数字图像处理开卷整理后

1. 半调输出技术可以：(B)A、改善图像的空间分辨率； B、改善图像的幅度分辨率；C、利用抖动技术实现； D、消除虚假轮廓现象。2. 数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的：（A）A、图像的幅度分辨率过小；B、图像的幅度分辨率过大；C、图像的空间分辨率过小；D、图像的空间分辨率过大；1. 对应于不同的场景内容，一般数字图像可以分_二值图像_、灰度图像和彩色图像三类。4. 下列算法中属于局部处理的是：（ D ） A、 灰度线性变换 B、二值化 C、 傅立叶变换 D、 中值滤波1. 图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。1. 图像的数字化主要包含采样、量化两个过程。采样是将空域上连续的图像变换成离散采样点集合，是对空间的离散化。经过采样之后得到的二维离散信号的最小单位是像素。量化就是把采样点上表示亮暗信息的连续量离散化后，用数值表示出来，是对亮度大小的离散化。经过采样和量化后，数字图像可以用整数阵列的形式来描述。2. 图像量化时，如果量化级比较小会出现什么现象？为什么？2. 如果量化级数过小，会出现伪轮廓现象。量化过程是将连续变化的颜色划分到有限个级别中，必然会导致颜色信息损失。当量化级别达到一定数量时，人眼感觉不到颜色信息的丢失。当量化级数过小时，图像灰度分辨率就会降低，颜色层次就会欠丰富，不同的颜色之间过度就会变得突然，可能会导致伪轮廓现象。3. 简述二值图像、彩色图像、灰度图像的区别。3. 二值图像是指每个像素不是黑，就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。这种图像又称为黑白图像。二值图像的矩阵取值非常简单，每个像素的值要么是1，要么是0，具有数据量小的特点。彩色图像是根据三原色成像原理来实现对自然界中的色彩描述的。红、绿、蓝这三种基色的的灰度分别用256级表示，三基色之间不同的灰度组合可以形成不同的颜色。灰度图像是指每个像素的信息由一个量化后的灰度级来描述的数字图像，灰度图像中不包含彩色信息。标准灰度图像中每个像素的灰度值是0-255之间的一个值，灰度级数为256级。我们将平面景物在投影平面上的非垂直投影称为图像的_，该处理会是的图像中的图形产生扭变。1. 简述直角坐标系中图像旋转的过程。1. （1）计算旋转后行、列坐标的最大值和最小值。（2）根据最大值和最小值，进行画布扩大，原则是以最小的面积承载全部的图像信息。（3）计算行、列坐标的平移量。（4）利用图像旋转公式计算每个像素点旋转后的位置。（5）对于空穴问题，进行填充。2. 如何解决直角坐标系中图像旋转过程中产生的图像空穴问题？2. （1）对于空穴问题，需要进行填充。可以采用插值的方法来解决填充问题。（2）阐述一下邻近行插值或者均值插值法进行空穴填充的过程。(该点参见简答题3和3. 举例说明使用邻近行插值法进行空穴填充的过程。3. 邻近插值法就是将判断为空穴位置上的像素值用其相邻行（或列）的像素值来填充。例如对于下图中的空穴点f23进行填充时，使用相邻行的像素值来填充。即：f23=f22. 4. 举例说明使用均值插值法进行空穴填充的过程。4. 均值插值法就是将判断为空穴位置上的像素值用其上、下、左、右像素值的均值来填充。例如对于下图中的空穴点f23进行填充时，使用相邻行的像素值来填充。即：f23=(f22+f24+f13+f33)/4.1. 所谓动态范围调整，就是利用动态范围对人类视觉的影响的特性，将动态范围进行_压缩，将所关心部分的灰度级的变化范围扩大，由此达到改善画面效果的目的。9. 我们将照相机拍摄到的某个瞬间场景中的亮度变化范围，即一幅图像中所描述的从最暗到最亮的变化范围称为_动态范围_。10. 灰级窗，是只将灰度值落在一定范围内的目标进行_对比度增强_，就好像开窗观察只落在视野内的目标内容一样。8. 使用同态滤波方法进行图像增强时，以下处理顺序正确的是（ A ）通过对图像取对数，将图像模型中的入射分量与反射分量的乘积项分开。将对数图像通过傅里叶变换变到频域，在频域选择合适的滤波函数，进行减弱低频和加强高频的滤波。计算图像中各个灰度值的累计分布概率。对滤波结果进行傅里叶逆变换和对数逆运算。A B C D1. 均值滤波器对高斯噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。1. 均值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。均值滤波器对高斯噪声的滤波结果较好。原因：高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。因为正态分布的均值为0，所以均值滤波可以消除噪声。2. 简述均值滤波器对椒盐噪声的滤波原理，并进行效果分析。2. 均值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。均值滤波器对椒盐噪声的滤波结果不好。原因：椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同位置上，图像中有干净点也有污染点。因为噪声的均值不为0，所以均值滤波不能很好地去除噪声点。3. 中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。3. 中值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。取模板中排在中间位置上的像素的灰度值替代待处理像素的值，就可以达到滤除噪声的目的。中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果较好。原因：椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同位置上，图像中有干净点也有污染点。使用中值滤波时，被污染的点一般不处于中值的位置，即选择适当的点来替代污染点的值，所以处理效果好4. 使用中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？4. 中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果较好，对高斯噪声的处理效果不好。中值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。取模板中排在中间位置上的像素的灰度值替代待处理像素的值，就可以达到滤除噪声的目的。原因：椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同位置上，图像中有干净点也有污染点。使用中值滤波时，被污染的点一般不处于中值的位置，即选择适当的点来替代污染点的值，所以处理效果好。高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。找不到干净的点来替代被污染的点，故处理效果不好。5. 使用均值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？5. 均值滤波器对高斯噪声的滤波结果较好，对椒盐噪声的滤波结果不好。均值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。原因: 高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。因为正态分布的均值为0，所以均值滤波可以消除噪声。椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同位置上，图像中有干净点也有污染点。因为噪声的均值不为0，所以均值滤波不能很好地去除噪声点。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？ 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。 依照分割时所依据的图像特性不同，图像分割方法大致可以分为_阈值方法 _、边界分割方法和区域提取方法三大类。4. 熵是信息论中对不确定性的度量，是对数据中所包含_信息量_大小的度量。1.6.3、在BMP格式、GIF格式、TIFF格式和JPEG格式中：(A)(没有压缩)A、表示同一副图像，BMP格式使用的数据量最多；B、GIF格式独立于操作系统；C、每种格式都有文件头,其中TIFF格式的最复杂；D、一个JPEG格式的数据文件中可存放多幅图像。2.1.1、福利叶变换有下列哪些特点？（ACD）A、有频域的概念；B、均方意义下最优；C、有关于复数的运算；D、从变换结果可完全恢复原始数据。2.1.2、一幅二值图像的福利叶变换频谱是：(B)A、一幅二值图像；B、一幅灰度图像；C、一幅复数图像；D、一幅彩色图像。2.4.1、盖伯变换有下列哪些特点？(C)A、只需对福利叶变换加个窗就可得到；B、窗尺寸随频率中心变化而变化；C、从变换结果可完全恢复原始函数；D、计算盖伯变换要求知道在整个时间轴上的f(t)。26.1、离散小波变换有下列哪些特点？(CD)A、是福利叶变换的一种特例；B、是盖伯变换的一种特例；C、有快速算法；C、其局部化网格尺寸随时间变化。2.6.2、小波变换所具有的时间-频率都局部化的特点：(B)A、表面时间窗函数的宽度与频率窗函数的宽度都很小；B、表面时间窗函数的宽度与频率窗函数的宽度成反比；C、表面时间窗函数宽度与频率窗函数宽度的乘积很小；D、表面时间窗函数的宽度等于频率窗函数的宽度。3.5.1、利用平滑滤波器可对图像进行低通滤波，消除噪声，但同时模糊了细节。一下哪项措施不能减小图像的模糊程度：（C） A、增加对平滑滤波器输出的或值处理（即仅保留大于或值的输出）： B、采用中值滤波的方法； C、采用领域平均处理； D、适当减小平滑滤波器的领域操作模板。7.1.2 以下分割方法中属于区域算法的是：（AD）A、 分裂合并 B、哈夫变换 C、边缘检测 D、阈值分割7.2.1 梯度算子：（AD）A、 可以检测阶梯状边缘B、 可以消除随机噪声C、 总产生双像素宽边缘D、 总需要两个模板7.5.1利用直方图取单阈值方法进行图像分割时：（B）A、 图像中应仅有一个目标B、 图像直方图应有两个峰C、 图像中目标和背景应一样大D、 图像中目标灰度应比背景大3、简述梯度法与Laplacian算子检测边缘的异同点？答：梯度算子和Laplacian检测边缘对应的模板分别为-1-11111-411（梯度算子） （Laplacian算子） （2分）梯度算子是利用阶跃边缘灰度变化的一阶导数特性，认为极大值点对应于边缘点；而Laplacian算子检测边缘是利用阶跃边缘灰度变化的二阶导数特性，认为边缘点是零交叉点。（2分） 相同点都能用于检测边缘，且都对噪声敏感。（1分）1、设一幅图像有如图所示直方图，对该图像进行直方图均衡化，写出均衡化过程，并画出均衡化后的直方图。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？ （15分）答：，k=0，1，7，用累积分布函数（CDF）作为变换函数Tr处理时，均衡化的结果使动态范围增大。r0=00.1740.1741/7s0=1/70.174r1=1/70.0880.2622/7r2=2/70.0860.3482/7s1=2/70.174r3=3/70.080.4283/7r4=4/70.0680.4963/7s2=3/70.148r5=5/70.0580.5544/7r6=6/70.0620.6164/7s3=4/70.120r7=10.38411s4=10.384均衡化后的直方图：0、1、2、3、4、5、6、7均衡化后的灰度值依次为1、2、2、3、3、4、4、71、数字图像数字图像是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、灰度直方图灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。4、中值滤波中值滤波是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)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。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） 下列算法中属于图象锐化处理的是： C 低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤 D. 中值滤波 7.采用模板-1 1主要检测_C_方向的边缘。A.水平 B.45 C.垂直 D.135 5、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。 10、图像压缩系统是有 编码器 和 解码器 两个截然不同的结构块组成的。 11、 图像处理中常用的两种邻域是 4-邻域 和 8-邻域 。 12、 图像的数字化包括了空间离散化即（采样）和明暗表示数据的离散化即（量化）。 13、 分辨率）是指映射到图像平面上的单个像素的景物元素的尺寸。 14、 图像锐化的目的是加强图像中景物的（细节边缘和轮廓）。 31.将相互连在一起的黑色像素的集合称为一个(连通域),通过统计(连通域)的个数，即可获得提取的目标物的个数. 32.(腐蚀) 是一种消除连通域的边界点，使边界向内收缩的处理。 3.(膨胀)是将与目标区域的背景点合并到该目标物中，使目标物边界向外部扩张的处理。 常用的彩色增强方法有真彩色增强技术、假彩色增强技术和 伪彩色 增强三种。 常用的灰度内插法有 最近邻元法 、 双线性内插法 和 （双）三次内插法 共点直线群的Hough变换是一条正弦曲线。 V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) 14.采样：对图像f(x,y)的空间位置坐标（x,y）的离散化以获取离散点的函数值的过程称为图像的采样。 15.量化：把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特定数码的过程，称之为量化，即采样点亮度的离散化。 伪彩色增强和假彩色增强有何异同点。 答：伪彩色增强是对一幅灰度图像经过三种变换得到三幅图像，进行彩色合成得到一幅彩色图像；假彩色增强则是对一幅彩色图像进行处理得到与原图象不同的彩色图像；主要差异在于处理对象不同。相同点是利用人眼对彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特点，将目标用人眼敏感的颜色表示。 图像编码基本原理是什么？数字图像的冗余表现有哪几种表现形式？ 答：虽然表示图像需要大量的数据，但图像数据是高度相关的， 或者说存在冗余（Redundancy）信息，去掉这些冗余信息后可以有效压缩图像，同时又不会损害图像的有效信息。 数字图像的冗余主要表现为以下几种形式：空间冗余、时间冗余、视觉冗余、 信息熵冗余、结构冗余和知识冗余。 什么是中值滤波，有何特点？ 答：中值滤波是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。特点：它是一种非线性的图像平滑法，它对脉冲干扰级椒盐噪声的抑制效果好，在抑制随机噪声的同时能有效保护边缘少受模糊。 8、图像锐化与图像平滑有何区别与联系？ 答：区别：图像锐化是用于增强边缘，导致高频分量增强，会使图像清晰；图像平滑用于消除图像噪声，但是也容易引起边缘的模糊。联系：都属于图像增强，改善图像效果。 14、说明一幅灰度图像的直方图分布与对比度之间的关系答：直方图的峰值集中在低端，则图象较暗，反之，图象较亮。直方图的峰值集中在某个区域，图象昏暗，而图象中物体和背景差别很大的图象，其直方图具有双峰特性，总之直方图分布越均匀，图像对比度越好。 16.对于椒盐噪声，为什么中值滤波效果比均值滤波效果好？ 椒盐噪声是复制近似相等但随机分布在不同的位置上，图像中又干净点也有污染点。中值滤波是选择适当的点来代替污染点的值，所以处理效果好。因为噪声的均值不为0，所以均值滤波不能很好地去除噪声。 22简述基于边缘检测的霍夫变换的原理。 把直线上点的坐标变换到过点的直线的系数域，通过利用共线和直线相交的关系，使直线的提取问题转化为计数问题。 11 / 11文档可自由编辑打印