵活应用示例法、启发式、提问法等
目的：
1. 熟悉本章基本概念和图像处理算法形式，了解图像的特
征；
2.重点掌握图像数字化图像灰度直方图的基本概念及应用、
2.2 成象模型
f(x，y)---理想成像面坐标点（x，y）的亮度
i(x，y)---照度分量
r(x，y)---反射分量，则
f(x，y)＝i(x，y)×r(x，y)
其中：0< i(x，y)< ∞ ，0
y)<13-D客观场景到2-D
成像平面的中心投影。
物方点空间坐标与对应
的像方点坐标满足几何
透视变换关系（共线条件）。
2.3图像数字化
图像数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的形式——数字图像的过程。
模拟图像数字图像正方形点阵
具体来说，就是把一幅图画分割成如图2.3.1所示的一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅点阵式的数字图像。它包括采样和量化两
个过程。像素的位置和灰度就是像素的属性。
2.3.1采样
将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。
采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。
当对图像进行实际的抽样时，怎样选择各抽样点的
间隔是个非常重要的问题。关于这一点，图像包含何种
程度的细微的浓淡变化，取决于希望忠实反映图像的程
度。不同形状的采样孔径
2.3.2量化
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。
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。采样方式:有缝、无缝和重迭一般来说，，g就是表示存储图像像素灰度
(完整word版)数字图像处理_胡学龙_许开宇_课后答案
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胡学龙、许开宇编著《数字图像处理》
思考题与习题参考答案
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
1 (完整word版)数字图像处理_胡学龙_许开宇_课后答案
1。5 常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点?
数字图像处理及应用（MATLAB）第2章习题答案
1 第二章：习题与思考题参考答案
2-1 求二维连续函数的傅里叶变换。
其他byaxE
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0),(
图2－39是长方形图像。
图2-39 长方形图像
][
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21,,,
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222)(2)(2
uajuajvbjvbjb
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vjEdxdyeEdxdyeyxfyxfFvuF
2-2 离散傅里叶变换都有哪些性质？这些性质说明了什么？
1.线性性质，说明函数和的傅里叶变换只需通过各函数的傅里叶变换的和求
出；
2.比例性质，说明了在空间比例尺度的展宽，相应于频域比例尺度的压缩；
3.可分离性，说明一个二维的离散傅里叶变换可通过进行两次一维离散傅里
叶变换来完成；
4频率位移，说明当用)(2
00NyvMxuj
e
乘以f
(x
,y
)，求乘积的傅里叶变换，可
以使空间频率域u
－v
平面坐标系的原点从（0，0）平移到（u
0，v
0）的位置；
5.周期性和共轭对称性，周期性说明F
(u
，v
)是具有周期为N的周期性重复
离散函数，共轭对称性说明变换后的幅值是以原点为中心对称；
6旋转性质，说明如果f
(x
，y
)在空间域中旋转
0
角度，则相应的傅里叶变
换F
(u
，v
)在频率域中旋转同样的角度，反之亦然。
2 7.平均值说明f
(x
，y
)的平均值等于其傅里叶变换F
(u
，v
)在频率原点的值
F
(0,0)。
2-3 证明离散傅里叶变换的频率位移和空间位移性质。
证明：)(21
01
0),(1
),(
Nvy
Mux
jM
xN
yeyxf
MNvuF
),(),(1),(1
00)(21
01
0)(2)(21
01
0
0000
vvuuFdxdyeyxf
MNeeyxf
MN
y
Nvv
x
Muu
jM
xN
yNyvMxuj
Nvy
Mux
jM
xN
y
数字图像处理基础2
数字图像处理基础2
第二章数字图像处理基础
2.1 图像数字化技术
2.2 数字图像类型2.3 常用图像文件格式2.4 像素间的基本关系2.5
图像的几何变换
2.1 图像数字化技术2.2 数字图像类型2.3 常用图像文件格式2.4
像素间的基本关系2.5 图像的几何变换
简单的图像成像模型
一幅图像可定义成一个二维函数f(x,y)。由于幅值f 实质上反映了图像源的辐射能量，所以f(x,y)一定是非零且有限的，也即有：
0
图像是由于光照射在景物上，并经其反射或透射作用于人眼的结果。所以，f(x,y)可由两个分量来表征：
一是照射到观察景物的光的总量，二是景物反射或透射的光的总量。
设i(x,y)表示照射到观察景物表面(x,y)处的白光强度，
r(x,y)表示观察景物表面(x,y)处的平均反射(或透射)系数，则有：
f(x,y)=i(x,y)r(x,y)
其中：0 < i(x,y) < A 1, 0 ≤r(x,y) ≤1
对于消色光图像(有些文献称其为单色光图像)，f(x,y)表示图像在坐标点(x,y)的灰度值l ，且：
l=f(x,y)
这种只有灰度属性没有彩色属性的图像称为灰度图像。显然：
L min ≤l ≤L mxa
区间[L min ，L max ]称为灰度的取值范围。
在实际中，一般取L min 的值为0，L max =L-1。这样,灰度的取值范围就可表示成[0，L-1]。
当一幅图像的x 和y 坐标及幅值f 都为连续量时，称该图像为连续图像。为了把连续图像转换成计算机可以接受的数字形式，必须先对连续的图像进行空间和幅值的离散化处理。
图像数字化：将模拟图像经过离散化之后，得到用数字表示的图像。图像的数字化包括采样和量化两个过程。连续图像
空间离散
数字图像幅度离散
采样量化
采样：是将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。即：空间坐
标的离散化。
量化：把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。即：灰度的离散化。
数字图像处理第2章课后题答案
第二章 数字图像处理基础
1. 将一幅光学模拟图像转换为数字图像的过程叫做图像的数字化，包括扫描、采样、量化三个过程。采样点数越多、量化级数越高，图像质量越好。
2. 图像数字化过程中造成失真的原因有两个方面：第一个方面，在采样过程中，如果采样点数满足取样定理（即采样频率不小于最高截止频率的2倍）的情况下，重建图像就不会产生失真，否则就会因为取样点数不够而产生所谓混淆失真；第二个方面，在量化过程中，若图像不产生失真，则需要量化级数无穷大，而实际量化级数往往无法满足这样的取值而造成图像的失真。
3. 人的眼睛是人类视觉系统的重要组成部分，当外界景象通过眼球的光学系统在视网膜上成像后，视网膜产生相应的胜利电图像并经视神经传入大脑；人眼的视网膜由感光细胞覆盖，感光细胞吸收来自于光学图像的光线，并通过晶体透镜和角膜聚集在视网膜上。晶状体相当于普通光学镜头，对光线有屈光作用。
4. 发光强度简称光强，指单色光源在给定方向上的单位立体角内发出的发光强度。
亮度是指发光体（反光体）表面发光（反光）强弱的物理量。
照度指物体被被照面单位时间内所接受的光通量。
主观亮度是指由观察者判断出的亮度称为主观亮度。
5. 常用的颜色模型有RGB模型、CMYK模型、HSI模型等。RGB模型是色光的彩色模型，因为是由红、绿、蓝相叠加形成其它颜色，因此该模型也叫加色合成法。所有的显示器、投影设备，以及电视等许多设备都是依赖于这种加色模型的；CMYK模型也称减色合成法，主要应用于印刷行业中；RGB和CMYK颜色模型都是面向硬件的，但从人眼视觉特性来看，HSI模型用色调、饱和度和亮度来描述彩色空间能更好地与人的视觉特性相匹配。
6. 由于彩色图像为RGB图像，利用三元组（R,G,B）来表示每个像素的值。根据题意，三基色灰度等级为8，而23=8，则存储一个颜色分量所需的比特数为3，存储一个三元组所需的比特数为33=9，该图像大小为1024*768，则存储整幅图像所需的比特数为91024768=7077888bit=864KB。
数字图像处理第二章作业
数字图像处理第二章作业
第二章数字图像处理的基本概念
2. 图像数字化包括那两个过程？它们对数字化图像质量有何影响？
答:图像数字化包括采样和量化两个过程。采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。量化：将像素灰度转换成离散的整数值得过程叫量化。
影响：一般来说，采样间隔越大,所得图像像素越少,空间分辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；采样间隔越小，所得图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大；量化等级越少，图像层次欠丰富,灰度分辨率低，会出现假轮廓现象，图像质量变差，但数据量小.
3。数字化图像的数据量与哪些因素有关？
答：数字化前需要决定影像大小（行数M、列数N)和灰度级数G的取值.一般数字图像灰度级数G为2的整数幂。那么一幅大小为M*N,灰度级数为G的图像所需的存储空间M＊N＊g（bit），称为图像的数据量.
6。什么是灰度直方图?它有哪些应用？从灰度直方图你能获得图像的哪些信息?
答：灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出项的频率之间的关系.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.
应用：通过变换图像的灰度直方图可以，使图像更清晰，达到图像增强的目的。
获得的信息：灰度范围,灰度级的分布,整幅图像的平均亮度。但不能反映图像像素的位置。
8。图像处理按功能分有哪几种形式？
答：按图像处理的输出形式，图像处理的基本功能可分为三种形式：(1）单幅图像-—>单幅图像;(2）多幅图像—-〉单幅图像；（3)单（或多）幅图像——>数字或符号等.
12。图像特性包括哪些类型？ 数字图像处理第二章作业
图像特征是图像分析的重要依据,它可以是视觉能分辨的自然特征,也可以是人为定义的某些特性或参数，即人工特征.数字图像的像素亮度、边缘轮廓等属自然特性；图像经过变换得到的频谱和灰度直方图等属人工特征.