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(完整版)数字图像处理课后题答案

(完整版)数字图像处理课后题答案

1. 图像处理的主要方法分几大类?答：图字图像处理方法分为大两类：空间域处理（空域法）和变换域处理（频域法）。

空域法：直接对获取的数字图像进行处理。

频域法：对先对获取的数字图像进行正交变换，得到变换系数阵列，然后再进行处理，最后再逆变换到空间域，得到图像的处理结果2. 图像处理的主要内容是什么?答：图形数字化（图像获取）：把连续图像用一组数字表示，便于用计算机分析处理。

图像变换：对图像进行正交变换，以便进行处理。

图像增强：对图像的某些特征进行强调或锐化而不增加图像的相关数据。

图像复原：去除图像中的噪声干扰和模糊，恢复图像的客观面目。

图像编码：在满足一定的图形质量要求下对图像进行编码，可以压缩表示图像的数据。

图像分析：对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而获得所需的客观信息。

图像识别：找到图像的特征，以便进一步处理。

图像理解：在图像分析的基础上得出对图像内容含义的理解及解释，从而指导和规划行为。

3. 名词解释：灰度、像素、图像分辨率、图像深度、图像数据量。

答：像素：在卫星图像上，由卫星传感器记录下的最小的分立要素(有空间分量和谱分量两种)。

通常，表示图像的二维数组是连续的，将连续参数 x,y ，和 f 取离散值后，图像被分割成很多小的网格，每个网格即为像素 图像分辨率：指对原始图像的采样分辨率，即图像水平或垂直方向单位长度上所包含的采样点数。

单位是“像素点/单位长度”图像深度是指存储每个像素所用的位数,也用于量度图像的色彩分辨率.图像深度确定彩色图像的每个像素可能有的颜色数,或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数.它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数,或灰度图像中的最大灰度等级（图像深度：位图图像中，各像素点的亮度或色彩信息用二进制数位来表示，这一数据位的位数即为像素深度，也叫图像深度。

图像深度越深，能够表现的颜色数量越多，图像的色彩也越丰富。

）图像数据量：图像数据量是一幅图像的总像素点数目与每个像素点所需字节数的乘积。

数字图像处理(冈萨雷斯)第二章_数字图像处理基础题稿

数字图像处理(冈萨雷斯)第二章_数字图像处理基础题稿
√亮度适应现象:人眼并不能同时在整个范围内 工作,而是利用改变灵敏度来实现大的动态范围 内的变动；
√当平均亮度适中时，能分辨的最大亮度和最小 亮度之比为1000:1;当平均亮度很低时，这个比 值只有10:1
√主观亮度是进入人眼的光强度的对数函数；
（2）辨别光强度变化的能力
2.1.3亮度适应和鉴 别
灰度和色彩：
2.2 光和电磁波谱
彩色模型: RGB 加色法 CMY,CMYK 减色法 HSB(色泽,饱和度,明亮度
彩色光源的三个基本属性：
2.2 光和电磁波谱
①发光强度——从光源流出的能量的总量。单位：瓦特(W) ②光通量——观察者从光源感受到的能量。单位：流明(lm)
③亮度——光感受的主观描绘子。单位：不能测量
2.4.4 图像的收缩与放大
（1）、图像的收缩—— 行、列删除
2.4.5 图像的收缩与放大 （2）图像的放大——①创立新的象素位置；②给新象素赋灰度值
最近邻域内插方法
在原图像上寻找最靠近的像素并 把它的灰度值赋给栅格上的新像 素。
双线性内插方法
2.4.5 图像的收缩与放大 （2）图像放大的效果比较（例2.4)
√当背景光保持恒定时,改变其他光源亮度,从不能察觉到可以察
间变化,一般观察者可以辨别12到24级不同强度的变化.
图2.5 亮度辨 别特性的基本 实验
图2.6 作为强
度函数 √韦伯定理说明：
的典型 √人眼视觉系统对亮度的对比度敏 韦伯 感比而非对亮度本身敏感；
√低照度，韦伯比高，亮度辨别能力差；高照度，韦伯比低，亮
2.5 像素间的一些基本关系
◆ 4
两种邻接及其关系见下图所示，相似性准则为V={1}， p与q： 4邻接，也8邻接； q与r ：8邻接但非4邻接。

数字图像处理第二章课后习题及中文版解答

数字图像处理第二章课后习题及中文版解答

数字图像处理(冈萨雷斯版，第二版)课后习题及解答(部分)Ch 22.1使用2.1节提供的背景信息，并采用纯几何方法，如果纸上的打印点离眼睛0.2m 远，估计眼睛能辨别的最小打印点的直径。

为了简明起见，假定当在黄斑处的像点变得远比视网膜区域的接收器（锥状体）直径小的时候，视觉系统已经不能检测到该点。

进一步假定黄斑可用1.5mm × 1.5mm 的方阵模型化，并且杆状体和锥状体间的空间在该阵列上的均匀分布。

解：对应点的视网膜图像的直径x 可通过如下图题2.1所示的相似三角形几何关系得到，即()()220.20.014d x = 解得x =0.07d 。

根据2.1节内容，我们知道：如果把黄斑想象为一个有337000个成像单元的正方形传感器阵列，它转换成一个大小580×580成像单元的阵列。

假设成像单元之间的间距相等，这表明在总长为1.5 mm 的一条线上有580个成像单元和579个成像单元间隔。

则每个成像单元和成像单元间隔的大小为s =[(1.5 mm)/1159]=1.3×10-6 m 。

如果在黄斑上的成像点的大小是小于一个可分辨的成像单元，在我们可以认为改点对于眼睛来说不可见。

换句话说，眼睛不能检测到以下直径的点：x =0.07d<1.3×10-6m ，即d <18.6×10-6 m 。

下图附带解释：因为眼睛对近处的物体聚焦时，肌肉会使晶状体变得较厚，折射能力也相对提高，此时物体离眼睛距离0.2 m ，相对较近。

而当晶状体的折射能力由最小变到最大时，晶状体的聚焦中心与视网膜的距离由17 mm 缩小到14 mm ，所以此图中选取14mm(原书图2.3选取的是17 mm)。

图 题2.12.2 当在白天进入一个黑暗的剧场时，在能看清并找到空座位时要用一段时间适应，2.1节(视觉感知要素)描述的视觉过程在这种情况下起什么作用？解：根据人眼的亮度适应性，1）由于户外与剧场亮度差异很大，因此当人进入一个黑暗的剧场时，无法适应如此大的亮度差异，在剧场中什么也看不见；2）人眼不断调节亮度适应范围，逐渐的将视觉亮度中心调整到剧场的亮度范围，因此又可以看见、分清场景中的物体了。

精品文档-数字图像处理(第三版)(何东健)-第1章

精品文档-数字图像处理(第三版)(何东健)-第1章

第1章 概论
5. 图像分析（Image Analysis 图像处理应用的目标几乎均涉及图像分析， 即对图像中 的不同对象进行分割、 特征提取和表示， 从而有利于计算机 对图像进行分类、 识别和理解。 在工业产品零件无缺陷且正确装配检测中， 图像分析是 把图像中的像素转化成一个“合格”或“不合格”的判定。 在医学图像处理中， 不仅要检测出异变（如肿瘤）的存在， 而且还要检查其尺寸大小。
第1章 概论 图像自动分割是图像处理中最困难的问题之一。 人类视 觉系统能够将所观察的复杂场景中的对象分开并识别出每个物 体。 但对计算机来说， 却是一个非常困难的问题。 由于解 决和分割有关的基本问题是特定领域中图像分析实用化的关键 一步， 因此， 将各种方法融合在一起并使用知识来提高处理 的可靠性和有效性是图像分割的研究热点。
第1章 概论 4. 图像分割（Image Segmentation 把图像分成区域的过程即图像分割。 图像中通常包含多 个对象， 例如， 一幅医学图像中显示出正常的或有病变的各 种器官和组织。 为达到识别和理解的目的， 必须按照一定的 规则将图像分割成区域， 每个区域代表被成像的一个物体 （或部分）。
第1章 概论
（4） 图像数据量庞大。 图像中包含有丰富的信息， 可以通过图像处理技术获取图像中包含的有用信息。 但是， 数字图像的数据量巨大。 一幅数字图像是由图像矩阵中的像 素（Pixel ）组成的， 通常每个像素用红、 绿、 蓝三种颜 色表示， 每种颜色用8bit表示灰度级。 那么一幅1024×768 不经压缩的真彩色图像， 数据量达2.25 MB (1024×768×8×3/8)， 一幅遥感图像的数据量达3240× 2340×4＝30Mb 。 如此庞大的数据量给存储、 传输和处理 都带来巨大的困难。 如果再提高颜色位数及分辨率， 数据量 将大幅度增加。

【精品】《数字图像处理》课后作业25

【精品】《数字图像处理》课后作业25

《数字图像处理》课后作业253.5在位平面分层中,（a）如果将低阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图大体上有何影响？（b）如果将高阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图又有何影响？3.6试解释为什么离散直方图均衡化技术一般不能得到平坦的输出直方图。

3.14右图所示的两幅图像差异很大，但它们的直方图却相同。

假设每幅图像都用一个3×3的均值滤波模板进行模糊处理，那么：(a)模糊后的两幅图像的直方图还相同吗？试解释原因。

(b)如果您认为模糊后的两幅图像的直方图不相同，请画出这两幅图像的直方图。

3.19(a)给出计算n×n邻域中值的过程。

(b)当邻域中心逐像素地移动时，试提出一种更新邻域中值的技巧。

3.21下面所示的三幅图像是对教材中附图3.33中(a)图像分别采用大小为n=23,25和45的正方形均值模板处理后的模糊图像。

图像(a)和图像(c)中左下部的竖条被模糊了，但竖条之间的分隔仍很清楚。

然而，尽管产生图像(b)所用的模板要比处理图像(c)所用的模板尺寸小的多，但图像(b)中的竖条却融合在一起。

试解释这一现象的原因。

（提示：要注意竖条的宽度、竖条之间的间隔与模板尺寸的关系。

）(a) (b) (c)3.23在给定的应用中，先用一个均值模板对输入图像降噪，然后再用一个拉普拉斯模板来增强图像中的细节。

如果交换一下上述两个步骤的执行顺序，结果是否相同？3.24证明式（3.6-3）所示的拉普拉斯算子具有各向同性（旋转不变形）。

22222f ff x y ∂∂∇=+∂∂ 式（3.6-3）提示：证明时要用到下列坐标轴旋转变换公式：cos sin sin cos x x y y x y θθθθ''=-''=+ ，其中，（x ,y ）为未旋转的坐标，而（x ’,y ’）为旋转后的坐标。

3.25您在教材图3.38中看到的中心系数为-8的拉普拉斯模板所得到的锐化结果，要比中心系数为-4的拉普拉斯模板所得到的锐化结果更清晰些。

《数字图像处理》习题参考答案

《数字图像处理》习题参考答案

《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。

图1.8 数字图像处理系统结构图11.5 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 的图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）。

两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。

Microsoft 公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发出来的Win32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。

数字图像处理第二章课后习题及中文版解答

数字图像处理第二章课后习题及中文版解答

数字图像处理(冈萨雷斯版，第二版)课后习题及解答(部分)Ch 22.1使用2.1节提供的背景信息，并采用纯几何方法，如果纸上的打印点离眼睛0.2m 远，估计眼睛能辨别的最小打印点的直径。

为了简明起见，假定当在黄斑处的像点变得远比视网膜区域的接收器（锥状体）直径小的时候，视觉系统已经不能检测到该点。

进一步假定黄斑可用1.5mm × 1.5mm 的方阵模型化，并且杆状体和锥状体间的空间在该阵列上的均匀分布。

解：对应点的视网膜图像的直径x 可通过如下图题2.1所示的相似三角形几何关系得到，即()()220.20.014d x = 解得x =0.07d 。

根据2.1节内容，我们知道：如果把黄斑想象为一个有337000个成像单元的正方形传感器阵列，它转换成一个大小580×580成像单元的阵列。

假设成像单元之间的间距相等，这表明在总长为1.5 mm 的一条线上有580个成像单元和579个成像单元间隔。

则每个成像单元和成像单元间隔的大小为s =[(1.5 mm)/1159]=1.3×10-6 m 。

如果在黄斑上的成像点的大小是小于一个可分辨的成像单元，在我们可以认为改点对于眼睛来说不可见。

换句话说，眼睛不能检测到以下直径的点：x =0.07d<1.3×10-6m ，即d <18.6×10-6 m 。

下图附带解释：因为眼睛对近处的物体聚焦时，肌肉会使晶状体变得较厚，折射能力也相对提高，此时物体离眼睛距离0.2 m ，相对较近。

而当晶状体的折射能力由最小变到最大时，晶状体的聚焦中心与视网膜的距离由17 mm 缩小到14 mm ，所以此图中选取14mm(原书图2.3选取的是17 mm)。

图 题2.12.2 当在白天进入一个黑暗的剧场时，在能看清并找到空座位时要用一段时间适应，2.1节(视觉感知要素)描述的视觉过程在这种情况下起什么作用？解：根据人眼的亮度适应性，1）由于户外与剧场亮度差异很大，因此当人进入一个黑暗的剧场时，无法适应如此大的亮度差异，在剧场中什么也看不见；2）人眼不断调节亮度适应范围，逐渐的将视觉亮度中心调整到剧场的亮度范围，因此又可以看见、分清场景中的物体了。

胡学龙《数字图像处理(第二版)》课后习题解答

胡学龙《数字图像处理(第二版)》课后习题解答

2
1．PHOTOSHOP：当今世界上一流的图像设计与制作工具，其优越性能令其产品望尘 莫及。PHOTOSHOP 已成为出版界中图像处理的专业标准。高版本的 P扫描仪、数码相机等图像输入设备采集的图 像。PHOTOSHOP 支持多图层的工作方式，只是 PHOTOSHOP 的最大特色。使用图层功能 可以很方便地编辑和修改图像，使平面设计充满创意。利用 PHOTOSHOP 还可以方便地对 图像进行各种平面处理、绘制简单的几何图形、对文字进行艺术加工、进行图像格式和颜色 模式的转换、改变图像的尺寸和分辨率、制作网页图像等。
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 的图像处理工具箱（Image Processing Tool box）。两种开发工具各有所长且有相互 间的软件接口。 Microsoft 公司的 VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发 出来的 Win 32 程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的 Microsoft 基础 类库 MFC 对大部分与用户设计有关的 Win 32 应用程序接口 API 进行了封装，提高了代码 的可重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且复杂，为 了减轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上，VC++ 6.0 提供的动态链接库 ImageLoad.dll 支持 BMP、JPG、TIF 等常用 6 种格式的读写功能。 MATLAB 的图像处理工具箱 MATLAB 是由 MathWorks 公司推出的用于数值计算的有 力工具，是一种第四代计算机语言，它具有相当强大的矩阵运算和操作功能，力求使人们摆 脱繁杂的程序代码。MATLAB 图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些 函数可以完成大部分图像处理工作，从而大大节省编写低层算法代码的时间，避免程序设计 中的重复劳动。MATLAB 图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和 算法，如图形句柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检 测、二值图像处理、小波分析、分形几何、图形用户界面等。但是，MATLAB 也存在不足 之处限制了其在图像处理软件中实际应用。首先，强大的功能只能在安装有 MATLAB 系统 的机器上使用图像处理工具箱中的函数或自编的 m 文件来实现。其次，MATLAB 使用行解 释方式执行代码，执行速度很慢。第三，MATLAB 擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形 界面的处理不及 C++等语言。为此，通应用程序接口 API 和编译器与其他高级语言（如 C、 C++、Java 等）混合编程将会发挥各种程序设计语言之长协同完成图像处理任务。API 支持 MATLAB 与外部数据与程序的交互。编译器产生独立于 MATLAB 环境的程序，从而使其他 语言的应用程序使用 MATLAB。

《数字图像处理》习题参考附标准答案

《数字图像处理》习题参考附标准答案

《数字图像处理》习题参考附标准答案《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。

图1.8 数字图像处理系统结构图11.5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 的图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）。

两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。

数字图像处理习题课4章

数字图像处理习题课4章
数字图像处理习题课(1-4章)
助教：阮怀玉
2015-4-20
习题解答
1.1 列举你所知道的图像处理的例子。 以我们实验室研究方向为例：
•
• •
图像压缩
图像质量评价 图像修复、合成、真伪鉴别
•
• •
图像分类(医学图像、雷达图像)
验证码识别 视频监控
•
……
习题解答
1.2 列举关于图像处理你存在的疑惑。 1）基本图像处理问题：
-2 0 0
j-1
0 0 0
0
0 0
0
0
0
0
0
0 0
2
2 0 0
0 0 DFT 0 -j-1 0 0 0 0 0 0
0
2
j-1
-2 0 0
0 DCT -j-1 0 0
0 0 0 0 0 0 Haar
0
0
j-1 0 0 0
2
0 0 0
0
0
0
0
Hadamard
习题解答
3.2 设有一组64*64的图像，它们的协方差矩阵式单位矩阵.如果只使 用一半的原始特征值计算重建图像,那么原始图像和重建图像间的均方 误差是多少? 参考答案： 对于64*64的图像，其协方差矩阵为(64*64)*(64*64)大小。
主要思想：
对数据的协方差矩阵进行特征值分解，特征值大的特征向量对应 着主方向，即主成分。
补充 PCA
PCA数学目标：
特征的主方向，即特征幅度变化最大的方向，也即幅度方差最 大。假设单位向量u，则数据x在u上的投影距离为： 距离的方差为：
补充 PCA
PCA数学目标：
由协方差定义：
优化问题：

精品文档-数字图像处理(第三版)(何东健)-第2章

精品文档-数字图像处理(第三版)(何东健)-第2章
一幅彩色图像的像素值可看作是光强和波长的函数值f(x, y, λ)， 但实际使用时， 将其看作是一幅普通二维图像， 且每个像素有红、 绿、 蓝3个灰度值会更直观些。
第2章 数字图像处理基础
2． 颜色的3 颜色是外界光刺激作用于人的视觉器官而产生的主观感觉。 颜色分两大类： 非彩色和彩色。 非彩色是指黑色、 白色和 介于这二者之间深浅不同的灰色， 也称为无色系列。 彩色是 指除了非彩色以外的各种颜色。 颜色有3个基本属性， 分别 是色调、 饱和度和亮度。 基于这3个基本属性， 提出了一 种重要的颜色模型HSI（Hue， Saturation， Intensity）。 在HSI颜色模型部分， 将详细介绍这3个基本属性。
(5) 输出存储装置： 将量化器产生的颜色值(灰度或彩 色)按某种格式存储，以用于后续的计算机处理。
第2章 数字图像处理基础
2. 图像数字化设备的性能 虽然数字化设备的组成各不相同，但可从如下几个方面比 较和评价其性能。 (1) 像素大小。采样孔的大小和相邻像素的间距是两个 重要的性能指标。如果数字化设备是在一个放大率可变的光学 系统上，那么对应于输入图像平面上的采样点大小和采样间距 也是可变的。 (2) 图像大小。图像大小即数字化设备所允许的最大输 入图像的尺寸。
第2章 数字图像处理基础
g(t) g(iT )s(t iT ) i
式中
s(t) sin(2t) 2t
采样示意图如图2-2所示。
第2章 数字图像处理基础
图2-2
采样示意图
第2章 数字图像处理基础
2.1.2 量化 模拟图像经过采样后，在空间上离散化为像素。但采样所
得的像素值(即灰度值)仍是连续量。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。图23(a)说明了量化过程。若连续灰度值用z来表示，对于满足 zi≤z<zi+1的z值，都量化为整数qi。qi称为像素的灰度值。z 与qi的差称为量化误差。一般，像素值量化后用一个字节 8 bit来表示。如图2-3(b)所示，把由黑—灰—白的连续变化 的灰度值量化为0～255共256级灰度值。

23887 《数字图像处理(第3版)》习题解答(上传)(1)

23887 《数字图像处理(第3版)》习题解答(上传)(1)

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 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，每一帧可以看成是静态的图像。

图形是人工或计算机生成的图案，而动画则是通过把人物的表情、动作、变化等分解后画成许多动作瞬间的画幅，再用摄影机连续拍摄成一系列画面，给视觉造成连续变化的图画。

数字图像处理和分析习题及答案解析

数字图像处理和分析习题及答案解析

数字图像处理和分析习题及答案解析第⼀章绪论课后4.1. 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。

4.⼀个数字图像处理系统由哪⼏个模块组成答：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5.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。

数字图像处理第2章

数字图像处理第2章

Digital Image Processing
2.1 色度学基础
颜色模型 人眼视觉的感受颜色可用色调(hue),饱和度 人眼视觉的感受颜色可用色调(hue),饱和度 ), (saturation)和亮度(brightness)来表示. (saturation)和亮度(brightness)来表示. 各种表示颜色的方法,称做颜色模型.目前使用最多 各种表示颜色的方法,称做颜色模型. 的是面向机器(如显示器,摄像机,打印机等)的RGB模型 的是面向机器(如显示器,摄像机,打印机等) RGB模型 和面向颜色处理(也面向人眼视觉) HSI(HSV)模型. 和面向颜色处理(也面向人眼视觉)的HSI(HSV)模型.
f s ( m , n ) ← f s ( x , y ) = f ( x , y ) s( x , y ) =∑
m
∑
n
f ( m x , n y )δ ( x m x , y n y )
Digital Image Processing
2.3 图像数字化
x
y
图2.3.1 采样函数s(x,y)的图示 采样函数s(x,y) s(x,y)的图示
120°
0°
240°
Digital Image Processing
2.1 色度学基础
RGB和HIS之间的模型转换: RGB和HIS之间的模型转换: 之间的模型转换
(1) RGB转换到HSI RGB转换到 转换到HSI (2) HIS转换到RGB HIS转换到 转换到RGB 常见数字图像处理流程,其中包含了RGB模型和HSI模型之间 RGB模型和HSI模型之间 常见数字图像处理流程,其中包含了RGB模型和HSI 的转换. 的转换.
I分量 I分量图 像处理

精品文档-数字图像处理(第三版)(何东健)-第5章

精品文档-数字图像处理(第三版)(何东健)-第5章

第5章 频域处理 图5-1 任意波形可分解为正弦波的加权和
第5章 频域处理 为便于理解， 将图5-1(b)所示的正弦波取出来， 如图 5-2。 如果将虚线表示的振幅为1， 且初相位为0的正弦波作 为基本正弦波， 则实线表示的波形可由其振幅A和初相位 φ确定。
第5章 频域处理 图5-2 正弦波的振幅A和相位φ
由欧拉公式可知：
e j cos j sin
(5-9)
将式(5-9)代入式(5-7)，并利用cos(－θ)=cos(θ)，可得：
N 1
cos2ux sin2ux
F(u) f (x)(
j
)
x0
N
N
(5-10)
第5章 频域处理
可见， 离散序列的傅立叶变换仍是一个离散的序列， 对每一个u对应的傅立叶变换结果是所有输入序列f(x)的加权 和(每一个f(x)都乘以不同频率的正弦和余弦值)， u决定了 每个傅立叶变换结果的频率。
在数字图像处理中应用傅立叶变换， 还需要解决两个问 题： 一是在数学中进行傅立叶变换的f(x)为连续(模拟)信号， 而计算机处理的是数字信号（图像数据）； 二是数 学上采用无穷大概念， 而计算机只能进行有限次计算。 通常， 将受这种限制的傅立叶变换称为离散傅立叶变换 (DFT， Discrete Fourier Transform)。
…， N-1； x， y为时域变量； u，v为频域变量。
第5章 频域处理
和一维离散傅立叶变换一样， 系数1/(MN)可以在正变换 或逆变换中， 也可以分别在正变换和逆变换前分别乘上系 数 1 MN， 只要两系数的乘积等于1/(MN)即可。
二维离散函数的傅立叶频谱、 相位谱和能量谱分别为
F(u,v) R2(u,v) I 2(u,v)

《数字图像处理》课后作业25

《数字图像处理》课后作业25

《数字图像处理》课后作业25《数字图像处理》课后作业（2015）第2章2.5一个14mm?14mm的CCD摄像机成像芯片有2048?2048个像素，将它聚焦到相距0.5m远的一个方形平坦区域。

该摄像机每毫米能分辨多少线对？摄像机配备了一个35mm镜头。

（提示：成像处理模型见教材图2.3，但使用摄像机镜头的焦距替代眼睛的焦距。

）2.10高清电视（HDTV, High Definition TV ）使用1080条水平电视线（TV Line）隔行扫描来产生图像（每隔一行在显像管表面画出一条水平线，每两场形成一帧，每场用时1/60秒,此种扫描方式称为1080i，即1080 interlace scan；对应的有1080p，即1080 progressive scan,逐行扫描）。

图像的宽高比是16:9。

水平电视线数（水平行数）决定了图像的垂直分辨率，即一幅图像从上到下由多少条水平线组成；相应的水平分辨率则定义为一幅图像从左到右由多少条垂直线组成，水平分辨率通常正比于图像的宽高比。

一家公司已经设计了一种图像获取系统，该系统由HDTV图像生成数字图像，彩色图像的每个像素都有24比特的灰度分辨率（红、绿、蓝分量各8比特）。

请计算不压缩时存储90分钟的一部HDTV电影所需要的存储容量。

2.22图像相减常用于在产品装配线上检测缺失的元件。

方法是事先存储一幅对应于正确装配的产品图像，称为“金”图像（“golden” imag e），即模板图像。

然后，在同类型产品的装配过程中，采集每一装配后的产品图像，从中减去上述模板图像。

理想情况下，如果产品装配正确，则两幅图像的差值应为零。

而对于缺失元件的产品，其图像与模板图像在缺失元件区域不同，两幅图像的差值在这些区域就不为零。

在实际应用中，您认为需要满足哪些条件这种方法才可行？第3章3.5在位平面分层中,（a）如果将低阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图大体上有何影响？（b）如果将高阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图又有何影响？3.6试解释为什么离散直方图均衡化技术一般不能得到平坦的输出直方图。

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数字图像处理习题一、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）2.若采样4个数，大小分别为4.56 0.23 7.94 16.55。

现用三位二进制数进行量化，则量化后的值分别为_____、_____、_____、_____ （5 0 7 7）3.若采样4个数，大小分别为4.56 0.23 7.94 16.55。

现用五位二进制数进行量化，则量化后的值分别为_____、_____、_____、_____ （5 0 8 17）4.如果一幅图像尺寸为200＊300，每个像素点的灰度为64级，则这幅图像的存储空间为__________bit （120000）5.从增强的作用域出发，图像增强的两种方法分别为__________和__________ （空域频域）6.采用模板 [-1 1]T主要检测___________方向的边缘（水平）7.对比度增强、对比度拉伸（或灰度变换），对图像中的每一个像素值进行计算，从而改变图像的显示效果，这种运算叫______ （点运算）8.已知信号[1,7,3,4,5] 经过滑动窗口大小为5的中值滤波, 原信号值为3的信号变为_____（4）9.灰度直方图的横坐标是___________，纵坐标是___________ （灰度级灰度出现的频率/像素点数量）10.___________是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息（灰度图像）11.___________是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RGB是由不同的灰度级来描述的（彩色图像）12.对于___________噪声，中值滤波效果比均值滤波效果好（椒盐）13.低通滤波法是使___________受到抑制而让___________顺利通过，从而实现图像平滑（高频信息低频信息）14.用最近邻插值和双线性插值的方法分别将图像放大1.5倍，这是一种___________运算（几何）15.图像处理方法一般分为_________运算、_________运算和_________运算（点几何空间）16.像元的灰度值为是0、1、2、3---N-1，在图像中每一个灰度等级值均可统计出来，设某灰度值的像元个数mi，如果整幅图像的像元总数为M，则某一灰度值的频率为Pi=mi/M，将其绘制成统计图称为_________ （图像直方图）17.若灰度图像每像素用6位二进制表示，则灰度值可以取_________间的数值（[0 64]）18.常用的灰度内插法有最近邻插值法和_____________ （双线性插值）19.图像平滑既可在空间域中进行，也可在__________中进行（频域）20.一幅灰度图像的灰度级范围是20~220将其灰度级归一化处理那么未归一化的原图像中灰度级为50，归一化后的值为__________ （0.15）21.图像噪声按其产生的原因可分为__________噪声和__________噪声（加性乘性）22.将当前像元的窗口（或邻域）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，该滤波方法称为__________ （中值滤波）三、选择题（可能不只一个答案），每题 1分，合计10分1. 色彩丰富的图像是（C）。

A、二值图像B、灰度图像C、RGB图像D、黑白图像2. 应用在图像变形等, 这是图像的（C）运算。

A、点运算B、代数运算C、几何运算D、灰度运算3. 将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫（D）。

A、复原B、增强C、采样D、量化5. 一幅数字图像是：(B)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。

6. 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、256KB、512KC、1M C、2M7. 当改变图像的空间分辨率时，受影响最大的是图像中的：(A)A、纹理区域（有许多重复单元的区域）；B、灰度平滑的区域；C、目标边界区域；D、灰度渐变区域。

11. 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。

14. 高频增强滤波器由于相对削弱了低频成分，因而滤波所得的图像往往偏暗，对比度差，所以常常需要在滤波后进行：（A）A、直方图均衡化；B、低频加强；C、图像均匀加亮；D、中值滤波；15. 噪声（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16. 一幅灰度图像的浅色背景上有一个深色的圆环，如果要将圆环变细，可使用（B）A、中值滤波器B、最大值滤波器C、最小值滤波器D、中点滤波器21 拉普拉斯算子主要用于：（C）A、直接检测图像边缘B、与罗伯特算子结合后检测图像边缘C、已知边缘像素后确定该像素在图像的明区或暗区D、检测图像中梯度的方向22 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24. 图象与灰度直方图间的对应关系是： BA.一一对应B.多对一C.一对多D.都不对25. 下列算法中属于图象锐化处理的是： CA.低通滤波B.加权平均法C.高通滤D. 中值滤波26. 下列算法中属于点处理的是： BA.梯度锐化B.二值化C.傅立叶变换D.中值滤波27. 下列算法中属于图象平滑处理的是： CA.梯度锐化B.直方图均衡C. 中值滤波placian增强28. 图像灰度方差说明了图像哪一个属性。

BA 平均灰度B 图像对比度C 图像整体亮度 D图像细节29. 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30. 数字图像处理研究的内容不包括 D。

A、图像数字化B、图像增强C、图像分割D、数字图像存储31. 将灰度图像转换成二值图像的命令为 CA．ind2gray B．ind2rgb C．im2bw D．ind2bw32.色彩丰富的图像是（）。

答：CA、二值图像B、灰度图像C、RGB图像D、黑白图像33.用MATLAB开辟一个图像窗口的命令是（）。

答：B A、imshow() B、figure() C、imread() D、subplot()34.subplot(3,2,2),imshow(i)的意思是（）。

答：AA、在3*2小块图中，显示在第2个小图B、在3*2小块图中，显示在第3个小图C、在2*2小块图中，显示在第2个小图D、在2*2小块图中，显示在第3个小图35.读取图像文件的命令是( )。

答：AA. imread('name.tif')B. loadC. imwrite(i,'name.tif')D. imshow(i)36.装入一个.mat文件的命令是( )。

答：BA. imread('name.tif')B. loadC. imwrite(i,'name.tif')D. imshow(i)37.将图像写入到'name.tif'文件中的命令是( )。

答：CA. imread('name.tif')B. loadC. imwrite(i,'name.tif')D. imshow(i)38.在MATLAB中，uint8型数表示的范围是（）。

答：CA. 063B. 0127C. 0255D.051139.在MATLAB中，uint16型数表示的范围是（）。

答：DA. 063B. 0127C. 0256D.06553540.对单幅图像做处理，改变像素的空间位置，这是（）。

答：CA、点运算B、代数运算C、几何运算D、算术运算41.图像的平移、放缩和旋转。

这是（）变换。

答：CA、灰度B、傅立叶C、空间D、频域42.应用在图像变形等, 这是图像的（）运算。