Lecture 16-17 作业
一. 判断题（每题１分。T表示正确，F表示错误。）
1. 在数字图像中，一个像素的邻域只有8领域。（F）
2. 在空间域基于滤波器处理数字图像时，二维滤波器可以分解为多个一维滤波器，以提高计算效率（T）。
3. 彩色数字图像平滑处理无需考虑颜色模型。（F）
二. 单项选择题（每题1分。）
1. 能够实现数字图像平滑的处理方法（C）。
A. 线性点处理
B. 基于直方图的处理
…
C. 邻域处理
D. 非线性点处理
2. 最大值滤波器可用于检测数字图像中的像素点是（A）。
A. 最亮
B. 最暗
C. 中间亮度
D. 平均亮度
3. 最小值滤波器可用于检测数字图像中的像素点是（B）。
A. 最亮
B. 最暗
。
C. 中间亮度
D. 平均亮度
4. 阿拉法裁剪均值滤波器a-trimmed mean filter是（D）。
A. 中值median滤波器
B. 均值mean滤波器
C. 排序rank滤波器
D. 混合hybrid滤波器
三. 多项选择题（每题2分。）
1. 在数字图像中，基于邻域处理的滤波器包括（ABCD）。
'
A. 可以是十字、方形等形状
B. 可以是3 X 3、5 X 5等不同尺寸
C. 可以有不同的权值
D. 可以采用中心为原点
四. 填空题（每题1分。）
1. 若操作是在像素的某个邻域内进行的，即输出数字图像的像素值由对应的输入数字图像的像素值及其邻域像素值决定，则称其为邻域操作。
2. 在数学上，数字图像模糊处理相当于数字图像被平均或被积分。
五. 简答题（每题4分。）
{
1. 在空间域进行数字图像排序滤波有哪些各有什么特点
排序滤波包括：中值滤波、中值滤波的线性组合、中值滤波的高阶组合、加权的中值滤波、迭代的中值滤波、最大值滤波、最小值滤波、中点值滤波。
中值滤波，适合处理脉冲噪声，脉冲噪音长度要小于滤波器宽度的一半。
中值滤波的线性组合，取多个中值滤波器结果的线性加权值。
中值滤波的高阶组合，取多个中值滤波器结果的最大值。
加权的中值滤波，对像素值进行加权后再做中值滤波。
迭代的中值滤波，对数字图像进行多次中值滤波。
最大值滤波，用于提取最亮的像素。
最小值滤波，用于提取最暗的像素。
中点值滤波，用于提取最亮和最暗像素的平均值。
\
七. 算法题（每题5分。）
1. 下图为一个5x5的数字图像，采用3x3中值滤波(Median Filter)，给出处理后结果，写出
边界像素不进行处理。
—
对其它像素，以某像素为中心小窗口内所有像素灰度按从小到大排序，
取排序结
列到4列120 120 123 123 124 124 125 126 127
120 120 123 123 123 125126 127 128
123 123 123 123 125 125 126 127 128
行的第2列到4列
120 123 123 124 125 125 126 127 150
120 123 123 125 125 126 127 128 150
121 123 123 125 125 125 126 127 128
行的第2列到4列
116 119 123 123 124 125 126 127 150
119 119 123 123 125 126 127 128 150
118 119 121 123 123 125 125 127 128
2. 采用伪代码描述数字图像均值滤波mean filter的算法，滤波器宽度为2R+1。
输入：
待处理图像I I
}
均值滤波器的半径R
输出图像I O，与输入图像I I具有同样的宽度和高度
For y form R to H-1-R
{
For x form R to W-1-R
{
Sum=0
For v form -R to R
{
For u form -R to R
^
{
sum = sum + (x+u, y+v)
}
}
(x, y, int(sum*( (2R+1)*( 2R+1))))
}
}
3. 采用伪代码描述数字图像加权中值滤波weighted median filter的算法, 滤波器半径为R。
[
输入：
待处理图像I I
加权中值滤波器半径R
加权中值滤波器的系数矩阵Mask
输出图像I O，与输入图像I I具有同样的宽度和高度
For y form R to H-1-R
{
For x form R to W-1-R
{
For v form -R to R
《
{
For u form -R to R
{
gray = (x+u, y+v)
For r from 0 to Mask(u+R, v+R)
{
(gray)
}
}
}
-
();
(x, y, int()/2))
}
}
4. 采用伪代码描述该表达式所对应的数字图像（宽度M，高度N）线性邻域处理算法。
Input:
Image f(x,y)
、
Filter w
Output:
Image g(x,y)
Process:
sumW=0
for k = - b to b do
for j = - a to a do
sumW = sumW + w (j + a, k + b)
end for j
end for k
for y = b to N - b - 1 do
for x = a to M - a - 1 do
sum = 0
for k = - b to b do
for j = - a to a do
sum = sum + w (j + a, k + b)f(x + j, y + k)
end for j
end for k
g(x, y) = sum/sumW
end for x
end for y
八. 编程题（每空1分。）
1. 下列Java源代码是实现数字图像3 x 3正方形中值滤波，填写横线处（15、17、18、24、29）遗漏的源代码。
1.
15 2*K+
17 =h-2
18 =w-2;
24 k++
29 ,P[K]
《数字图像处理》试题及答案 1、如图所示,A和B的图形完全一样,其背景与目标的灰度值分别标注于图中, 请问哪一个目标人眼感觉更亮一些？为什么？〔10分 答：B感觉 更亮一些。 <5分,给出 相对亮度概 念即可给 分> 因为目标比背景暗,所以越大,感觉越暗,所以A更暗,即B更亮一些。〔5分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。〔3分 3、已知的图像数据如图所示,请计算：〔15分 a 、的离散傅里叶变换；
b、的哈德玛变换。 题3图 答：1 令, 则, 〔5分 2〔3分 则哈德玛变换为 〔3分 4、写出频域拉普拉斯算子的传递函数,并说明掩模矩阵 对图像的卷积与拉普拉斯算子对图像运算结果之间的关系。〔15分
答：1 F＝F＝F ＝F＋F 〔6分 2相当于原图像与拉普拉斯算子运算之差〔3分。 因为 拉式算子：〔2分 所以： ＝－ 〔4分 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 6、写出图像退化/复原的总体模型；利用线性系统的相关知识,推导线性空不变条件下连续图像函数的退化模型。〔10分 答： 〔5分 线性系统中： 其中为系统H的冲激响应。 又空不变系统,则 〔5分
一、练习题一 二、填空题 1.图象平滑既可在空间域中进行,也可在频率域中进行。 2.对于一个6位的灰度图像,其灰度值范围是0-63。 3.对于一个大小为64x64的24位彩色图像,在没有压缩的情况下,所需要的存储空 是12KB。 4.依据图象的保真度,图象编码可分为有失真编码和无失真编码两种。 5.直方图修正法包括直方图均衡化和直方图规定化两种方法。 三、名词解释 6.邻域 答:邻域是指一个像元( x,y)的邻近(周围)像元形成的像元集合。即{(x+p, y+q)} p、q为任意整数。 7.模板匹配 答:模板匹配是指对象物的图案以图象形式表现时,根据该图案与一幅图像各部分的相似度,从而求得对象物在图象中位置的操作。 8.数字图像 答: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。
9.图像锐化 答:图像锐化是增强图像的边缘或轮廓的一种图像增强方法。 9.图像复原 答:图像复原是指可能恢复退化图像的本来面目,它是沿图像退化的逆过程进 行处理。 10.无失真编码 答:无失真编码是指压缩图像经解压可以恢复原图像,没有任何信息损失的编 码技术。 四、简单题 11.简述局部平均法的优缺点? 答:局部平均法是将窗口内所含的像元灰度取平均作为中心像元的输出值。 优点是计算简单,速度快。但在降低噪声的同时,使图像产生模糊,特别是在边缘和细节处。 12.空间域图像增强与频率域图像增强的基本原理与实现方法? 答:图像增强的概念:根据特定需要突出图像中某些信息,同时,削弱或去除某 些不需要的信息的处理方法。其主要目的是使处理后的图像对某种特定的应用来说,比原始图像更适用,处理的结果使图像更适合于人的视觉特性或机器的识别系统。 图像增强实现方法分为两大类:空间域方法和频域方法。其中“空间域”是指图像本身,这类方法以对图像像素的直接处理为基础;而“频域”处理技术是以修改
1 《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。 1.5 常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？ 答.目前图像处理系统开发的主流工具为 Visual C++ （面向对象可视化集成工具）和 MATLAB 的图像 t+W < 住《l 塁希碎 «IUIM EH 鼻爭■ 图1.8数字图像处理系统结构图
第七章图像的锐化、分割 一.填空题 1. 图像微分增强了边缘和其它突变的信息。（填“增强”或“削弱”） 2. 图像微分削弱了灰度变化缓慢的信息。（填“增强”或“削弱”） 3. 图像微分算子能用在边缘检测中。（填“能”或“不能”） 4. 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分割、边界分割方法和区域提取方法三大类。 5. 所谓聚类方法，是采用模式识别中的聚类思想，以类内保持最大相似性以及 类间保持最大距离为目标，通过迭代优化获得最佳的图像分割阈值。 二.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？ 答：. 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. 一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？ 答：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。 第八章二值及形态学处理 一.填空题 1. 对二值图像进行分析时，我们将相互连接在一起的像素值全部为1的像素点的集合称为一个__连通域__。 2. 如果当前点像素值为1，其四近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的通路，称之为__四连接__。 3. 如果当前点像素值为1，其八近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的通路，称之为__八连接__。 4. 形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，__腐蚀__通常在去除小颗粒以及消除目标物之间的粘连是非常有效的。__膨胀_通常用以填补目标物中存在的某些空洞。
Lecture 16-17 作业 一. 判断题（每题１分。T表示正确，F表示错误。） 1. 在数字图像中，一个像素的邻域只有8领域。（F） 2. 在空间域基于滤波器处理数字图像时，二维滤波器可以分解为多个一维滤波器，以提高计算效率（T）。 3. 彩色数字图像平滑处理无需考虑颜色模型。（F） 二. 单项选择题（每题1分。） 1. 能够实现数字图像平滑的处理方法（C）。 A. 线性点处理 B. 基于直方图的处理 … C. 邻域处理 D. 非线性点处理 2. 最大值滤波器可用于检测数字图像中的像素点是（A）。 A. 最亮 B. 最暗 C. 中间亮度 D. 平均亮度 3. 最小值滤波器可用于检测数字图像中的像素点是（B）。 A. 最亮 B. 最暗 。 C. 中间亮度 D. 平均亮度 4. 阿拉法裁剪均值滤波器a-trimmed mean filter是（D）。 A. 中值median滤波器 B. 均值mean滤波器 C. 排序rank滤波器 D. 混合hybrid滤波器 三. 多项选择题（每题2分。） 1. 在数字图像中，基于邻域处理的滤波器包括（ABCD）。 ' A. 可以是十字、方形等形状 B. 可以是3 X 3、5 X 5等不同尺寸 C. 可以有不同的权值 D. 可以采用中心为原点 四. 填空题（每题1分。） 1. 若操作是在像素的某个邻域内进行的，即输出数字图像的像素值由对应的输入数字图像的像素值及其邻域像素值决定，则称其为邻域操作。 2. 在数学上，数字图像模糊处理相当于数字图像被平均或被积分。 五. 简答题（每题4分。）
{ 1. 在空间域进行数字图像排序滤波有哪些各有什么特点 排序滤波包括：中值滤波、中值滤波的线性组合、中值滤波的高阶组合、加权的中值滤波、迭代的中值滤波、最大值滤波、最小值滤波、中点值滤波。 中值滤波，适合处理脉冲噪声，脉冲噪音长度要小于滤波器宽度的一半。 中值滤波的线性组合，取多个中值滤波器结果的线性加权值。 中值滤波的高阶组合，取多个中值滤波器结果的最大值。 加权的中值滤波，对像素值进行加权后再做中值滤波。 迭代的中值滤波，对数字图像进行多次中值滤波。 最大值滤波，用于提取最亮的像素。 最小值滤波，用于提取最暗的像素。 中点值滤波，用于提取最亮和最暗像素的平均值。 \ 七. 算法题（每题5分。） 1. 下图为一个5x5的数字图像，采用3x3中值滤波(Median Filter)，给出处理后结果，写出 边界像素不进行处理。 — 对其它像素，以某像素为中心小窗口内所有像素灰度按从小到大排序， 取排序结 列到4列120 120 123 123 124 124 125 126 127
1、阐述数字图像处理与模拟图像处理相比都有哪些优点。 答：数字图像处理与模拟图像处理的根本不同在于，它不会因图像的存储、传输或复制等一系列变换操作而导致图像质量的退化，所以数字图像处理具有很好的再现性。 数字图像处理的主要优点是：精度高、再现性好、通用性、灵活性强。 2、简述数字图像信息的特点。 答：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，它是目前社会生活中最常见的一种信息媒体，它传递着物理世界事务状态的信息，是人类获取外界信息的主要途径。 3、数字图像处理系统有哪几部分组成？并说出各部分的作用。 答： 4、数字图像处理主要应用在哪些邻域？分别举例说明。 答：1）航空和航天技术方面的应用，主要用于地形地质，矿藏探查，森林、水利、海洋、农业等资源调查，自然灾害预测预报，环境污染检测，气象卫星云图处理及地面军事目标识别。 2）生物医学工程方面的应用，目前广泛应用于临床诊断和治疗的各种成像技术。 3）通信工程方面的应用，将电话、电视和计算机以三网合一的方式在数字通信网上传输。采用编码技术来压缩信息量，如分形编码、自适应网络编码、小波变换编码等。 4）工业和工程方面的应用，主要有产品质量检测、生产过程的自动控制、CAD/CAM等。 5）军事、公安方面的应用，主要用于导弹的精确制导，判断分析，指纹识别，人脸鉴别，图片复原，交通监控，事故分析等。 6）文化艺术方面的应用，电视画面的数字编辑、电影特技、动画的制作、电子图像游戏、广告、MTV、纺织服装设计等。 5、解释什么是马赫带效应。 答：是指视觉的主观感受在亮度有变化的地方出现虚幻的明亮或黑暗的条纹。 马赫带效应的出现是人类的视觉系统造成的。生理学对马赫带效应的解释是：人类的视觉系统有增强边缘对比度的机制。 6、简述人的视觉过程。 答：视觉是人类的重要功能。视觉过程是一个非常复杂的过程。主要有三个：光学过程、化学过程和神经处理过程。 当人眼接收光刺激时，首先是条件反射，由视网膜神经进行处理。随后图像信号通过视觉通道反映到大脑皮层，大脑皮层做出相应的处理：存储图像、信息处理、特征提取，决策和描述。最终做出反应。 7、图像可分为哪几类？并阐述各类图像的特点。 答: 图像有许多种分类方法，按照图像的动态特性，可以分为静止图像和运动图像；按照图像的色彩， 可以分为灰度图像和彩色图像；按照图像的维数，可分为二维图像、三维图像和多维图像。
数字图像处理技术试题库 一、单项选择题：(本大题 小题, 2分/每题,共 分) 1.自然界中旳所有颜色都可以由（）构成 A.红蓝绿 B.红黄绿 C.红黄蓝绿 D.红黄蓝紫白 2. 有一种长宽各为200个象素，颜色数为16色旳彩色图，每一种象素都用R(红)、G(绿)、B(蓝)三个分量表达，则需要（）字节来表达 A.100 B.200 C.300 D. 400 3.颜色数为16种旳彩色图，R(红)、G(绿)、B(蓝)三个分量分别由1个字节表达，则调色板需要（）字节来表达 A.48 B.60 C.30 D. 40 4.下面哪一种不属于bmp 文献旳构成部分 A ．位图文献信息头 B. 位图文献头 C.调色板 D. 数据库标示 5.位图中，最小辨别单元是 A.像素 B.图元 C.文献头 D.厘米 6.真彩色旳颜色数为 A.888⨯⨯ B. 161616⨯⨯ C.128128128⨯⨯ D.256256256⨯⨯ 7.假如图像中出现了与相邻像素点值区别很大旳一种点，即噪声，则可以通过如下方式清除 A.平滑 B.锐化 C. 坐标旋转 D. 坐标平移 8.下面哪一种选项不属于图像旳几何变换() A.平移 B.旋转 C. 镜像 D. 锐化 9.设平移量为x x t t (,)，则平移矩阵为() A .1 0 00 1 0 1x y t t ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦ B. 1 0 00 -1 0 1x y t t ⎡⎤-⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦ C.1 0 00 1 0 - 1x y t t ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⎣⎦ D.1 0 00 1 0 - -1x y t t ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 10.设旋转角度为a ，则旋转变换矩阵为()
数字图像处理考试试题 数字图像处理考试试题 一、简答题 1. 什么是数字图像处理？ 数字图像处理是指使用计算机对图像进行各种操作和处理的过程。它包括图像获取、图像增强、图像压缩、图像分割、图像识别等多个方面。 2. 图像获取的方式有哪些？ 图像获取的方式主要有摄影、扫描、雷达、卫星遥感等。其中，摄影是最常见的图像获取方式。 3. 什么是图像增强？ 图像增强是指通过一系列的算法和技术，改善图像的质量、清晰度和对比度等特征，使图像更易于观察和分析。 4. 图像压缩的目的是什么？ 图像压缩的目的是减少图像数据的存储空间和传输带宽，以便更高效地存储和传输图像。 5. 图像分割是什么？ 图像分割是将图像划分为若干个子区域的过程，每个子区域具有相似的特征。图像分割在图像分析和图像理解中起着重要的作用。 二、计算题 1. 对一幅大小为512×512的灰度图像进行直方图均衡化。 直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，通过对图像的像素值进行变换，使得图像的直方图分布更均匀，从而增强图像的对比度。
2. 使用Sobel算子对一幅图像进行边缘检测。 Sobel算子是一种常用的边缘检测算法，它通过计算图像中每个像素点的梯度值，来确定图像中的边缘。 3. 使用K均值聚类算法对一幅彩色图像进行分割。 K均值聚类算法是一种常用的图像分割算法，它将图像中的像素点分成K个簇，使得同一个簇内的像素点具有相似的特征。 三、论述题 1. 数字图像处理在现实生活中的应用。 数字图像处理在现实生活中有着广泛的应用。例如，在医学领域，数字图像处 理可以用于医学图像的增强和分析，帮助医生做出准确的诊断；在安防领域， 数字图像处理可以用于视频监控和图像识别，提高安全性；在娱乐领域，数字 图像处理可以用于电影特效和游戏图像的处理，提供更好的视觉体验。 2. 数字图像处理的挑战和发展趋势。 数字图像处理面临着一些挑战，如图像质量的提高、图像处理算法的优化等。 同时，随着人工智能和深度学习的发展，数字图像处理也呈现出一些新的趋势，如基于深度学习的图像识别和分割算法的应用，以及图像处理技术在虚拟现实 和增强现实领域的应用等。 总结： 数字图像处理是一门重要的学科，它在各个领域都有着广泛的应用。通过对图 像的获取、增强、压缩和分割等处理，可以提高图像的质量和对比度，使图像 更易于观察和分析。同时，数字图像处理也面临着一些挑战和发展趋势，需要 不断地进行研究和创新。
一、判断题10分正确√,错误× 1.图像处理就是对图像信息进行加工处理,以满足人的视觉心理和实际应用的 要求√ 2.在MATLAB中,uint8是无符号8位整数√ 3.在MATLAB中,uint16是无符号16位整数√ 4.图像的点运算与代数运算不相同√ 5.点运算也叫灰度级变换√ 6.线性点运算可以改变数字图像的对比度√ 7.图像的几何变换也叫图像的点运算× 8.图像的平滑操作实际上是邻域操作√ 9.傅立叶变换后的矩阵处在频域上√ 10.傅立叶变换后的矩阵处在空域上× 11.傅立叶变换,人们可以在空域和频域中同时思考问题√ 12.像素深度是指存储每个像素所用的位数√ 13.图像经过变换后,图像的大部分能量都集中在中、高频段× 14.图像经过变换后,图像的大部分能量都集中在低频段√ 15.直方图均衡化也是一种非线性点运算√ 16.仿射变换是空间变换√ 17.空间变换是频域变换× 18.边缘检测是将边缘像元标识出来的一种图像分割技术√ 19.灰度直方图能反映一幅图像各灰度级像元占图像的面积比√ 20.直方图均衡是一种点运算,图像的二值化则是一种局部运算× 21.双边滤波法可用于边缘增强× 22.均值平滑滤波器可用于锐化图像边缘× 23.拉普拉斯算子可用于图像的平滑处理× 24.高频加强滤波器可以有效增强图像边缘和灰度平滑区的对比度√ 25.应用傅立叶变换的可分离性可以将图像的二维变换分解为行和列方向的一 维变换√ 26.图像分割可以依据图像的灰度、颜色、纹理等特性来进行√ 27.图像增强有空域和变换域两类√ 28.加大、减小对比度分别会使图像发生亮处更亮,暗处更暗的直观变化√ 29.加大、减小亮度分别会使图像发生亮处更亮,暗处更暗的直观变化× 30.二值图像就是只有黑白两个灰度级√ 31.一般来说,图像采样间距越大,图像数据量越大,质量越好；反之亦然× 32.用Matlab开辟一个图像窗口的命令是imshow× 33.图像尺寸为400300是指图像的宽为400毫米,高为300毫米× 34.一般而言,对于椒盐噪声,均值滤波的效果好于中值滤波× 35.与高斯低通滤波器相比,理想低通滤波低通滤波器在图像处理过程中更容易 出现振铃rings√ 二、填空题 20分,1分/空 1.一般来说,图像采样间距越小,图像数据量_____,质量_____；反之亦然大,高
图像处理及应用第三章作业 3.5答：直方图均衡化是重映射直方图，来获得均匀的直方图，它的目的是为了加强像素的强度，而当一幅图像的直方图为平坦直方图时，直方图均衡法不需要再次分配像素，所以不适合直方图均衡化技术。 3.17答：（a）计算掩模Rnew = Rold - C1 + C3，Rold 是上一次的计算结果，C1 是移动时第一列之和，C3 是下一列的和，对于3*3 的滤波器C3 需要计算2 次加法（C1已经在之前被计算），所以计算Rnew 共需要计算4 次加法，当到最后一列时，向下移一行，和之前一样的方法，再从右往左计算。对于n*n 的滤波器，C3共需要计算n-1 次，所以Rnew 共要计算n+1 次加法。而按照通常的计算方法，共需要计算n2-1次加法。 （b）(n2-1) / (n+1) = n-1 3.22答：因为在原图中，竖条的宽度是5 像素，间距是20 像素，所以每25 个像素的灰度值之和都是相同的，当以25*25 的方形掩模时，计算的值是相等的，所以垂直竖条被模糊了。而当以23*23 和45*45 的方形掩模时，掩模大小与宽度并不一致，所以线条之间的分割仍很清楚。 课后编程题 （1） 原图像与图像直方图： 均衡后图像的直方图： 给定的归一化直方图如下： 利用上述的直方图进行直方图规定化处理后得到的图像及其直方图：
MATLAB代码： r=255; x=0:r; y=(-384*x+49152).*(x<=128)+(384*x-49152).*(x>=129); y=y/sum(y); figure;plot(y); G=[]; for i=1:256 G=[G sum(y(1:i))]; end img=imread('C:\Users\pretty820722\Desktop\fanye.jpg'); img=rgb2gray(img); [m n]=size(img); hist=imhist(img); p=hist/(m*n); figure(2);subplot(1,2,1);imhist(img);subplot(1,2,2);imshow(img); p1=histeq(img); figure;subplot(1,2,1);imhist(p1);subplot(1,2,2);imshow(p1); s=[]; for i=1:256 s=[s sum(p(1:i))]; end for i=1:256 tmp{i}=G-s(i); tmp{i}=abs(tmp{i}); [a index(i)]=min(tmp{i}); end imgn=zeros(m,n); for i=1:m for j=1:n imgn(i,j)=index(img(i,j)+1)-1; end end
1 题目：实现频率域的UnSharp Masking滤波。其中低通滤波使用频率域的高斯低通滤波器滤波器参数可调。 2 源程序 clear;close all;clc; I = imread('E:\Lena.bmp'); figure subplot(321) imshow(I) title('原图像') B=fft2(I); s=fftshift(B); [M,N] =size(s); %分别返回s的行数到M中，列数到N中 n=2; %对n赋初值 %GLPF滤波，d0=5，15，30（程序中以d0=30为例） d0=30; %初始化d0 n1=floor(M/2); %对M/2进行取整 n2=floor(N/2); for i=1:M for j=1:N d=sqrt((i-n1)^2+(j-n2)^2); %点(i,j)到傅里叶变换中心的距离 h=1*exp(-1/2*(d^2/d0^2)); %GLPF滤波函数 a(i,j)=h*s(i,j); %GLPF滤波后的频域表示 end end a=ifftshift(a); %对s进行反FFI移动 %对s进行二维反离散的Fourier变换后，取复数的实部转化为无符号8位整数 a=uint8(real(ifft2(a))); subplot(322) imshow(a) %显示GLPE滤波处理后的图像 title('GLPF滤波(d0=30)') subplot(323) b = I -a; imshow(b) title('反锐化') c0 = I + 0.5*b; subplot(324) imshow(c0) title('反锐化图像A=0.5') c1 = I + 1*b; subplot(325) imshow(c1) title('反锐化图像A=1') c2= I + 1.5*b;
数字图像处理期末复习题3
二、名词解释( 每题5分,此题共20 分) 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，从而到达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,那么称这两个像素是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( 每题10分,此题共30 分)： 1. 举例说明直方图均衡化的根本步骤。 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)，那么根据直方图的含义，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 练习题 1、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 2.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。 3、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 < 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 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、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 D. 中值滤波 11、一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：（ A ） A、256K B、512K C、1M C、2M 12、噪声有以下某一种特性（ D ） A、只含有高频分量 B、其频率总覆盖整个频谱 & C、等宽的频率间隔内有相同的能量 D、总有一定的随机性 13. 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 14. 在单变量变换增强中，最容易让人感到图像内容发生变化的是（ C ）A亮度增强觉B饱和度增强 C色调增强D不一定哪种增强 ! 15、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、采用邻域平均处理； D、适当减小平滑滤波器的领域操作模板。 16. 无损图像压缩去掉的是图像中的（ C ）信息。 A 高频B低频 C冗余D不相干 （ 17. 下列算法中属于图象平滑处理的是（ C ） A.梯度锐化 B.直方图均衡 C. 中值滤波增强 数字图像处理试题 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____________________，如图像测量等。从图像到非图像的一种表示 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。从图像到图像的处理 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，________________的目的 是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。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。 ?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。 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。 图像的几何变换:改变图像的大小或形状。 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。 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。 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。 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。 图像的几何变换:改变图像的大小或形状。 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. 简述数字图像处理的至少4种应用。 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。 在医学中，比如B超、CT机等方面。 在通信中，比如可视电话、会议电视、传真等方面。 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。 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. ?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。?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 1. 量化可以分为均匀量化和________________两大类。非均匀量化 一、基本题目 1. 2.HSI模型中，H I (Intensity) 3.CMYK （Black）。 4. 5. 6. 7. 8.存储一幅大小为M×N，灰度级为2g bit）大小的 存储空间。 9.图像退化是图像形成、传输和记录的过程中，由于成像系统、传输介质和设 10. 行图像的边缘检测。 11.用函数b s+ =来对图像象素进行拉伸变换，其中r表示待变换图像象素灰 kr 度值，若系数0 k >b ,1> 压缩） 12. 13. 两种。 14. 15.少），所得 16. 17.图像退化的典型表现为图像模糊、失真、噪声等，我们针对退化进行图像复 18.灰度直方图反映一幅图像中各灰度级象素出现的频率之间的关系， 19. 因此可以采 20. 图像边缘是指图像中象素灰度值有阶跃变化或屋顶状变化的那些象素的集 合。 21. 22.(X B X B =Θ 23. (Y (U ,V )信号，它们之间的关系 为： 24. 我国的电视标准是PAL 行 25. 26. MPEG 是ISO 其工作是开发满足各种应 27. 若原始的模拟图像，其傅氏频谱在水平方向的截止频率为m U ，在垂直方向 ，则只要水平方向的空间取样频率02m U U =，垂直方向的空 28. CT 。 29. 人们在观察一条由均匀黑和均匀白的区域形成的边界时，可能会认为人的主 观感受是与任一点的强度有关。但实际情况并不是这样，人感觉到的是在亮度变化部位附近的暗区和亮区中分别存在一条更黑和更亮的条带，这就是所谓的“Mach 带” 30. 若代码中任何一个码字都不是另一个码字的续长，也就是不能在某一个码字后面添加一些码元而构成另一个码字，称其为非续长代码。反之，称其为续长代码。 31. 对每个取样点灰度值的离散化过程称为量化。常见的量化可分为两大类，一 类是将每个样值独立进行量化的标量量化方法，另一类是将若干样值联合起来作为一个矢量来量化的矢量量化方法。在标量量化中按照量化等级的划分方法不同又分为两种，一种均匀量化；另一种是非均匀量化 32. 3.1 a 为正常数的指数式 e ar -2 对于构造灰度平滑变换函数是非常有 用的。由这个基本函数开始，构造具有下图形状的变换函数。所示的常数是输入参数，并且提出的变换必须包含这些参数的特定形式（为了答案曲线中的L 0不是所要求的参数）。 解：由（a ）图所示，设e ar A r T -=2 )(,则 在r=0时，T(r)=A 在r=L 0时，T(r)=A/2 联立，解得L L a 0 693 .00 2 ln 2 2 ≈ = 则C r L C D r T s e K +--==-)1)(()(2 2 由（b ）图所示，可以由(a)图翻转得到，所以（b ）图的表达式 s=)1()(2 20 693 .0r L B r T e --= （c ）图是（b ）图沿y 轴平移得到，所以（c ）图的表达式 C r L C D r T s e K +--==-)1)(()(2 20 3.19 (a)在3.6.2节中谈到，分布在图像背景上的孤立的亮和暗的像素团块，当它们小于中值滤波器区域的一半时，经过中值滤波器处理后会被滤除（被其邻值同化）。假定滤波器尺寸为n n ⨯,n 为奇数，解释这种现象的原因？ 个像素小于或者等于ξ，其它的大于或等于ξ。当其中孤立的亮或者 有群集点包含过滤屏蔽的极端情况下，没有足够的在其中任何一个集群点等于中值。如果在区域的中心点是一个群集点，它将被设置为中位数值，而背景的阴影将“淘汰”出集群。这一结论适用于当集群区域包含积分少集群的最大规模的较极端情况下。 （b ）考虑一副有不同像素团块的图像，假设在一个团块的所有点都比背景凉或者暗（但不是同时既比背景亮又比背景暗），并且每个团块的尺寸不大于22 n 。试求当n 符合什么条件时，有一个或多个这样的团块像（a ）中所说的那样被分离出来？ 答：在A 的结论下，我们考虑的团块的像素个数不可能超过2 )1(2 -n ， 两个相近的或亮或暗的团块不可能同时出现在相邻的位置。在这个 n n ⨯的网格里，两个团块的最小距离至少大于)1(2-n ，也就是说至 少在对角线的区域分开跨越（n-1）个像素在对角线上。 3.29 CCD 电视摄像机用于每天24小时，每月30天对同一区域进行长期观测研究。5分钟拍一次数字图像并传送到中心场所。场景的照明，白天为自然光，晚上为人造光，没有无照明的时间，因此摄像机本身并不需要使用任何补偿装置。另外，使用数字技术对图像进行后处理并归一化，这样就使图像与恒定照明是等效的。对此，设计一种方法。可以在实验室内使用希望的任何方法，但要在设计中明确列出所做的所有假设。 答：本题是考虑到范围的照明停留在线性部分的相机的反应范围, 一、判断题（10分）（正确√，错误×） 1.图像办理就是对图像信息进行加工办理，以知足人的视觉心理和实质应用的要求（√） 2.在 MA TLAB 中， uint8 是无符号 8 位整数（√） 3.在 MA TLAB 中， uint16 是无符号 16 位整数（√） 4.图像的点运算与代数运算不相同（√） 5.点运算也叫灰度级变换（√） 6.线性点运算能够改变数字图像的对照度（√） 7.图像的几何变换也叫图像的点运算（×） 8.图像的光滑操作其实是邻域操作（√） 9.傅立叶变换后的矩阵处在频域上（√） 10.傅立叶变换后的矩阵处在空域上（×） 11.傅立叶变换，人们能够在空域和频域中同时思虑问题（√） 12.像素深度是指储存每个像素所用的位数（√） 13.图像经过变换后，图像的大多数能量都集中在中、高频段（×） 14.图像经过变换后，图像的大多数能量都集中在低频段（√） 15.直方图平衡化也是一种非线性点运算（√） 16.仿射变换是空间变换（√） 17.空间变换是频域变换（×） 18.边沿检测是将边沿像元表记出来的一种图像切割技术（√） 19.灰度直方图能反应一幅图像各灰度级像元占图像的面积比（√） 20.直方图平衡是一种点运算，图像的二值化则是一种局部运算（×） 21.双边滤波法可用于边沿增强（×） 22.均值光滑滤波器可用于锐化图像边沿（×） 23.拉普拉斯算子可用于图像的光滑办理（×） 24.高频增强滤波器能够有效增强图像边沿和灰度光滑区的对照度（√） 25.应用傅立叶变换的可分别性能够将图像的二维变换分解为行和列方向的一维变换（√） 26.图像切割能够依照图像的灰度、颜色、纹理等特征来进行（√） 27.图像增强有空域和变换域两类（√） 28.加大、减小对照度分别会使图像发生亮处更亮，暗处更暗的直观变化（√） 29.加大、减小亮度分别会使图像发生亮处更亮，暗处更暗的直观变化（×） 30.二值图像就是只有黑白两个灰度级（√） 31.一般来说，图像采样间距越大，图像数据量越大，质量越好；反之亦然（×） 32.用Matlab开拓一个图像窗口的命令是imshow （×） 33.图像尺寸为 400*300 是指图像的宽为 400 毫米，高为 300 毫米（×） 34.一般而言，对于椒盐噪声，均值滤波的成效好于中值滤波（×） 35.与高斯低通滤波器对比，理想低通滤波低通滤波器在图像办理过程中更简单出现振铃 (rings) （√）数字图像处理复习练习题
数字图像处理试题
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数字图像处理第三章答案
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