'.
遥感
第一章
1遥感数字图像；遥感数字图像的分类方式和对应类别。
（1）定义：遥感数字图像是数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。
（2）可见图像和不可见图像
单波段和多波段，超波段
数字图像和模拟图像
2遥感图像的成像方式（三大种：摄影、扫描、雷达）。
（1）摄影，扫描属于被动遥感
雷达属于主动遥感
（2）摄影：根据芦化银物质在关照条件下回发生分解这一机制，将卤化银物质均匀涂在片基上，制成感光胶片
扫描：扫描类遥感传感器逐点逐行地以时序方式获取的二维图像
雷达：由发射机向侧面发射一束窄波段，地物反射的脉冲，由无线接收后被接收机接收
3遥感图像的数字化（模数转换）过程——两大过程：采样、量化，名词解释。
采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样，即：图像空间位置的数字化。采样是空间离散。
量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到由Ｍ×Ｎ个像素点组合表示的图像，但其灰度（或彩色）仍是连续的，还不能用计算机处理。它们还要进一步离散并归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，这称之为量化，即：图像灰度的数字化。量化属于亮度属性离散。
遥感图像数字化过程两个特点：亮度和空
4遥感数字图像的存储空间大小的计算。
图像的灰度级有：2,64,128,256
存储一幅大小为M*N，灰度量化位数G的图像，所需要的存储空间（图像数据量）为M*N*G(bit) 1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB
TM空间分辨：1,2,3,4,5,7为30米，6为120米
5遥感数字图像的分辨率（时间、空间、光谱、辐射分辨率）；
（1）时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔即采样的时间频率，也称重访周期空间分辨率：指图像像素所代表的相应地面范围的大小，空间分辨率愈高，像素所代表的范围愈小
光谱分辨率：光谱分辨率是指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率愈高
辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率可以区分信号强度的微小差异。
（2）常见传感器和空间分辨率书17-18页
6遥感数字图像的数据（数据级别、数据存储格式、元数据定义）
（1）数据级别：
0级产品：未经过任何校正的原始图像数据
1级产品：经过了初步辐射校正的图像校正
2级产品：经过了系统级的几何校正，即根据卫星的轨道和姿态等参数以及地面系统中;.
'.
的有关参数对原始数据进行几何校正。产品的几何精度由上述参数和处理模型决定。
3级产品：经过几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。产品的几何精度要求在亚像素量级上。
不同点：不同级别的产品使用条件不同，但是他们都是数据的集合，是信息量的汇总。一般来说，都是由元数据和图像基本数据两部分数据汇总的结果。
0-2级产品由图像发布部门生产，3级产品可由图像发布部门按照精度要求生产，但大多由用户自己来生产。对于一般的应用来说，2级产品已经能够满足用户的需要。对于几何精度要求较高的应用，则必须使用几何校正后的3级产品。
（2）存储格式：BSQ（band sequential）数据格式按波段顺序依次排列的数据格式。即先按照波段顺序分块排列，在每个波段块内，再按照行列顺序排列。同一波段的像素保存在一个块中，这保证了像素空间位置的连续性。
排序规律：第一波段为第一块，第二波段为第二块，…….第k波段为第k块。每个波段块中，像素按行列顺序存储。
BIP （band interleaved by pixel）数据格式：每个像元按波段次序交叉排序。以像素为核心，像素的各个波段数据保存在一起，打破了像素空间位置的连续性。保持行的顺序不变，在列的方向上按列分块，每个块内为当前像素不同波段的像素值。
排序规律：第一个像素第一波段第一行，第一个像素第二波段第一行，以此类推。
BIL （band interleaved line）数据格式：逐行按波段次序排列。像素先以行为单位分块，在每个块内，按照波段顺序排列像素。同一行不同波段的数据保存在一个数据块中。像素的空间位置在列的方向上是连续的。
排序规律：第一行第一波段，第一行第二波段，第一行第k波段，…..第M行第一波段，第M行第二波段，第M行第K波段。
（3）元数据（meta data）又称为“头文件”，是关于图像数据特征的表述，是关于数据的数据，它描述了与图像获取有关的参数和获取后所进行的处理。
元数据与图像数据同时发布，或嵌入图像文件中，或单独列出。
其多为文本格式，或二进制格式存储。
7遥感数字图像处理的主要内容（包括含义要理解）和处理的特点。
（1）定义：利用计算机对遥感图像进行一系列的操作，以求达到预期目的的技术称作遥感图像处理。
遥感数字图像处理的内容：
主要内容：数字图像变换：a光学图像变成数字图像b数字图像转变成光学图像c图像变换工作如：彩色空间转换、二维傅里叶变换、沃尔什—哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等
数字图像校正：a辐射校正b几何校正（几何粗校正和几何精校正）
数字图像增强：采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需信息的工作称之为图像增强。
多源信息复合：多源信息复合是指将多种遥感平台、多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。
计算机解译处理：综合运用地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模拟识别与人工智能技术，这些技术的运用都应在计算机系统支持下进行，采取相应的遥感数字图像的处理方法.
（2）特点：图像信息损失低，处理的精度高
;.
'.
抽象性强，再现性好通用性广，灵活性高。+软件）8 遥感数字图像处理系统（硬件：计算机平台、数字化器、大容量存储器、显示器和输出设备硬件系统的组成（五大部分）及操作台核心：计算机平台加PCI Geomatica(ENVI、ERDAS IMAGINE（美国莱卡）、遥感数字图像处理的软件系统：) ER Mapper (澳大利亚拿大)、第二章在同一地区，随时间、波段和极化方向不同而获得的多个图像的组合。可分多源图像：9
c多极化图像b多时相图像（多日相图像）为; a多波段图像（多光谱图像）
三个参数均以固定的，故这景图像的数学物理模型可对于某一景单波段遥感图像，t, r ,p
p为多极化t为多时段，r为多极化，以简化为：(x,y)这2参数的模型，遥感图像的统计学描述特征（单波段、多波段的参数计算）：10
；单波段——平均信息（均值、中值、众数）；变化信息（反差对比度、变差、方差）1）（直方图及累积直方图（定义、绘制方法、直方图性质）
),jf(if(i,j)?1?N?1M均值：中值：??)i(,jf minmax?,j)f(i
med20i?j?0?f MN
之灰度值?频率max f众数：e mod fj)f(i,)?f(i,j?1N?M?1：方差：变差（反差差）range maxmin??2]j)?f[f(i,00j??i2??MN
标准差（方差的平方根）最小C2=像素最大-最小值C3=C1=反差（图像对比度）：像素最大/）直方图定义：直方图是反映灰度级的函数，描述的是图像中各个灰度级像素的个数，（3。横坐标是灰度级，纵坐标是灰反映出原遥感图像的灰度值概率密度函数离散化后的图形
度级出现的频率。横统计灰度级像素的个数3 建立直角坐标系1 （4）灰度直方图绘制方法：统计灰度级 2
根据横轴的灰度级画柱状图5 了解灰度分布状态轴为灰度级，纵轴为灰度级像素个数4
）直方图性质：a直方图反映了图像灰度的分布规律；（5 b形态多与正态分布的曲线形态类似；c图像与直方图相对应，但直方图可对应多个图像；这两区域的直方图之和。=d图像中包括两
个不相连的区域，则直方图纵轴表示每一灰度级及其以下灰度级所具有的像素数横轴表示灰度级，（6）、累积直方图：或此像元数占总像素数的比值
多波段——协方差、相关系数
累计直方图与直方图纵轴的意义不同第三章彩）图像显示的方法（单波段——灰度图像显示+伪彩色显示；多波段——全色显示+111（；补充：加色法原理。色显示（真彩色、假彩色合成））（R G B）;.
'.
一般，单波段图像的直接输出显示，反映出该波段上图像的量化信息。主要以灰度级来展示，从识别效果看就是一幅灰度图像。
（2）伪彩色显示：伪彩色(pseudo color)合成显示方法。它将单波段灰度图像中的不同灰度级
按特定的函数关系变换成彩色，再将其显示出来，以此突出某些特殊的地物信息，准确区分地物的类别。
（3）真彩色(true color)：如果彩色合成中选择的波段的波长与红绿蓝的波长相近或相同，那么得到的图像的颜色与真彩色相似，这种合成方式称为真彩色合成（选择的波段与RGB相对应）假彩色(false color)：选择任意3个波段，分别赋予RGB三种颜色，既合成彩色图像。(选择任意波段不与RGB对应）
（4）、加色法原理：R+G=黄色R+B=品红G+B=青色R+G+B=白色
12可以举出例子证明什么样的显示符合上述图像的显示方法，比如对于TM数据来说，7个波段的对应表达。近红外红波段，4(0.76-0.90)蓝波段，2(0.52-0.60)绿波段，3(0.63-0.69)（1）TM:1(0.45-0.52) 7(2.08-2.35)近红外波段波段，5(1.55-1.75)近红外波段，TM 321
2）真彩色：（TM 741等TM 432 ，假彩色：) (绿波段Band1：0.5-0.59um （3）SPOT5 ：20m Band2：0.61-0.68um (红波段)
（近红外）0.79-0.89um Band3：
（短波红外）1.58-1.75um Band4：
10m
(全色波段) ：Pan 0.51-0.73um
第四章；13图像校正，它包括两部分（辐射校正、几何校正）为什么要做图像校正：现实的遥感影像，存在畸变，无法不歪曲地反映出地物的辐（1）因为数字影图像校正是针对数字影像的，（存在降质现象）。射能量分布和几何特征。像存在误差（空间，量度）辐射校正：定义：辐射失真亮度属性，消除图像和数据中依附在辐亮度中的各种失2）（d其他b地物光照条件c 大作用a 真的过程。原因：遥感传感器本身特征地球b传感器不稳定遥感平台c（3）几何校正：定义：空间几何位置的失真，原因：a? 14 什么是辐射校正？辐射误差产生的主要原因是什么消除图像和数据中依做订正进行的校正。定义：针对遥感图像产生的辐射失真产生的误差，附在辐亮度中的各种失真的过程。传感器响应特性和外界（自然）条件，后者包括太阳照【辐射误差产生的原因有两种，射（位置和角度）和大气传输（雾和云）等条件。1）因传感器的响应特性引起的辐射误差（l）光学摄影机引起的辐射误差）光电扫描仪引起的辐射误差2 ）因大气影响引起的辐射误差（2 因太阳辐射引起的辐射误差3（）
1）太阳位置引起的辐射误差2）地形起伏引起的辐射误差;.
'.
其他原因引起的辐射误差】）（4依据童庆禧的流程或讲课时介（对辐射校正产生该怎么做）辐射校正的主要内容包括？绍的思路。光学摄影机内部辐射误差主要是由镜光学摄影机内部辐射误差校正：（定量或者半定量））1它使得在图像上不同位置的同一类地物有不同头中心和边缘的透射光的强度不一致造成的，的灰度值。角通过透镜到达像设通过透镜达到像平面o点的光强度为Eo，与主光轴成
: 则有P点的光强度为Ep，平面2）光电扫描仪内部辐射误差的校正2）探测器增益变化引起的误差。（1）光电转换误差（两类误差: 消除方法：楔校准模型和和增益校准模型；3）大气校正：指消除主要由大气散射引起的辐射误差的处理过程。3种：大气校正方法主要有
；包括内部平均法、平场域法、经验线性法（实测光谱回归方法）等）统计学方法——1 ）辐射传递方程计算法；2 分为回归分析法和直方图最小值去除法两类。3）波段对比法——太阳高度角引起的畸变校正是将太阳光线倾斜照射时）太阳高度角的辐射误差校正：（14）
θ可根据成像时刻的2）太阳的高度角获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获取的图像。（δ?θ?δ）太阳高度角的3 cos（·=sin·sincos±cos t 时间、季节和地理位置来确定，即：sin·特别是对于多光谱图像上的阴影可以通过校正是通过调整一幅图像内的平均灰度来实现的。比值图像是用同步获取的相同地区的任意两个波段图像相除而得图像之间的比值予以消除。到的新图像。）太阳光线和地表作用以后再反射到传感器的太阳光的辐射1地形坡度辐射误差校正：（5）α，则校y）g（x（亮度和地面倾斜度有关。2）若处在坡度为，的倾斜面上的地物影像为）为：（x，y正后的图像f数据，校正较为由上式看出，地形坡度引起的辐射校正方法需要有图像对应地区的DEM
麻烦，一般情况下对地形坡度引起的误差不做校正。
）遥感影像中有时因各检测器特性的差别、干扰、（16）其他原因引起的辐射误差及其校正：）斑点误差主3）条纹误差主要是由检测器引起的。（故障等原因引起不正常的条纹斑点。（2 要由噪声或磁带的误码率等原因造成，具有分散和孤立的特点大气校正的常用方法有？15
；包括内部平均法、平场域法、经验线性法（实测光谱回归方法）等）统计学方法1——）辐射传递方程计算法：测量大气参数，按理论公式求得大气干扰辐射量2 分为回归分析法和直方图最小值去除法两类。）波段对比法——3与卫星扫描同步进行野外波谱测试，：）经验线性法（公式法）将地面测量结果与卫星影像4L?a?bR对应像元亮度值进行回归分析，回归方程为：iAi式中，LAi为卫星观测值；Ri为地面反射率；a和b为回归系数；为大气为系统增益因素；SiLbi为大气散射引起对辐射的干扰部分：(公式)式中，系数a 路径辐射率；为大气TiRi递增而增长的程度大小：（公式）式中，表示辐射率系数bLai随地面反射率Hi为太阳辐照度；θ为太阳天顶角；透射率；）回归分析法：用长波数据来校正短波数。5）和待校正的某一波段图像中，选择由最亮至最TM5作法：在不受大气影响的波段（如
暗的一系列目标，将每一目标的两个待比较的波段灰度值提取出来进行回归分析。;.
'.
亮度均值；Y为TM1例如：式中，X为TM5 波段的亮度均值；XYb?a?11? a1,b1计算如
?5111(T?T)55'波段校正后的灰度值。为TM1 与、下：))(T?TT[(T?'1515a??TT Tb?T?a?b1111
T5表示TM1TM5波段灰度值, T1T1 :通过灰度直方图对比找出校正量。6)直方图最小值去除法大因素）；16几何畸变；影响图像几何畸变的因素（6遥感图像在获取过程中由于多种原因导致景物中目标物相对位置的坐标关系图像中发定义：生变化。）传感器成像几何形态影响：传感器一般的成像几何形态有中心投影、全影投影、因素：1侧视雷达属斜距斜距投影变形，a)全景投变形b) 斜距投影以及平行投影等几种不同类型。投影）传感器外方位元素变化畸变2
对于扫描成像则地球自转对于瞬时光学成像遥感方式没有影响，3）地球自转的影响：
造成图像平行错动。、产生的误差原理21、在星下点视场角较小，曲率影响可忽略。4）地球曲率影响：
与航空像片像点位移相同。）地球起伏的影响：地形起伏在中心投影影像上造成的像点位移是远离原点向外移5
动的，而在雷达影像上则是向内变动的中心投影成像时大气折射的影响
＇-R）R 6）距离投影成像时大气折射的影响：像点位移误差为ΔУ=λ（
20几何精校正；几何精校正的基本原理；几何精校正的工作流程（比如：多项式矫正法17 ；核心步骤。题））定义：是把多平台的不同的传感器或多时相的同一传感器，具有几何精度的图像、地1（图或数据集中地相同地物元素彼此匹配、叠加在一起的过程。图对图：相对，以一景图像作为基础，纠正其他图像
图对标准数据：绝对，以地图作为标准，纠正图像
）几何（数字）纠正的基本原理：回避成像的空间几何过程，直接利用地面控制点数据（2用一个适当的数学模型表示校正前后的图像对应对遥感图像的几何畸变本身进行数学模拟，点坐标关系。：3（）几何精纠正的操作步骤流程
;.
'.
核心步骤：建立纠正函数、选择地面控制点以及图像重采样（包括几何位置变换和灰度重采样两步）。包括：像素空间坐标的变换（几何位置变换）和像元值大小的变换（灰度重采样）
几何位置变换：a)其次按选定的纠正变换函数，首先要确定原始图像和纠正后图像之间的坐标变换关系，
将原始的数字影像逐个像元地变换到输出影像的相应的位置上去的过程。变换方法分直接法（或正解法）和间接法（或反解法）纠正。
灰度值的重采样b)
像元点位置相对变化引起输出图像阵列中的同名点灰校正前后图像的分辨率变化、
度值变化。的灰度值取决于周围列阵点上像元的灰度值对其所作的贡献，我们将这' 某像元P 。种内插获得灰度值的过程称为数字图像的灰度值重采样
常用的重采样方法有：最近邻方法、双线性内插方法、、三次卷积内插方法（立体卷积）双像素重采样法等。的基本出发点（原则）？多项式纠正方法中，选择GCP18
a)易识别和定位且不易发生变化的的明显地物点: (n+1)(n+2)/2, n为多项式次数。：一般选择控制点的最小数量为b)要有一定的数量
分布比较均匀c))
个像元限定控制点像元匹配误差：( < 0.5d)图像重采样过程包括：空间几何位置变换（直接法、间接法）和灰度重采样变换两大部19
大种：最近邻方法、双线性内插方法、三次卷积内插方法（立分；灰度重采样的方法有4 体卷积）、双像素重采样法。）包括：像素空间坐标的变换（几何位置变换）和像元值大小的变换（灰度重采样）（1 几何位置变换：b)其次按选定的纠正变换函数，首先要确定原始图像和纠正后图像之间的坐标变换关系，
将原始的数字影像逐个像元地变换到输出影像的相应的位置上去的过程。变换方法分直接法（或正解法）和间接法（或反解法）纠正。
灰度值的重采样b)
像元点位置相对变化引起输出图像阵列中的同名点灰校正前后图像的分辨率变化、
度值变化。
的灰度值取决于周围列阵点上像元的灰度值对其所作的贡献，我们将这P' 某像元
。种内插获得灰度值的过程称为数字图像的灰度值重采样常用的重采样方法有：最近邻方法、双线性内插方法、、三次卷积内插方法（立体卷积）双像素重采样法等。
）直接法：从原始图像阵列出发，依次对其中每一个像元分别计算其在输出（纠正后）（2?图像的坐标，即：()y,xX?F x F?Y)xy(,y;.
'.
，x,y）Y）在原始图像中的位置P（间接法：从空白图像阵列出发，依次计算每个像元P（X，?)Y?G(X,x。其纠正公式为：然后把该点的灰度值计算后返送给P(X,Y)x)YGy(X,y?，在新图像中的坐标（即地面坐标系），Y为P式中，x,y为P点原始图像的行数和列数；X Y）位置上去。P（X，并把P（x,y)
遥感数字图像处理-要点 1．概论 遥感、遥感过程 遥感图像、遥感数字图像、遥感图像的数据量 遥感图像的数字化、采样和量化 通用遥感数据格式（BSQ、BIL、BIP） 遥感图像的模型：多光谱空间 遥感图像的信息内容： 遥感数字图像处理、遥感数字图像处理的内容 遥感图像的获取方式主要有哪几种? 如何估计一幅遥感图像的存储空间大小? 遥感图像的信息内容包括哪几个方面？ 多光谱空间中，像元点的坐标值的含义是什么？ 与通用图像处理技术比较，遥感数字图像处理有何特点？遥感数字图像处理包括那几个环节？各环节的处理目的是什么？ 2.遥感图像的统计特征 2.1图像空间的统计量 灰度直方图：概念、类型、性质、应用 最大值、最小值、均值、方差的意义 2.2多光谱空间的统计特征 均值向量、协方差矩阵、相关系数、相关矩阵的概念及意义波段散点图概念及分析 主要遥感图像的统计特征量的意义 两个重要的图像分析工具：直方图、散点图 3.遥感数字图像增强处理 图像增强：概念、方法 空间域增强、频率域增强 3.1辐射增强：概念、实现原理 直方图修正，线性变换、分段线性变换算法原理 直方图均衡化、直方图匹配的应用 3.2空间增强 邻域、邻域运算、模板、模板运算 空间增强的概念 平滑（均值滤波、中值滤波）原理、特点、应用 锐化、边缘增强概念
方向模板、罗伯特算子、索伯尔算子、拉普拉斯算子的算法和特点? 计算图像经过下列操作后，其中心象元的值： – 3×3中值滤波 –采用3×3平滑图像的减平滑边缘增强 –域值为2的3×1平滑模板 – Sobel边缘检测 – Roberts边缘检测 –模板 3.3频率域处理 高频和低频的意义 图像的傅里叶频谱 频率域增强的一般过程 频率域低通滤波 频率域高通滤波 同态滤波的应用 3.4彩色增强 彩色影像的类型：真彩色、假彩色、伪彩色
《遥感数字图像处理》习题与答案 第一部分 1.什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。 答：图像（image）是对客观对象的一种相似性的描述或写真。图像包含了这个客观对象的信息。是人们最主要的信息源。 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，它属于可见图像。数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。 2.怎样获取遥感图像？ 答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。根据传感器基本构造和成像原理不同。大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。 m= 3.说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明8时的灰度情况。 答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。 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。空间采样可以将模拟图像具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。 ②量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有M×N个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。应进一步离散、归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，称为量化。 m=时，则得256个灰度级。若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256级，则灰当8 度级别有256个。用0—255的整数表示。这里0表示黑，255表示白，其他值居中渐变。由于8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称8bit量化。彩色图像可采用24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit，每个颜色层面数据为0—255级。 4.什么是遥感数字图像处理？它包括那些容？ 答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像处理。 其容有： ①图像转换。包括模数（A/D）转换和数模（D/A）转换。图像转换的另一种含义是为使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作，如二维傅里叶变换、沃尔什-哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等。 ②数字图像校正。主要包括辐射校正和几何校正两种。 ③数字图像增强。采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需信息的工作称为图像增强。图像增强处理不是以图像保真度为原则，而是设法有选择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值。 ④多源信息复合（融合）。 ⑤遥感数字图像计算机解译处理。 5.说明遥感数字图像处理与其它学科之间的关系。 答：应具备的基础理论知识有：数学、地学、信息论、计算机、GIS、现代物理学。 6.说明全数字摄影测量系统的任务和主要功能。目前，比较著名的全数字摄影测量系统有哪些？
（注：以下两套模拟题仅供题型参考，请重点关注选择填空以及判断题、名词解释，蓝色下划线内容肯定不考） 《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 ( ) 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.doczj.com/doc/2b8449585.html,placian增强 ( )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.常用的灰度差值法有最近邻元法、双线性内插法和三次内插法。 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.数字图像是将一幅画面在空间上分割成离散的点（或像元），各点（或像元）的灰度值经量化用离散的整数来表示，形成计算机能处理的形式。 2.图像锐化是增强图象的边缘或轮廓。 3.从图象灰度为i的像元出发，沿某一方向θ、距离为d的像元灰度为j同时出现的概率
[题目] 数字图像 [参考答案] 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地划分成多个等级（层次），也即均匀量化，以此来用二维数字阵列表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数（灰度值）的图像形式称为数字图像。 图像处理 [参考答案] 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。 题目] 数字图像处理 [参考答案] 是指利用计算机技术或其他数字技术，对一图像信息进行某此数学运算及各种加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。 一、绪论(名词解释，易，3分) [题目] 图像 [参考答案] 是指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的视觉系统而产生的视知觉的实体。 一、绪论(简答题，难，6分) [题目] 什么是图像？如何区分数字图像和模拟图像？ [参考答案] “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在大脑中形成的印象或认识，是人的感觉。图像是图和像的有机结合，既反映物体的客观存在，又体现人的心理因素；图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述，或者说图像是客观对象的一种可视表示，它包含了被描述对象的有关信息。 模拟图像是空间坐标和亮度(或色彩)都连续变化的图像；数字图像是空间坐标和亮度(或色彩)均不连续的、用离散数字(一般是整数)表示的图像。
[题目] 简述研究图像恢复的基本思路。 [参考答案] 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日，从而获得与景物真实面貌相像的图像。 一、绪论(简答题，易，5分) [题目] 简述研究图像变换的基本思路。 [参考答案] 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的过程，或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。 一、绪论(简答题，易，5分) [题目] 简述一个你所熟悉的图像处理的应用实例。 [参考答案] 比如，医学上用B超检测仪对人体器官病变的检查和诊断。 一、绪论(简答题，中，5分) [题目] 一般的数字图像处理要经过几个步骤？由哪经内容组成？ [参考答案] 数字图像处理的基本步骤包括图像信息的获取、存储、处理、传输、输出和显示。 数字图像处理的内容主要包括图像数字化、图像变换、图像增强、图像恢复(复原)、图像压缩编码、图像分割、图像分析与描述和图像识别分类。 一、绪论(简答题，中，5分) [题目] 图像处理的目的是什么？针对每个目的请举出实际生活中的一个例子。 [参考答案] 图像处理就是对图像信息进行加工处理和分析，以满足人的视觉心旦需要和实际应用或某种目的(如压缩编码或机器识别)的要求。如视频图像的高清晰化处理、医学图像的识别分类及其在疾病断中的应用，就是图像处理这两个目的的实际例子。
遥感数字图像处理重点 第一章概论 图像：对客观对象的一种相似性的描述或写真。 数字图像：是以数字形式存储和表达的遥感图像。 根据人眼的可视性，图像可分为可见图像和不可见图像。 图像具有空间坐标和数值，根据其连续性，图像可分为数字图像和模拟图像。 数字图像最基本的单位是像素，像素的基本属性特征为像素值，其高低反映了图像的明暗程度和能量高低。像素的属性是位置和灰度值； 遥感数字图像处理的内容： （1）图像增强：目的是压抑和去除噪声，增强显示图像整体，使图像更容易理解、解译和判读。方法：彩色合成、图像拉伸、图像平滑、锐化、图像融合。 （2）图像校正：主要是对传感器和环境造成的图像退化进行模糊消除、噪声滤除、几何失真或非线性校正。方法：辐射校正和几何校正。 （3）信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定提取规则，并以此为基础从校正后的遥感图像的中提取各种有用信息的过程。方法：图像分割、图像分类。 遥感数字图像处理系统的典型功能包括： ○1不同传感器图像数据的测存取和转换○2几何校正○3辐射校正○4图像增强处理○5统计分析○6图像变换○7图像分类○8专题制图○9专业工具，如雷达图像处理工具。 第二章遥感数字图像的获取和储存 遥感图像是通过遥感平台上的传感器获取的，不同的传感器具有不同的辐射、电磁波谱、时间、空间分辨率。 遥感是通过非接触传感器获取测量对象信息的过程，是信息的获取、传输、处理以及判读和应用的过程。遥感的实施依赖于遥感系统。 传感器又称遥感器，是收集和记录电磁辐射能量信息的装置，是信息获取的核心部件。 传感器的分辨率：传感器区分自然特征相似或光谱特征相似的相邻地物的能力。分为：（1）辐射分辨率：传感器区分所接受到的电磁波辐射强度差异的能力。 （2）光谱分辨率：传感器记录的电磁波谱的波长范围和数量。 （3）空间分辨率：遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小。 （4）时间分辨率：传感器对同一空间区域进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。图像数字化：数字化的两个过程是采样和量化。 （1）采样：分波谱采样和空间采样，通过空间采样，空间上连续的图像变换成离散点。 （2）量化：将像素灰度级转换成整数灰度级的过程。量化后，图像像素的原有灰度值转换为灰度级。 元数据：关于图像数据特征的表述，是数据的数据，主要参数包括：图像获取的日期和时间、投影参数、几何纠正精度、图像分辨率、辐射校正参数等。
第一章． 遥感概念 遥感（Remote Sensing，简称RS），就是“遥远的感知”，遥感技术是利用一定的技术设备和系统，远距离获取目标物的电磁波信息，并根据电磁波的特征进行分析和应用的技术。 遥感技术的原理 地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。 遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。 图像 人对视觉感知的物质再现。图像可以由光学设备获取，如照相机、镜子、望远镜、显微镜等；也可以人为创作，如手工绘画。图像可以记录、保存在纸质媒介、胶片等等对光信号敏感的介质上。随着数字采集技术和信号处理理论的发展，越来越多的图像以数字形式存储。因而，有些情况下“图像”一词实际上是指数字图像。 物理图像：图像是人对视觉感知的物质再现 数字图像：图像以数字形式存储。 图像处理 运用光学、电子光学、数字处理方法，对图像进行复原、校正、增强、统计分析、分类和识别等的加工技术过程。 光学图像处理 应用光学器件或暗室技术对光学图像或模拟图像(胶片或图片)进行加工的方法技术 数字图像处理 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。图像处理能做什么？（简答） 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理主要目的：提高图像的视感质量，提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，进行图像的重建，更好地进行图像分析，图像数据的变换、编码和压缩，更好图像的存储和传输。数字图像处理在很多领域都有应用。 遥感图像处理(processing of remote sensing image data )是对遥感图像进行辐射校正和几何纠正、图像整饰、投影变换、镶嵌、特征提取、分类以及各种专题处理的方法。常用的遥感图像处理方法有光学的和数字的两种。
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_像素_。 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_从图像到非图像的一种表示_，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_从图像到图像的处理_，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虚拟图像_。 5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，_图像重建_的目的是根据二维平 面图像数据构造出三维物体的图像。 二.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5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。 4. 简述数字图像处理的至少5种应用。 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. 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。
遥感 第一章 1遥感数字图像；遥感数字图像的分类方式和对应类别。 （1）定义：遥感数字图像是数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 （2）可见图像和不可见图像 单波段和多波段，超波段 数字图像和模拟图像 2遥感图像的成像方式（三大种：摄影、扫描、雷达）。 （1）摄影，扫描属于被动遥感 雷达属于主动遥感 （2）摄影：根据芦化银物质在关照条件下回发生分解这一机制，将卤化银物质均匀涂在片基上，制成感光胶片 扫描：扫描类遥感传感器逐点逐行地以时序方式获取的二维图像 雷达：由发射机向侧面发射一束窄波段，地物反射的脉冲，由无线接收后被接收机接收 3遥感图像的数字化（模数转换）过程——两大过程：采样、量化，名词解释。 采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样，即：图像空间位置的数字化。采样是空间离散。 量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到由Ｍ×Ｎ个像素点组合表示的图像，但其灰度（或彩色）仍是连续的，还不能用计算机处理。它们还要进一步离散并归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，这称之为量化，即：图像灰度的数字化。量化属于亮度属性离散。 遥感图像数字化过程两个特点：亮度和空 4遥感数字图像的存储空间大小的计算。 图像的灰度级有：2,64,128,256 存储一幅大小为M*N，灰度量化位数G的图像，所需要的存储空间（图像数据量）为M*N*G(bit) 1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB TM空间分辨：1,2,3,4,5,7为30米，6为120米 5遥感数字图像的分辨率（时间、空间、光谱、辐射分辨率）； （1）时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔即采样的时间频率，也称重访周期空间分辨率：指图像像素所代表的相应地面范围的大小，空间分辨率愈高，像素所代表的范围愈小 光谱分辨率：光谱分辨率是指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率愈高 辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率可以区分信号强度的微小差异。 （2）常见传感器和空间分辨率书17-18页 6遥感数字图像的数据（数据级别、数据存储格式、元数据定义） （1）数据级别： 0级产品：未经过任何校正的原始图像数据 1级产品：经过了初步辐射校正的图像校正 2级产品：经过了系统级的几何校正，即根据卫星的轨道和姿态等参数以及地面系统中的有关参数对原始数据进行几何校正。产品的几何精度由上述参数和处理模型决定。 3级产品：经过几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。产品的几何精度要求在亚像素量级上。 不同点：不同级别的产品使用条件不同，但是他们都是数据的集合，是信息量的汇总。一般来说，都是由元数据和图像基本数据两部分数据汇总的结果。
中南大学考试试卷 2015-- 2016 学年1学期 时间100分钟 2015 年11月4日 数字图像处理 课程32学时2学分考试形式：也卷 专业年级： 电子信息2013级 总分100分，占总评成绩 70% 注：此页不作答题纸，请将答案写在答题纸上 一、填空题（本题20分，每小题1分） 1. 图像中像素具有两个属性： _空间位置 ______ 和—灰度 ______ 。 2. _红（R ）_、_绿（G ）_、 _____________ 蓝（B ）_这三种颜色被称为图像的三基色。 3. 对于一个6位的灰度图像，其灰度值范围是 __0-63 _________ 。 4. RGB 模型中黑色表示为 _____ （0，0，0） _____ 。 5. 直方图修正法包括 —直方图均衡 ___________ 和 _直方图规定化_ 两种方法。 6. 常用的灰度内插法有最近邻内插法、 _双线性内插法_和 三次内插法。 7. 依据图像的保真度，图像压缩可分为一无损压缩_和一有损压缩。 8. 图像压缩是建立在图像存在 _编码冗余，空间和时间冗余（像素间冗余） ， 视觉心理冗余三种冗余基础上。 9. 根据分割时所依据的图像特性的不同，图像分割方法大致可以分为阈值分割法、边缘检 ________ 测法和一区域分割法一三大类。 10. 傅立叶频谱中，与图像的平均灰度值对应的系数是 F （0 ， 0） _________ 。 二、选择题（本题20分，每小题2分） 1. 图像与灰度直方图间的对应关系是： （b ） a. ------- 对应 b. 多对一 c. 一对多 d. 都不对 2. 下列算法中属于图像平滑处理的是： （c ） a.梯度锐化 b. 直方图均衡 c. 中值滤波 https://www.doczj.com/doc/2b8449585.html,placian 增强 3. 下列图像边缘检测算子中抗噪性能最好的是： （b ） a.梯度算子 b.Prewitt 算子 c.Roberts 算子 d. Laplacian 算子 6. 维纳滤波器通常用于：（c ） a.去噪 b. 减小图像动态范围 7. 采用幕次变换进行灰度变换时，当幕次 4. 5. 采用模板］-1 1 ］主要检测__ a.水平 b.45 0 c. 一幅256*256的图像，若灰度级为 a. 256Kb b.512Kb c.1Mb 方向的边缘。（c ） 垂直 d.135 16,则存储它所需的总比特数是 d. 2M c.复原图像 d.平滑图像
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。
遥感数字图像处理教程 第一章概论 1.1图像和遥感数字图像 1.1.1图像和数字图像 本书定义图像为通过镜头等设备得到的视觉形象 根据人眼的视觉可视性可将图像分为可视图像和不可视图像。可视图像有图片、照片、素描和油画等，以及用透镜、光栅和全息技术产生的各种可见光图像。不可见图像包括不可见光成像和不可测量值 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性，可将图像分为数字图像和模拟图像。数字图像是指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度不连续、以离散数字原理表达的图像。在计算机，数字图像表现为二维阵列，属于不可见图像。模拟图像指空间坐标和明暗程度连续变化的、计算机无法直接处理的图像，属于可见图像。 利用计算机技术，可以实现模拟图像和数字图像之间相互转换。把模拟图像转化为数字图像成为模/数转换，记作A/D转换； 数字图像最基本的单位是像素。像素是A/D转换中国的取样点，是计算机图像处理的最小单位；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。 1.1.2遥感数字图像 遥感数字图像时数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同长波的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 遥感数字图像中的像素成为亮度值。亮度值的高低由遥感传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。由于地物反射或辐射电磁波的性质不同受大气的影响不同，相同地点不同图像的亮度值可能不同。 图像的每个像素对应三维世界中的一个实体、实体的一部分或多个实体。在太阳照射下，一些电磁波被这个实体反射，一些被吸收。反射部分电磁波到达传感器被记录下来，成为特定像素点的值。 1.2压感数字图像处理 1.2.1遥感数字图像处理概述 遥感数字图像处理是利用计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列操作的过程。遥感数字图像处理主要包括三个方面 1.图像增强，使用多种方法，如：灰度拉伸、平滑、瑞华、彩色合成、主成分变换K-T变换、代数运算、图像融合等压抑、去除噪声、增强整体图像或突出图像中的特定地物的信息，是图像更容易理解、解释和判读、 图像增强着重强调特定图像特征，在特征提取、图像分析和视觉信息的显示很有用。 2.图像校正：图像校正也成图像回复、图像复原，主要是对传感器或环境造成的退化图像进行模糊消除、噪声滤除、几何失真或非线性校正。 信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定不同地物信息的提取规则。 1.2.2 遥感数字图像处理系统 数字图像处理需要借助数字图像处理系统来完成。一个完整的遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 1.硬件系统 包括计算机、数字化设备、大容量存储、显示器和输出设备以及操作台 1）计算机 是图像处理核心，大的存和高的CPU速度有助于加快处理的进度。 2）数字化设备
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. 简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。 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. 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。 5. 图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。 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。 6. 图像量化时，如果量化级比较小会出现什么现象？为什么？ 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。 7 . 简述二值图像与彩色图像的区别。 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。 8. 简述二值图像与灰度图像的区别。 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。 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。 9. 简述灰度图像与彩色图像的区别。 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。 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。 10. 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。 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。
东南大学2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（）呈现黑色，而（）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征
2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（A）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（C ）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（ B）呈现黑色，而（ A）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（A）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（B）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（D）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（A）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（ B）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（A ）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（B）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（B）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（A）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（B）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（B）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（C）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（C）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（ C）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征
电子科技大学网络教育考卷（A 卷）答案 一、名词解释（每题2分，共10分） 1. 一幅图像可定义为一个二维函数f(x,y)，这里x 和y 是空间坐标，而在任何一对空间坐标(x,y)上的幅值f 称为该点图像的强度或灰度。当x,y 和幅值f 为有限的、离散的数值时，称该图像为数字图像。 2. 对数变换是一种灰度变换方法，其一般表达式是s=clog(1+r)。其中c 是一个常数，并假设r≥0。此种变换使一窄带低灰度输入图像值映射为一宽带输出值。相对的是输入灰度的高调整值。可以利用这种变换来扩展被压缩的高值图像中的暗像素。 3. CMY 是一种颜色模型，常用于打印机。CMY 表示青、品红、黄，等量的颜料原色(青、品 红和黄色)可以产生黑色。实际上，为打印组合这些颜色产生的黑色是不纯的。因此，为 了产生真正的黑色(在打印中起主要作用的颜色)加入了第四种颜色——黑色，提出了 CMYK 彩色模型。 4. 空间分辨率是图像中可辨别的最小细节.涉及物理意义时可以用每单位距离可分辨的最 小线对数目，当不涉及物理意义时也可用图像的像素数目表示。 5. 令H 是一种算子，其输入和输出都是图像。如果对于任何两幅图像f 和g 及任何两个标 量a 和b 有如下关系，称H 为线性算子： 。 二、判断正误 × × × × √ 三、单项选择题 1、D 2、D 3、C 4、C 5、A 6、B 7、D 8、B 9、D 10、D 四、简答题 (每题5分，共10分) 1. 什么是直接逆滤波？这种方法有何缺点？如何改进？ 直接逆滤波方法是用退化函数除退化图像的傅里叶变换(G(u,v))来计算原始图像的傅里叶变换估计：? (,)(,)/(,)F u v G u v H u v =。但考虑到噪声的影响，我们即使知道退化函数，也不能准确地复原未退化的图像。 (,)(,)(,)?(,)(,)F u v H u v N u v F u v H u v += 因为N(u,v)是一个随机函数，而它的傅里叶变换未知。还有更糟的情况。如果退化是零或非常小的值，N(u,v)/H(u,v)之比很容易决定^ F (u,v)的估计值。—种解决退化是零或者很小值问题的途径是限制滤波的频率使其接近原点值。 2. 伪彩色图像处理(也称假彩色)是根据特定的准则对灰度值赋以彩色的处理。伪彩色的主要应用是为了人眼观察和解释一幅图像或序列图像中的灰度目标。人类可以辨别上千种颜色和强度，而相形之下只能辨别几十种灰度。 3、彩色模型(也称彩色空间或彩色系统)的用途是在某些标准下用通常可接受的方式简化彩色规范。本质上，彩色模型是坐标系统和子空间的规范。位于系统中的每种颜色都由单个点
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。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。 4、简述数字图像处理的至少4种应用。 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、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。 6、图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。 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。 7、图像量化时，如果量化级比较小会出现什么现象？为什么？ 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。 8、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。 11、简述直角坐标系中图像旋转的过程。 （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。 12、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？ （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。 13、举例说明使用邻近行插值法进行空穴填充的过程。 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.