图像处理作业
选题1：
请采用学过的图像去噪方法（鼓励自己研究新算法），对Circuit.jpg 、boy_noisy.gif 和california_22_13.bmp图像进行去噪处理。来自代做图像处理https://www.doczj.com/doc/ce4354458.html,
实现环境：
MATLAB 7.1
程序说明：
Circuit.jpg：
源代码：
I = imread('Circuit.jpg'); %读取图像
imshow(I); %显示
B = medfilt2(I,[4 4]); %中值滤波
figure,imshow(B); %显示
实验结果：
图1 原始图像
图2 去噪后图像
boy_noisy.gif：
源代码：
a=imread('boy_noisy.gif'); %读取图像
b=double(a); %数据类型转换
F=fftshift(fft2(b)); %傅里叶变换
A=sqrt(real(F).^2+imag(F).^2); %求频谱
A=(A-min(min(A)))/(max(max(A))-min(min(A)))*255; %频谱归一化
subplot(1,2,1);imshow(a);subplot(1,2,2);imshow(A); %显示原图及其频谱
%去噪---------------------------------------------------
for i=1:511
for j=273
F(j,i) =0;
end
end
for i=1:511
for j=241
F(j,i) =0;
end
end
%--------------------------------------------------------
A=sqrt(real(F).^2+imag(F).^2);
A=(A-min(min(A)))/(max(max(A))-min(min(A)))*255; %频谱处理
figure,imshow(A); %显示处理完的频谱f=ifft2(ifftshift(F)); %反变换
c=uint8(f); %数据还原
figure,imshow(c); %显示处理完的图像实验结果：
图3 原始图像及其频谱
图4 处理完的频谱
图5 去噪后的图像
california_22_13.bmp：
源代码：
I = imread('california_22_13.bmp'); %读取图像
imshow(I); %显示图像
J = im2double(I);%数据类型转换
h = fspecial('gaussia',[2 2],1.3);%高斯滤波
A= filter2(h,J);
figure,imshow(A); %显示图像
实验结果：
图6 原始图像
图7 去噪后的图像
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图像处理作业
1. 计算 F 和 H 的卷积。
7 1 3 F 7 2 0
7 1 2
H
1 1
1 1
2. 计算的 f (x) 的 N＝8 的一维 DCT 余弦变换。
3. 为什么一般情况下对离散图像的直方图均衡化并不能产生完全平坦的直方 图？
4. 一幅图像直方图如 a 所示，要求对其进行直方图规定变换，变换后直方图如
b 所示：
0．384
0．174
0．088
0．08
0．058
0．086
0．068
0．062
01234567
a图
0．4
0．2
0．4
01234567
b图
5. 用 5 X 5 的十字形窗口对下图进行滤波。
1111111111 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1115555111 1155555511 1155885511 1155885511 1155555511 1115555111 1111111111 1111111111
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6. 已知符号 a，e，i，o，u，？ 的出现概率分别是 0.2 , 0.3, 0.1 ,0.2 ,0.1 ,0.1 ， 对字符串 aieoau 进行算术编码；如果一个字符串（共四位）的算术编码是 0.23355，对其进行算术解码，求这字符串是什么。
7. 已知符号 a，e，i，o，u，？ 的出现概率分别是 0.2 , 0.3, 0.1 ,0.2 ,0.1 ,0.1 ， 求这些字符的霍夫曼编码，及编码后的平均码长。
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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：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( 每小题10分,本题共30 分 )： 1. 举例说明直方图均衡化的基本步骤。 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)，则根据直方图的含义，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 数字图像处理 报告标题：01 报告编号： 课程编号： 学生姓名： 截止日期： 上交日期： 摘要 （1）编写函数计算灰度图像的均方误差（MSE）、信噪比（SNR）、峰值信噪比（PSNR）、平均绝对误差（MAE）；（2）编写函数对灰度图像经行降采样，直接消除像素以及消除像素前进行简单平滑滤波；（3）编写函数对图像进行放大，分别使用像素直接复制和双线性插值的方法：（4）编写函数用题目给出的量化步骤Q去量化灰度图像，并给出相应的MSE和直方图；（5）编写函数对灰度图像执行直方图均衡化，显示均衡前后的直方图。同时，熟悉使用MATLAB，并且熟练操作对图像进行各种修改变换等。 KEY WORD :MATLAB MSE、PSNR 直方图量化 技术探讨 数字图像处理是基于Matlab来实现的，由于Matlab 独特的功能和对矩阵，图像，函数灵活的处理，因而用于图像的处理相当的方便。 task1 均方误差（MSE）,信噪比（SNR）,峰值信噪比（PSNR）,平均绝对误差（MAE）。可以使用使用for循环语句，分别计算图像MSE/SNR/PSNR/MAE，具体的计算公式见附录代码，下面只附运算原理代码 均方误差（MSE）： sum=sum+(a(i,j)-b(i,j))^2; MSE=sum/(M*N) 信噪比（SNR）： sum2=sum2+a(i,j)^2; SNR=10*log10(sum2/MSE) 峰值信噪比（PSNR）： sum=sum+(a(i,j)-b(i,j))^2; PSNR=10*log10(255^2/MSE) 平均绝对误差（MAE）： sum=sum+a(i,j)+b(i,j); MAE=sum/(M*N) 在每次对同一个图像处理时它们的均方误差（MSE）,信噪比（SNR）,峰值信噪比（PSNR）,平均绝对误差（MAE）都会有所不同，因为它是原图像与加噪后的图像比较，而电脑的每次操作都会对加噪过得图像有影响。 task3 按比例缩小灰度图像 （1）直接消除像素点： I1=g(1:m:end,1:m:end);I1 为缩小后的图像，g为原图。 （2）先平滑滤波再消除像素点： 滤波函数，g=imfilter(I,w,'corr','replicate'); task4 对图像的放大运用了pixel repetition法以及双线性插值法： 它有三种插值法：即最近邻插值（pixel repetition）、双线性插值、双三次插值(缩放倍数为0.5) ;缩放与放大由给定的参数来确定。 ;缩放与放大由给定的参数来确定。而缩小则同样适用I1=g(1:m:end,1:m:end); 而放大的代码为“J=imresize(I,m,'nearest');%使用pixel repetition法”和“J=imresize(I,m,'bilinear');%使用双线性插值法” 放大倍数更改m值即可 task4 对图像的量化，使用“J=histeq(I,x); ”，x为可变的量化步长 task5 灰度图像的量化和直方图均衡化直接调用函数。“J=histeq(I)”“imhist(I,64)” 计算机专业《图形图像处理》期末考试试卷(Ａ) 考试时间：90分钟 姓名____________ 学号____________ 成绩______________ 填空题(50分)每空1分 除了使用按钮进行软件的退出之外，还有其他3种方法同样可以将软件关闭，分别是 ___________、___________、___________。 新建文件的方法有3种，分别是___________、___________、___________。 打开文件的方法有3种，分别是___________、___________、___________。 将鼠标光标放置在_________栏的蓝色区域上双击，即可将窗口在最大化和还原状态之间切换。按键盘中的_______键可以将工具箱、属性栏和控制面板同时显示或隐藏。 在RGB【颜色】面板中【R】是___________颜色、【G】是___________颜色、【B】是___________颜色。 图像文件的大小以___________和___________为单位，它们之间的大小换算单位为___________KB=___________MB。 按键盘中的___________键，可以将当前工具箱中的前景色与背景色互换。 当利用工具绘制矩形选区时，按下键盘中的___________形态的选择区域； 按下键盘中的___________形态的选择区域；按下键盘中的 绘制___________形态的选择区域。 在Photoshop系统中，新建文件默认分辨率值为___________像素点/英寸，如果进行精美彩印刷图片的分辨率最少应不低于__________像素点/英寸。 在【通道】面板底部有四个按钮，它们的功能分别是：___________按钮、___________按 钮、___________按钮、___________按钮。 在利用滤镜菜单栏中的【高斯模糊】命令进行虚化的投影效果制作时，应注意图层面板中的___________选项不被勾选。 可以快速弹出【画笔预设】面板的快捷键是_______。 在图像文件中创建的路径有两种形态，分别为________和________。 矢量图形工具主要包括______工具、______工具、______工具、______工具、______工具和______工具。 在Photoshop 7.0软件中，可以将输入的文字转换成________和_______进行编辑，也可以将其进行栅格化处理，即将输入文字生成的文字层直接转换为________。另外还可以将输入的_______和 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。 2. 写出将具有双峰直方图的两个峰分别从23和155移到16和255的图像线性变换。 答：将a=23,b=155 ;c=16,d=255代入公式： 得 1，二维傅里叶变换有哪些性质？二维傅里叶变换的可分离性有何意义？ 周期性，线性，可分离性，比例性质，位移性质，对称性质，共轭对称性，差分，积分，卷积，能量。 意义：分离性表明：二维离散傅立叶变换和反变换可用两组一维离散傅立叶变换和反变换来完成。 8.何谓图像平滑？试述均值滤波的基本原理。 答：为了抑制噪声改善图像质量所进行的处理称图像平滑或去噪。 均值滤波是一种局部空间域处理的算法，就是对含有噪声的原始图像f(x,y)的每个像素点取一个领域S，计算S中所有像素的灰度级平均值，作为空间域平均处理后图像g(x,y)像素值。 9.何谓中值滤波？有何特点？ 答：中值滤波是对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用中值代替窗口中心像素的原来灰度值，它是一种非线性的图像平滑法。 它对脉冲干扰及椒盐噪声的的图像却不太合适。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。但它对点、线等细节较多 6图像几何校正的一般包括哪两步？像素灰度内插有哪三种方法？各有何特点？ 答：1）建立失真图像和标准图像的函数关系式，根据函数关系进行几何校正。 2）最近邻插值，双线性插值，三次卷积法 3）最近邻插值：这种插值方法运算量小，但频域特性不好。 3、若f(1,1)=4，f(1,2)=7，f(2,1)=5，f(2,2)=6,分别按最近邻元法、双线性插值法确定点,的灰度值。 最近邻元法：点,离(1,2)最近,所以其灰度值为7.双线性法：f(i+u,j+v)=(1-u)(1-v)f(i,j)+(1-u)vf(i,j+1)+u(1-v)f(i+1,j)+uvf(i+1,j+1) 将i=1,j=1,u=,v=代入,求得：f(i+u,j+v)=。四舍五入取整后，得该点其灰度值为6 3.2a S=T(r)=1 )E 1+(m r 3.2bL是图像灰度级，m=L/2,取L=500，m=250。假设E=10，15，20，100，通过matlab分析得到的图形如下： 程序： >> L=linspace(0,500); >> S1=1./(1+((250./L).^10)); >> S2=1./(1+((250./L).^15)); >> S3=1./(1+((250./L).^20)); >> S4=1./(1+((250./L).^100)); >> plot(L,S1),hold on >> plot(L,S2) >> plot(L,S3) >> plot(L,S4) >> hold off 2. S0=0.17 S1=0.17+0.25=0.42 S2=0.17+0.25+0.21=0.63 S3=0.17+0.25+0.21+0.16=0.79 S4=0.17+0.25+0.21+0.16+0.07=0.86 S5=0.17+0.25+0.21+0.16+0.07+0.08=0.94 S6=0.17+0.25+0.21+0.16+0.07+0.08=0.98 S7=0.17+0.25+0.21+0.16+0.07+0.08+0.02=1 输出的图像灰度级是等间距的，和原来的图像一样去8个灰度级，那么S k=i/7(i=0,1,2,3,…,7)。所以需要对S i进行修正。得到的结果为： S0并=1 7S1并=3 7 S2并=4 7 S3并=6 7 S4并=6 7 S5并=1 S6并=1 S7并=1 由计算的结果可知，直方图均衡化后的输出图像灰度级仅为 5个级别，即为S0=1 7S1=3 7 S2=4 7 S3=6 7 S4=1 通过r k与s k的相关关系，可以计算出P S(s k)。 P s(s0=1 7 )=0.17 P S(s1=3 7 )=0.25 P S(s2=4 7 )=0.21 P s(s3=6 7 )=0.16+0.07=0.23 P S(s4=1)=0.08+0.06+0.02=0.14 根据s k的取值和对应的概率，画出均衡化的直方图如下： Photoshop图像处理 一、单项选择题 1、下列四个图像颜色类型中,（）只能存储成为人们常说的“黑白图片”？ Ａ．RGB颜色 B ．索引颜色Ｃ．灰度Ｄ．Lab颜色 2、下列（）是photoshop图象最基本的组成单元？ A．节点B．色彩空间C．像素D．路径 3、以下可以减少图像的饱和度的工具是（）。 A．加深工具 B．减淡工具 C．海绵工具 D．任何一个在选项调板中有饱和度滑块的绘图工具 4、我们在网页中可以看到许多精美的图片，那么这些图片不可能是（）格式。 A．JPG B．TIF C．GIF D．PNG 5、图像1到图像2是使用（）滤镜进行处理的效果。 图像1 图像2 A．动感模糊B．径向模糊C．特殊模糊D．镜头模糊 6、图像1中有一个“心”形路径，使用横排文字工具当光标变成（）时，可以在路径内部输入文字，如图像2所示。 图像1 图像2 A．B．C．D． 7、在Photoshop中，（）是由许多不同颜色的小方块组成的，每一个小方块称为像素。A．位 图 B．矢量图 C．向量 图 D ．平面图 8、如何使用仿制图章工具在图象中取样？（） A．在取样的位置单击鼠标并拖拉 B．按住Shift键的同时单击取样位置来选择多个取样象素 C．按住Alt键的同时单击取样位置 D．按住Ctrl键的同时单击取样位置 9、在Photoshop中，使用（），可以将如图所示左边的路径调整成右边的效果。 A．添加锚点工 具B．删除锚点工具 C．钢笔工 具 D．转换点工具 10、在Photoshop中，使用（）工具，可以将如图所示左边的图像制作成右边的效果。 A．油漆桶工具B．加深工具C．海绵工 具D．涂抹工具 二、填空题 1．在Photoshop中，____ ____命令可以对图像的对比度进行自动调整。 2．_______________不透明度影响在图层中绘制的像素或图层上绘制的形状，但不影响已应用于图层的任何效果的不透明度。 3．在“颜色”调板中，将R、G、B的值设置为_________时，颜色为纯黑色，设置为__________时为纯白色。 4．使用形状工具绘制图像后，要对图像的形状进行编辑，选择__________工具可通过改变节点或控制句柄的角度改变形状的外形。 5．取消选区的快捷键是__________。 6．若要保存“工作路径”可以选择单击“路径”调板中的小三角按钮，在弹出的菜单中选择 ____________命令将其保存。 7．自由变换的快捷键是__________。 8．使用油漆桶可以填充_________和图案。 三、判断题 1．图像分辨率的单位是dpi。（） 2．CMYK模式下的【通道】面板中原色通道有4个。（） 3．图层蒙版是可以不依附其它图层单独出现在图层面板上的。（） 4．双击【图层】面板中的“背景层”，并在弹出的对话框中输入图层名称，可把背景层转换为普通的图像图层。（） 5．【锐化工具】会使图更加清晰。（） 6．将彩色图像转换为灰度模式时，Photoshop 会扔掉原图像中所有的彩色颜色信息，而只保留像素的灰度级。（） 7．PSD文件可以保存图像文件中的通道和颜色信息，但是不能保存路径信息。（） 8．使用工具箱中的【选择工具】可以选择图像中创建的切片。（） 9．利用通道可以进行选择区域的保存。（） 10．JEPG 格式是一种合并图层且压缩比率非常好的文件存储格式。（） 四、问答题 1、请根据所学知识分析为什么缩放矢量图形时不会影响显示效果，而缩放位图图像时却会影响显示效果？ 2、列举常见的图像文件格式，并说明其各自的特点。 3、简述Photoshop中的图像模式分类及其特点。 试卷代号：5012 山东广播电视大学2014-2015学年第二学期期末考试 开放教育Photoshop图像处理评分细则 2015年7月 一、单项选择题（每小题2分，共20分） DDABB BACDD 二、填空题（每空2分，共20分） 1.PSD 2.ＲＧＢ 3.(0,0,0) XXXX 中等专业学校 2016—2017学年第 二 学期期末考试 《图形图像处理PS 》试卷（ B 卷） 注意事项： 1.考试时间120分钟，共100分。 2.本试卷四大题，共4页。 一、选择题 （下列各题的备选答案中只有一个选项是正确的，请把正确答案填在括号中。每小题1分，共20分） 1.要使某图层与其下面的图层合并可按什么快捷键（ ） A.Ctrl ＋K B.Ctrl ＋D C.Ctrl ＋E D.Ctrl ＋J 2.如果想在现有选择区域的基础上增加选择区域，应按住下列哪个键（ ） A.Shift B.Ctrl C.Alt D.Tab 3.在“投影”图层样式中，影响到阴影强度的选项是（ ） A.距离 B.扩展 C.阻塞 D.大小 4.反向选择的快捷键是（ ） A.Ctrl ＋Shift+B B.Ctrl ＋Shift+R C.Ctrl ＋Shift+I D.Ctrl ＋Shift+J 5.在PhotoShop 中，下列途径中不可以创建选区的是（ ） A.“抓手”工具 B.利用Alpha 通道 C.利用“路径”调板 D.利用快速蒙版 6.下面（ ）类型的图层可以将图像自动对齐和分布。 A.调整图层 B.链接图层 C.填充图层 D.背景图层 7.当将CMYK 模式的图像转换为多通道模式时，产生的通道名称是（ ） A.青色、洋红、黄色、黑色 B.青色、洋红、黄色、白色 C.四个名称都是Alpha 通道 D.四个名称都是Black （黑色通道） 8.在Photoshop 中的空白区域，双击可以实现（ ） A.新建一个空白文档 B.新建一幅图片 C.打开一幅图片 D.只能打开一幅扩展名为.psd 的文件 9.移动图层中的图像时，如果每次需移动10个象素的距离，应（ ） A.按住Alt 键的同时按键盘上的箭头键 B.按住Tab 键的同时按键盘上的箭头键 C.按住Ctrl 的同时按键盘上的箭头键 D.按住Shift 键的同时按键盘上的箭头键 10.图象的分辩率为300象素每英寸，则每平方英寸上分布的象素总数为（ ） A.600 B.900 C.60000 D.90000 11.一个8位图像支持的颜色有（ ） A.16种 B.256种 C.65536种 D.1677万种 12.下列关于分辨率的描述正确的是（ ） A.图像分辨率的单位是dpi ，是指每平方英寸内所包含的像素数量。 B.图像的分辨率越高，每英寸所包含的像素不一定也越多。 C.分辨率越高的图像就有越多的细节，颜色的过渡就越平滑。 D.图像分辨率的高低决定了图像的尺寸大小 13.在使用任何工具的过程中，按住（ ），可以将工具转换为“抓手工具”。 A.空格键 B.Enter C.Esc D.Shift 14.下面对“柔光”图层混合模式的描述不正确的是（ ） A.根据上层图像的明暗程度来决定最终是变亮或变暗 B.当上层图像比50%的灰度亮，图像会变亮 C.图像与白色或黑色执行“柔光”模式时结果将得到白色或黑色 D.当上层图像比50%的灰度暗，图像会变亮 15.如何移动一条参考线：（ ） A.选择移动工具拖拉 B.无论当前使用何种工具，按住Alt 键的同时单击鼠标 C.在工具箱中选择任何工具进行拖拉 D.无论当前使用何种工具，按住shift 键的同时单击鼠标 A.JPG B.PDF C.PSD D.TIF 16.如果扫描的图像不够清晰，可用下列哪种滤镜弥补（ ） A.噪音 B.风格化 C.锐化 D.扭曲 17.下列哪种格式不支持无损失压缩（ ） A.PNG B.JPEG C.PHOTOSHOP D.GIF 18.下列可以使图像产生立体光照效果的滤镜是 A.描边 B.等高线 C.浮雕效果 D.照亮边缘 19.当你使用魔棒工具在图像上单击，只有一个像素被选中，容差的值最可能是（ ） A.255 B.256 C.1 D.0 20.当使用绘图工具时，如何暂时切换到吸管工具：（ ） A.按住shift 键 B.按住alt 键 C.按住ctrl 键 D.按住ctrl ＋alt 键 选择题答题卡： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ........................................ 题目 一 二 三 四 总分 阅卷人 分数 专业 班 级 姓 名 考 号 装 订 线 第1页 共4页 第2页 共4页 胡学龙编著 《数字图像处理（第 3 版）》思考题与习题参考答案 目录 第 1 章概 述 (1) 第 2 章图像处理基本知识 (4) 第 3 章图像的数字化与显示 (7) 第 4 章图像变换与二维数字滤波 (10) 第 5 章图像编码与压缩 (16) 第 6 章图像增强 (20) 第 7 章图像复原 (25) 第 8 章图像分割 (27) 第 9 章数学形态学及其应用 (31) 第 10 章彩色图像处理 (32) 第1章概述 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。 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。 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。 说出图像、视频（video）、图形（drawing）及动画（animation）等视觉信息之间的联系和区别。 答：图像是用成像技术形成的静态画面；视频用摄像技术获取动态连续画面，每一帧可 大作业指导书 题目：数字图像处理 院（系）：物联网工程学院 专业: 计算机 班级：计算机1401-1406 指导老师： 学号： 姓名： 设计时间： 2016-2017学年 1学期 摘要 (3) 一、简介 (3) 二、斑点数据模型 .参数估计与解释 (4) 三、水平集框架 (5) 1.能量泛函映射 (5) 2.水平集传播模型 (6) 3.随机评估方法 (7) 四、实验结果 (8) 五、总结 (11) 基于水平集方法和G0模型的SAR图像分割 Abstract（摘要） 这篇文章提出了一种分割SAR图像的方法，探索利用SAR数据中的统计特性将图像分区域。我们假设为SAR图像分割分配参数，并与水平集模型相结合。分布属于G分布中的一种，处于数据建模的目的，它们已经成功的被用于振幅SAR图像中不同区域的建模。这种统计数据模型是驱动能量泛函执行区域映射的基础，被引用到水平集传播数值方案中，将SAR 图像分为均匀、异构和极其异构区域。此外，我们引入了一个基于随机距离和模型的评估过程，用于量化我们方法的鲁棒性和准确性。实验结果表明，我们的算法对合成和真实SAR 数据都具有准确性。+ 简介 1、Induction（简介） 合成孔径雷达系统是一种成像装置，采用相干照明比如激光和超声波，并会受到斑点噪声的影响。在SAR图像处理过程中，返回的是斑点噪声和雷达切面建模在一起的结果。这个积性模型（文献[1]）因包含大量的真实SAR数据，并且在获取过程中斑点噪声被建模为固有的一部分而被广泛应用。因此，SAR图像应用区域边界和目标检测变得更加困难，可能需要斑点去除。因此，斑点去除是必需的，有效的方法可以在文献[2][3][4][5][6][7][8][9][10]中找到。 对于SAR图像分割，水平集方法构成一类基于哈密顿-雅克比公式的重要算法。水平集方法允许有效的分割标准公式，从文献[12]中讨论的传播函数项可以得到。经典方法有着昂贵的计算成本，但现在的水平集的实现配置了有趣的低成本的替换。 水平集方法的一个重要方面，比如传播模型，可以用来设计SAR图像的分割算法。这个传播函数能够依据伽马和伽马平方根法则将斑点统计进行整合，函数已经被广泛地应用于SAR图像中的均质区域分割。Ayed等基于伽马分布任意建模，设计方案将SAR图像分成多个均质区域。尽管多区分割问题已经解决，该方案人需要一定数量的区域作为输入。Shuai 和Sun在文献[16]中提出对这个方法进行了改进，他们使用了一个有效的传播前收敛判断。Marques等引入了一个类似于含有斑点噪声图像中目标检测的框架，将基于本地区域的斑点噪声统计融合进去。这些作者采用伽马平方根对均质区域进行建模并用一个自适应窗口方案检测本地的同质性。 最近，新的SAR数据模型比如K，G，显示出了优势。经典法则受限于均质区域特性的描述，而最近的法则展现出了在数据建模中更有吸引力的特性。法则允许同构、异构和高度异构幅度SAR数据的建模。这个分布族提供了一组参数，可以描述SAR图像中的不同区域。分布的参数信息，可以被广泛的应用于设计SAR图像处理和分类技术。在文献[21]中，Mejail 等人介绍了SAR监督数据分类器，它基于其参数映射并实现了有趣的结果。Gambini等人在文献[22]中使用这个分布的一个参数来量化SAR数据的粗糙度，通过活动轮廓和B样条差值来检测边缘。然而，这种技术需要一个初始分割步骤，并受拓扑限制。一般来说，活动轮廓方法不能解决不连续区域分割的问题。 本文介绍了一种新的水平集算法来实现SAR图像中均质、异构和极其异构区域分割的目标。由于分布能够描述SAR图像的同质性和规模，我们的方法采用分布对斑点数据进行建模。这些分布参数基于每一个域点进行估计，通过这些信息，我们可以在水平集分割框架内得到一个能量泛函来驱动向前传播(front propagation)。该泛函以最大化不同区域平均能量间的差异作为结束。最终水平集阶段以能量带作为依据得到SAR图像的分割结果。 《数字图象处理》期末考试报告 页脚内容1 《数字图象处理》期末考试报告 图像在人类接受和互通信息中扮演着重要角色，人们在日常生活与生产实践中依赖图像信息的状况比比皆是，图像信息具有如下特点。 （1）直观形象 图像可以将客观的事物的原型真实的展现在眼前，供不同目的、不同能力、不同水平的人去观察、理解，这是声音和文字信息所不能的。声音和文字信息只能够通过描述来表达事物。既然是描述，就会收到描述者诸如主观、专业、情绪、心情等因素的显示，甚至描述可能偏离客观事物。 （2）易懂 人的视觉系统有着瞬间获取图像、分享图像、识别图像与理解图像的能力。只要将一幅图像呈现在认的眼前，其视觉系统就会立即得到这幅图像所描述的鑫鑫，从而具有一目了然的效果。 （3）信息量大 图像信息量大有两层含义：其一是“一图胜千言”，图像本身所携带的信息远比文字、声音信息丰富；其二是图像数据量大，需要占据较大的存储空间与传输时间。 视觉是人类最重要的感知手段之一。视觉信息人类从自然界活的信息的主要来源，约占人类由外界获得的信息总量的80%。“眼见为实”，是视觉信息所提供的只管作用是文字和声音无法比拟的。 图像是人类视觉的基础，是自然景物的客观反应，是人类认识世界和人类本身的重要源泉。“图”是物体反射或投射光的分布，“像”是认的视觉系统所接受的图在人脑中所形成的印象或认识。照片、绘画、剪贴画、地图、书法作品、手写汉字、传真、卫星云图、影视画面、X光片、脑电图、心电图等都是图像。 页脚内容2 近几年来，随着多媒体技术和因特网的迅速发展和普及，数字图像处理技术受到了前所未有的广泛重视，出现了许多新的应用领域。最显著的是数字图像技术已经从工业领域、实验室走入了商业领域以及办公室，甚至走进了人们的日常生活。目前数字图象处理技术已经广泛用于办公自动化、工业机器人、地理数据处理、地球资源监视、遥感、交互式计算机辅助设计领域。 数字图像处理技术涉及数学、计算机科学、模式识别、人工智能、信息论、生物医学等多种学科，是一门多学科交叉应用技术。图像技术内容十分丰富，例如图像获取、图像编码压缩、图像存储与传输、图像变换、图像合成、图像增强、图像复原与重建、图像分割、目标检测、图像表示与描述、图相配准、图像分类与识别、图像理解、场景分析与理解、图像数据库建立、索隐于检索以及综合利用等。 数字图像处理系统主要由图像采集系统、计算机和图像输出设备组成。 1、图像采集系统 图像采集系统的功能是将模拟图像转换成适合数字计算机处理的数字图像。因此，图像采集系统又称为图像数字化器。常用的图像数字化器一般有三种：一种是数码摄像机，它通过接口电路与计算机连接，在有关软件的控制下将图像输入计算机；二是数码照像机，它同数码摄像机的区别就是没有连续获取图像的能力；三是扫描仪，它可以将胶片上的摄影图像或纸质载体上的问题、图形、表格扫描成数字信息直接输入计算机。 2、计算机 执行数字图像处理的计算机上安装有各种图像处理软件，如Adobe公司的Photoshop，MathWorks 公司的Matlab中的图像处理工具箱。图像处理软件接受来自图像采集系统的数字图像，并执行所需要的操作，如图像增强、图像复原、图像压缩编码、图像分析、图像识别、图像理解等任务，最后输出 页脚内容3 一、简答题 1、 列举出四种数字图像采集方法。 答： 单个传感器扫描，线阵CCD 扫描，面阵CCD 成像，核磁共振成像 2、 什么是图像的空间分辨率和灰度级分辨率，其分辨率高低对图像有什么影响。 答：空间分辨率是图像中，可辨别的最小细节，其降低会导致图像颗粒化。灰度分辨率是灰度级别中可分辨的最小变化，其降低会导致图像出现为轮廓。 3、 比较一下对数变换、幂次变换、分段线性变换的相同点和差异。 答: 相同点是他们都是对单个像素进行的变换，不同点是他们的灰度级变换函数不同。 4、 比较说明逆滤波和维纳滤波的处理图像的效果和特点。 答： 逆滤波没有清楚的说明怎样处理噪声，维纳滤波综合了退化函数和噪声统计特性两个方面进行复原处理。其特点是逆滤波受噪声影响大，当N/H 之比很容易超过图像F 估计值。如果噪声项为0，维纳滤波退化为逆滤波。 5、 一副256256?大小,256个灰度的图像，经过采样量化变为 256256?，16个灰度级的图像， 这个过程是（采样,量化）过程 ？ 在这个过程中图像的（幅度，空间）分辨率降低？图像质量发生怎样变化？ 答：这个过程是量化过程。在这个过程中图像幅度分辨率降低，图像会出现伪轮廓。 6、波特率是度量数据传输速率的单位，当采用而二进制时，它等于每秒所传输的比特数，设每次先传输1个起始比特，再传输8个比特信息，最后传输1个终止比特，计算以4800波特传输1副1024*1024真彩色图像所用的时间。 解：1024*1024*10*3/4800=6553.6S 7、同态滤波是基于什么样的成像模型的滤波技术，列出它的步骤？它一般用于什么样的情况，能起到什么样的作用？ 答：同态滤波是基于照度—反射模型的滤波技术。步骤为：f(x,y)->ln->DFT->H(u,v)->(DFT)-1 -> Exp->g(x,y)。 它一般用于照射分量和反射分量不能分别进行操作的情况。能起到取对数后的傅里叶变 图像处理与分析技术课程习题 1.图1是一幅受到噪声干扰的10×10数字图像，试求出该图像经过3×3模板中值滤波后的图 像数据矩阵（边界点保持不变）。 图1 受干扰的数字图像 解 2.如题图2所示为一幅256×256 的二值图像（白为1，黑为0），其中的白条是7像素宽，210像 素高。两个白条之间的宽度是17个像素，当应用下面的方法处理时图像的变化结果是什么？ （按最四舍五入原则取0或1；图像边界保持不变） （1）3×3的邻域平均滤波； （2）7×7的邻域平均滤波。 图2 条纹图像 解： 由于取值为1的白条的宽度是7，大于7×7和3×3窗宽的一半，这样就使得在用这三种邻域平均滤波时，若滤波像素点的值是1，则滤波窗口中1的个数多于窗内参加平均的像素个数的一半，平均并四舍五入后的结果仍为1；同理，若滤波像素点的值是0，则滤波窗口中0的个数必多于窗内参加平均的像素个数的一半，平均并四舍五入后的结果仍为0.所以，按照题意对这个二值图像用两种大小不同的邻域进行邻域平均滤波时，结果图像和原来的图像相同。 一、图像分割技术 1.什么是Hough变换？简述采用Hough变换检测直线的原理。 定义：Hough变换是一种线描述方法，它可以将图像空间中用直角坐标表示的直线变换为极坐标空间中的点。 原理：把直线上点得坐标变换到过电的直线的系数域，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。Hough变换提取直线的主要优点是受直线中得间隙和噪声影响较小。 2.计算并绘出下列数字图像的归一化直方图。 0 1 2 3 4 5 6 7 1 2 2 2 3 3 3 7 2 0 0 6 6 5 5 1 3 1 2 1 2 3 6 4 4 4 2 2 2 5 5 5 5 5 7 7 4 4 4 5 6 5 2 2 2 6 6 6 7 1 1 0 0 0 2 2 解：图像共有7个灰度级： -------------精选文档 ----------------- 1、下图是一用于干涉原理进行测试的干涉场图像，要求判读条纹的间距，请 给出图像处理的方案并说明每一步的作用及其对其它处理步骤可能产生的影响。 解：步骤与思路： ○1.进行模糊处理，消除噪声 ○2.边缘检测，进行图像增强处理 ○3．二值化图像，再进行边缘检测，能够得到很清晰的边界。 ○4.采用横向标号法，根据值为1 像素在标号中的相邻位置可以确定间距 I=imread('xz mjt.bmp'); I1=medfilt2(I);%对图像中值滤波 imshow(I1); [m,n]=size(I1); for i=1:m for j=1:n if(I1(i,j)<100)% 阈值为 100 I1(i,j)=255; else I1(i,j)=0;%进行二值化 -------------精选文档 ----------------- end end end figure; imshow(I1); Y1=zeros(1,25); y2=y1; c=y2; i=100; for j=1:1200 if (I1(i,j)==255&&I1(i,j+1)==0) Y1=j+1; end if (I1(i,j)==0&&I1(i,j+1)==255) Y2=j; end end for i=1:25 c=Y2(i)-Y1(i) end c%找出每两个条纹之间的距离 2.现有 8 个待编码的符号 m0,,m7, 它们的概率分别为 0.11,0.02,0.08,0.04,0.39,0.05,0.06,0.25,利用哈夫曼编码求出这一组符号的编码并画出哈夫曼树。 3.请以图像分割方法为主题，结合具体处理实例，采用期刊论文格式，撰写一篇小论文。 1、下图是一用于干涉原理进行测试的干涉场图像，要求判读条纹的间距，请给 出图像处理的方案并说明每一步的作用及其对其它处理步骤可能产生的影响。 解：步骤与思路： ○1.进行模糊处理，消除噪声 ○2.边缘检测，进行图像增强处理 ○3．二值化图像，再进行边缘检测，能够得到很清晰的边界。 ○4.采用横向标号法，根据值为1像素在标号中的相邻位置可以确定间距 I=imread('xz mjt.bmp'); I1=medfilt2(I); %对图像中值滤波 imshow(I1); [m,n]=size(I1); for i=1:m for j=1:n if(I1(i,j)<100) %阈值为100 I1(i,j)=255; else I1(i,j)=0; %进行二值化 end end end figure; imshow(I1); Y1=zeros(1,25); y2=y1; c=y2; i=100; for j=1:1200 if (I1(i,j)==255&&I1(i,j+1)==0) Y1=j+1; end if (I1(i,j)==0&&I1(i,j+1)==255) Y2=j; end end for i=1:25 c=Y2(i)-Y1(i) end c %找出每两个条纹之间的距离 2. 现有8个待编码的符号m0,……,m7,它们的概率分别为0.11,0.02,0.08,0.04,0.39,0.05,0.06,0.25,利用哈夫曼编码求出这一组符号的编码并画出哈夫曼树。 3. 请以图像分割方法为主题，结合具体处理实例，采用期刊论文格式，撰写一篇小论文。 1图像的特点:1)直观形象2)易懂3)信息量大 2 图像的分类：1）按灰度分类：二值图像，多灰度图像2）按色彩分类：单色图像，动态图像3）按运动分类：静态图像，动态图像4）按时空分布分类：二维图像，三维图像 3 数字图像处理的主要内容：1）图像获取2）图像变换3）图像增强4）图像复原5)图像编码6）图像分析7）图像识别8）图像理解 4数字图像处理方法：1）空域法2）变换域法 5什么是数字图像的采样和量化？ 采样：将模拟图像在空间上连续的点按照一定的规则变换成离散点的操作。 量化：由于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，所以要对采样后的图像进行量化，即将连续的像素灰度值转换成离散的整数值的过程。6图像像素间的邻接、连接和连通的区别？ 邻接：两个像素是否邻接就看它是否接触，一个像素和在它邻域中的像素是邻接的。邻接仅仅考虑了像素间的空间关系。 连接：对两个像素，要确定它们是否连接，要考虑两点：①空间上要邻接；②灰度值要满足某个特点的相似准则 第二章 1 试述图像采集系统的结构及其各部分的功能？ 2 连续图像随机过程可以用哪些数字特征来描述？ 概率密度，一阶矩或平均值，二阶矩或自相关函数，自协方差，方差 3 为什么说只要满足采样定理，就可以有离散图像无失真的重建元连续图像？ 这是由图像的连续性决定的，由图像上某一点的值可以还原出该点的一个小邻域里的值，这个图像连续性越好，这个邻域就可以越大，抽样次数可以很少就可以无失真还原。而抽样定理对应这个邻域最小的情况即抽样次数最多的情况，大概是每周期两个样本 4与标量量化相比，向量量化有哪些优势？ 合理地利用样本间的相关性,减少量化误差提高压缩率, 5 Matlab图像处理工具箱提供了哪几类类型的数字图像？它们之间能否转换？如果可以如何转换？ 二进制图像，索引图像，灰度图像，多帧图像，RGB图像，它们之间可以相互转换， 转换函数（23页 6 数字图像的空间分辨率和采样间隔有什么联系？ 采样间隔是决定图像分辨率的主要参数数字图像处理 作业1汇总
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