数字图像课后习题答案作业
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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。
数字图像处理(岗萨雷斯第三版)课后习题答案第3章3.6原题:试解释为什么离散直⽅图均衡技术⼀般不能得到平坦的直⽅图?答:假设有⼀副图像,共有像素个数为n=MN(M⾏N列),像素灰度值取值范围为(0~255),那么该图像的灰度值的个数为L=256,为了提⾼图像的对⽐度,通常我们都希望像素的灰度值不要都局促到某⼀个狭窄的范围,也就是我们通常说的图像灰度值的动态分布⼩。
最好是在有效灰度值取值范围上,每个灰度值都有MN/L个像素,这个时候我们就可以得到⼀张对⽐度最理想的图像,也就是说像素的取值跨度⼤,像素灰度值的动态范围⼤。
因为直⽅图是PDF(概率密度函数)的近似,⽽且在处理中,不允许造成新的灰度级,所以在实际的直⽅图均衡应⽤中,很少见到完美平坦的直⽅图。
因此,直⽅图均衡技术不能保证直⽅图的均匀分布,但是却可以扩展直⽅图的分布范围,也就意味着在直⽅图上,偏向左的暗区和偏向右的亮区都有像素分布,只是不能保证每个灰度级上都有像素分布。
(百度答案:)由于离散图像的直⽅图也是离散的,其灰度累积分布函数是⼀个不减的阶梯函数。
如果映射后的图像仍然能取到所有灰度级,则不发⽣任何变化。
如果映射的灰度级⼩于256,变换后的直⽅图会有某些灰度级空缺。
即调整后灰度级的概率基本不能取得相同的值,故产⽣的直⽅图不完全平坦。
3.8原题:在某些应⽤中,将输⼊图像的直⽅图模型化为⾼斯概率密度函数效果会是⽐较好的,⾼斯概率密度函数为:其中m和σ分别是⾼斯概率密度函数的均值和标准差。
具体处理⽅法是将m和σ看成是给定图像的平均灰度级和对⽐度。
对于直⽅图均衡,您所⽤的变换函数是什么?答:直⽅图均衡变换函数的⼀般表达式如下:在回答这个问题时,有两点⾮常重要,需要学⽣表达清楚。
第⼀,这个表达式假定灰度值r只有正值,然⽽,⾼斯密度函数通常的取值范围是-∞~∞,认识到这点是⾮常重要的,认识到这点,学⽣才能以多种不同的⽅式来解决问题。
对于像标准差这样的假设,好的答案是,需要⾜够⼩,以便于当r为⼩于0时,在p r(r)曲线下的⾯积可以被忽略。
第一章1.连续图像中,图像为一个二维平面,(x,y)图像中的任意一点,f(x,y)为图像于(x,y)于处的值。
连续图像中,(x,y)的取值是连续的,f(x,y)也是连续的数字图像中,图像为一个由有限行有限列组成的二维平面,(i,j)为平面中的任意一点,g(i,j)则为图像在(i,j)处的灰度值,数字图像中,(i,j) 的取值是不连续的,只能取整数,对应第i行j列,g(i,j) 也是不连续的,表示图像i行j列处图像灰度值。
联系:数字图像g(i,j)是对连续图像f(x,y)经过采样和量化这两个步骤得到的。
其中g(i,j)=f(x,y)|x=i,y=j2. 图像工程的内容可分为图像处理、图像分析和图像理解三个层次,这三个层次既有联系又有区别,如下图所示。
图像处理的重点是图像之间进行的变换。
尽管人们常用图像处理泛指各种图像技术,但比较狭义的图像处理主要是对图像进行各种加工,以改善图像的视觉效果并为自动识别奠定基础,或对图像进行压缩编码以减少所需存储空间图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,以获得它们的客观信息,从而建立对图像的描述。
如果说图像处理是一个从图像到图像的过程,则图像分析是一个从图像到数据的过程。
这里的数据可以是目标特征的测量结果,或是基于测量的符号表示,它们描述了目标的特点和性质。
图像理解的重点是在图像分析的基础上,进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系,并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释,从而指导和规划行动。
如果说图像分析主要以观察者为中心来研究客观世界,那么图像理解在一定程度上是以客观世界为中心,借助知识、经验等来把握整个客观世界(包括没有直接观察到的事物)的。
联系:图像处理、图像分析和图像理解处在三个抽象程度和数据量各有特点的不同层次上。
图像处理是比较低层的操作,它主要在图像像素级上进行处理,处理的数据量非常大。
图像分析则进入了中层,分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式的描述。
数字图像处理第四版拉斐尔课后答案数字图像处理(美)Rafael C. Gonzalez(拉斐尔·C. 冈萨雷斯),Richard E. Woods(理查德·E. 伍兹)课后习题答案1. 新增了关于精确直⽅图匹配、⼩波、图像变换、有限差分、k均值聚类、超像素、图割、斜率编码的内容。
2. 扩展了关于⾻架、中轴和距离变换的说明,增加了紧致度、圆度和偏⼼率等描述⼦。
3. 新增了哈⾥斯-斯蒂芬斯⾓点探测器及*稳定极值区域的内容。
扫⼀扫⽂末在⾥⾯回复答案+数字图像处理⽴即得到答案4. 重写了关于神经⽹络和深度学习的内容,全⾯介绍了全连接深度神经⽹络,新增了关于深度卷积神经⽹络的内容。
5. 为学⽣和教师提供⽀持包,⽀持包可从本书的配套⽹站下载。
6. 新增了⼏百幅图像、⼏⼗个新图表和上百道新习题。
在数字图像处理领域,本书作为主要教材已有40多年。
第四版是作者在前三版的基础上修订⽽成的,是前三版的发展与延续。
除保留前⼏版的⼤部分内容外,根据读者的反馈,作者对本书进⾏了全⾯修订,融⼊了近年来数字图像处理领域的重要进展,增加了⼏百幅新图像、⼏⼗个新图表和上百道新习题。
全书共12章,即绪论、数字图像基础、灰度变换与空间滤波、频率域滤波、图像复原与重构、⼩波变换和其他图像变换、彩⾊图像处理、图像压缩和⽔印、形态学图像处理、图像分割、特征提取、图像模式分类。
本书的读者对象主要是从事信号与信息处理、通信⼯程、电⼦科学与技术、信息⼯程、⾃动化、计数字图像处理课后答案(美)Rafael C.Gonzalez(拉斐尔·C. 冈萨雷斯),Richard E. Woods(理查德·E. 伍兹)算机科学与技术、地球物理、⽣物⼯程、⽣物医学⼯程、物理、化学、医学、遥感等领域的⼤学教师和科技⼯作者、研究⽣、⼤学本科⾼年级学⽣及⼯程技术⼈员。
Rafael C. Gonzalez: 1965于美国迈阿密⼤学获电⽓⼯程学⼠学位;1967年和1970年于美国佛罗⾥达⼤学盖恩斯维尔分校分别获电⽓⼯程硕⼠学位和博⼠学位。
单选题1、图象在计算机中是如何表示的?A.f(x,y)B.f(x,y,z)C.2D 图象用 f(x,y),3D图象用 f(x,y,z)D.0 和 1 表示正确答案: C2、图象的数字化为什么会丢失信息?A.采样丢失数据B.量化丢失数据C.压缩编码丢失数据D.采样和编码丢失数据正确答案: D3、8 位图象的灰阶范围是多少?A.0 和 1B.0 - 255C.0 - 256D.128正确答案: B4、下列哪一项不是二维图象的存储格式?A..bmpB..tifC..jpgD..dicom正确答案: D5、下列图象分类名称中,哪一项不是按图象传感器分类的?A.雷达图象B.近红外图象C.超声图象D.伪彩图象正确答案: D6、什么是伪彩图象?A.图象中每一个像素点用 RGB 分量表示B.图象中每一个像素点用 RGB 索引表示C.图象中每一个像素点用 HIS 分量表示D.图象中每一个像素点用 0 和 1 表示正确答案: B7、下列哪一项不属于医学图象的有哪些?A.MRI 图象B.CT 图象C.超声多普勒图象D.紫外图象正确答案: D8、下列有关不同模态的图象叙述正确的是?A.不同模态并不能呈现更多信息B.2D 和 3D 结合没故意义C.临床上不同模态的结合需求很高D.不同模态没有太大必要正确答案: C9、下列哪一项是数字图象处理的基本流程?A.图象预处理 -图象分割 -图象识别 -图象建模B.图象预处理 -图象识别 -图象分割 -图象建模C.图象预处理 -图象建模 -图象分割 -图象识别D.图象预处理 -图象建模 -图象识别 -图象分割正确答案: A10、什么是模式识别?A.通过计算机用数学的方法来对不同模式进行自动处理和判读B.通过人工用数学的方法来对不同模式进行自动处理和判读C.通过计算机用数学的方法来对不同模式进行人工处理和判读D.通过人工用数学的方法来对不同模式进行人工处理和判读正确答案: A11 、下列关于灰度直方图的描述不正确的是?A.灰度直方图与图象具有一一对应关系B.灰度直方图是一个分布函数C.利用灰度直方图可以采集到更加优秀的凸显 gD.灰度直方图的横轴表示灰阶,纵轴表示每一个灰阶的像素数量正确答案: A12、下列哪一项不是灰度直方图的特点A.描述了处于不同灰阶的像素数量B.将图象翻转不影响灰度直方图C.描述了每一个像素在图象中的位置D.将图象的一部份平移不会影响灰度直方图正确答案: C13 、下列关于灰度直方图和图象面积叙述正确的是?A.图象面积越大,灰度直方图的 Y 轴越长B.图象面积越大,灰度直方图的 X 轴越长C.灰度直方图按横轴积分得到的值就是图象的面积D.图象的面积与图象的灰度直方图没有关系正确答案: C14、下列关于灰度直方图的双峰性叙述错误的是?A.灰度直方图的双峰可以对应于图象中的前景和背景B.两个峰值中间的部份可以理解为两个高斯信号叠加的结果C.根据双峰可以简单地找到最优二值化的值D.最优二值化处于两个峰值之间正确答案: C15 、下列关于图象二值化叙述正确的是?A.二值化只能使用一个固定的阈值B.二值化后的图象有多个灰阶C.二值化后的图象惟独两个灰阶D.存在对任何图象都通用并且稳定的二值化算法正确答案: C16 、下列哪一个不是求取最优二值化值的算法?A.Otsu algorithmB.Entropy MethodC.Conjugate Gradient MethodD.Isodata algorithm正确答案: C17 、下列二值化和灰度直方图的关系叙述错误的是?A.通常灰度直方图的双峰对应于图象的前景和背景区域B.通过灰度直方图可以知道二值化的最佳阈值C.灰度直方图对二值化有很好的指导意义D.二值化求最佳阈值的过程通常包含分析直方图的步骤正确答案: B18、下列关于 Otsu 算法中“类间方差( between-classes varianc)e ”的描述错误的是?A.类间方差达到最大的情况下即为最优二值化值B.类间方差达到最小的情况下即为最优二值化值C.类间方差有机结合了前景和背景信息,是评价信息量多少的一个评价函数D.类间方差是根据前景部份的方差和背景部份的方差计算得到的正确答案: B19 、下面哪些效果无法通过卷积实现?A.降噪B.边缘检测C.平滑D.把灰度图象彩色化正确答案: D20、下列哪一项不属于图象卷积运算的过程A.卷积核中心挨次覆盖在图象上的每一个像素点上进行运算B.将卷积核覆盖上图象做运算前,要先将卷积核旋转 180 度C.卷积运算每一个步骤得到的值要存储新开的内存中,不能直接在原图上进行修改D.将卷积核的值直接与其覆盖的像素灰度值相乘并累加作为卷积核中心当前覆盖点正确答案: D21、卷积运算中,下列一项处理图象边缘的像素点的方法是错误的?....A.根据卷积核的大小,在图象边缘新增一圈像素点并根据图象边缘的像素进行插值B.在图象边缘进行卷积运算的时候,调整卷积核的大小C.根据卷积核的大小,忽略图象周围一圈的像素D.根据卷积核的大小,在图象周围先填充一圈纯黑或者纯白然后进行卷积运算正确答案: B22 、使用图象卷积操作的除噪方法不包括下列的哪一项?A.均值滤波B.高斯滤波C.开闭运算D.中值滤波正确答案: C23、下列哪个卷积核无法提取图象边缘?正确答案: A24、下列哪一项不是 ITK 的实现特点?A B C DA.使用模板编程实现,用户自由度高B.使用 Cmake 来配置和生产项目C.使用智能指针,自动删除废弃的对象D.仅支持 Window 平台正确答案: D25、下列关于 VTK 的描述错误的是?A.VTK 的类库是按面向对象的思想设计的B.VTK 具有跨平台的特性,支持多个操作系统平台C.VTK 提供了丰富地计算机图象学和图象处理方面的功能D.VTK 是用 C++ 实现的,所以要使用 VTK 只能用 C++ 来调用正确答案: D26、下列哪一项是欧拉距离的表达式正确答案: A27 、形态学操作不能用来做下列哪一项图象处理的操作?A.除噪B.边缘检测C.形状分析D.图象配准正确答案: D.... A B C D28、下列关于结构化要素( SE )描述正确的是?A.结构化要素的尺寸不能超过 3*3B.结构化要素与卷积核一样,原点只能在中心C.结构化要素记录了形态学操作中如何对图象进行平移D.结构化要素的不同对形态学操作的结果没有影响正确答案: C29 、下列关于二值形态学算法叙述错误的是?A.通过开闭运算的结合可以出去图象中的椒盐噪声B.对图象进行重复的开操作会不断产生新的不同的结果C.二值形态学操作包括了二值膨胀、二值腐蚀以及开闭运算D.二值膨胀可以使图象的前景区域扩大正确答案: B30、下列关于二值形态学操作性质描述正确的是?A.二值形态学不满足平移不变性B.通过把一个大的结构化要素分解成较小的结构化要素分别做形态学操作可以有效地提高速度C.二值腐蚀满足交换律D.二值腐蚀和膨胀是可逆的正确答案: B31、下列关于“Hit-and-Mis”s叙述不正确的是?A.通过 Hit-and-Miss可以得到轮廓线B.通过改变 SE 可以检测出不同类型的图案C.Hit-and-Miss是基于形态学的一个特定图案的检测器D.Hit-and-Miss无法检测孤立的点正确答案: D32 、下列关于“Pattern Spectrum”的叙述错误的是?A.Pattern Spectrum可以区分图象中不同尺寸的图案B.Pattern Spectrum可以区分图象中不同形状的图案C.Pattern Spectrum不需要不断重复形态学操作D.Pattern Spectrum在进行过程中需要变换 SE正确答案: C 33 、在计算图象的“distance transfor”m时,下列哪一项形态学操作需要重复进行? A.腐蚀 B.闭操作 C.膨胀 D.开操作正确答案: A 34 、下列关于图象的” distance transfor”m与”skeleton”的关系描述正确的是? A.根据 skeleton可以得到 distance transfor结果B.相同 SE,distance transfor到的结果中,所有邻域内的最大值点就是 skeletonC.不同 SE 对二者的结果都是没有影响的D.skeleton与 distance transfor是m两个不同的概念,没有任何关系正确答案: B35 、一个圆面图象的骨架是什么?A.圆心B.一组同心圆C.从圆心出发到圆边的射线D.一组螺旋线正确答案: A36、下列关于灰度形态学描述错误的是A.灰度腐蚀可使灰度变化更加剧烈B.闭操作可能会使图象变含糊C.开操作可能会使图象变含糊D.灰度膨胀会提高图象的整体亮度正确答案: A 37、下面关于受限制的膨胀算法( conditional dilat)io述不正确的是? A.受限制的膨胀算法可以用来进行灰度重建 B.受限制的膨胀算法需要不断重复灰度膨胀操作C.受限制的膨胀算法执行速度与 SE 的尺寸和形状无关 D.受限制的膨胀算法可以获取图象中的特定区域正确答案: C38 、下列哪一项不是彩色图象的色采空间?A.RGBB.ODBCC.CMYKD.HIS正确答案: B 39、下列关于彩色图象增强描述错误的是? A.使用颜色表的方式可以将灰度图象转化成伪彩图象 B.由于彩色图象获取环境的原因通常需要对图象的色采平衡度进行调整 C.RGB 空间比 HIS 空间更适合做图象对照度的调整D.HIS 空间下进行彩色图象调整在视觉上效果比较直观正确答案: C40、下列关于 HIS 色采空间的描述错误的是?A.通过调整图象的色相可以调整图象的色温B.通过调整图象的亮度可以调整图象的色温C.HIS 色采空间杜宇彩色图象的某些特定操作非常直观方便D.通过调整图象的饱和度来调整图象的对照度正确答案: B41 、下面关于光学断层成像叙述错误的是?A.在对样本进行切片时可能会损坏样本的三维结构B.使用光学断层成像是三维成像的一种方式C.使用光学断层成像可以保留切片与切片之间的相关性D.光学断层成像是通过将样本进行切片来获取样本的三维信息正确答案: C 42、以下四类方法的分割结果按可重复性( Reproducibili y从大到小排序正确的是: A.全自动分割,自动分割后手工修正,手工勾画大体轮廓后自动分割,纯手工分割 B.全自动分割,手工勾画大体轮廓后自动分割,自动分割后手工修正,纯手工分割 C.全自动分割,手工勾画大体轮廓后自动分割,纯手工分割,自动分割后手工修正 D.纯手工分割,自动分割后手工修正,手工勾画大体轮廓后自动分割,全自动分割正确答案: B43、在 DDC 中,当轮廓进行形变后,需要对轮廓进行重采样( Resampling )的原因不包括:A.轮廓上每一个控制点运动后,会产生控制点空间上疏密的变化B.控制点太稀疏不能有效地表示轮廓C.控制点太密会影响到整个运算过程的存储、速度D.需要通过重采样对轮廓进行平滑正确答案: D 44、以 DDC 为例的可变形模型( Deformable model )的特点不正确的是: A. 自动改变轮廓形状以匹配图象边界 B.初始轮廓需要接近图象边界 C.各个参数的选择会影响最终的结果 D.高斯平滑参数越大分割结果越好正确答案: D45、可变形模型( Deformable model )的研究包括:A.定义不同的能量模型B.轮廓的表示方式,如不封闭的轮廓的描述C.整合分割目标的其他信息,如形状模型、灰度分布模型等D.其他三项均是正确答案: D 46、关于水平集( Level se 算法以下各项错误的是: A.通过增加一个维度后的零水平集来表示轮廓B.在水平集的演化过程中,惟独在零水平集,即轮廓处才有速度C.在实际运用中,可以采用快速行进 ( Fast marching) 与水平集的组合,以提高运算速度同时保证最后结果的精确D.水平集算法可以分割三维的数据正确答案: B47、水平集相比于蛇形算法( snake )的好处不包括:A.可以容易地对多个目标进行分割B.可以容易地表示复杂的结构C.对初始轮廓的敏感性相对较小D.用水平集表示轮廓占用的存储空间更小正确答案: D48、以下描述不能用于进行图象分割的是A.对图象进行二值化B.给图象中的区域标出适当标签(Label)C.跟据特征对象素进行分类D.检测图象中是否存在感兴趣的物体正确答案: D49、以下说法不是指的图象的配准(registratio)n的是A.图象的融合( fusion)B.图象的叠加( superimposition)C.图象的匹配( matching )D.图象间的加法( sum )正确答案: D50、图象配准不能完成的是A.同一病人头部 2D 图象与 3D 图象的匹配B.同一病人脑部不同成像方式得到的图象(如 SPECT 图象与 MRI 图象)的融合C.仅有同一个病人头部与腹部的 CT 图象数据,实现两组图象的对齐D.病人头部图象与标准解剖图谱(Atlas)的匹配正确答案: C51、以下说法不正确的是A.手术切除肿瘤先后的影像可以配准B.不同病人的头部影像可以配准C.同一病人整个头部的影像与部份大脑的影像不能配准D.术中影像和术前影像可以配准正确答案: C52、图象配准中不一定会用到的是A.图象插值( Interpolatio)nB.确定图象间的相似性测度( Similarity metr)icC.迭代进行最优化(Optimization)D.图象二值化正确答案: D53 、以下衡量两幅图象相似性并使之达到最佳匹配的方式错误的是:A.最大化两幅图象间的互信息( Mutual information)B.最大化对应的特征点( Landmark )之间的平方距离( Squared distance)之和C.最小化两个对应的面之间的距离测度D.最小化两幅图象间对应像素间灰度值的均方误差正确答案: B54、以下关于重采样( Resampling )的说法错误的是:A.上采样(Super-Sampling)后像素点数目增多B.通过对图象上采样可以获得比原图象更多的信息C.下采样( Sub-Sampling )后,每一个像素点对应的实际空间范围增大D.下采样后,对图象进行显示,若保持每一个像素大小不变,则显示出的图象比原图象变小正确答案: B55、以下关于线性配准( linear registrat)io说法不正确的是:A.刚体配准( rigid registrat)io图象的变换包括平移( translatio)n和旋转 (rotation)B.仿射变换( affine transformati)on是线性变换C.常用的仿射变换包括平移( translatio)n 、旋转( rotation、) 缩放( scaling)和剪切 ( shear)D.线性配准等同于刚体配准正确答案: D56、关于非刚体配准下列说法错误的是:A.可以用薄板样条( Thin plate spli)ne描述非线性形变( Non-linear deformatio)nB.三次b 样条( Cubic B-splin)e 可以用来描述非线性形变C.图象若干个局部发生刚体变换,整体来看发生的仍然是刚体变换D.非刚体形变的自由度要大于刚体形变正确答案: C57、以下关于两幅彻底相同的图象间相似性测度( Similarity metri)cs的说法不正确的是:A.均方误差( Mean squared error)理想值为 0B.正规化的互相关( Normalized cross correlat o理n想值为 0C.理想的联合直方图( Joint histogra彻底集中在对角线上D.正规化的互信息( Normalized mutual informatio)n理想值为 2正确答案: B58、对于彻底相同的两幅图象,将其中一幅图象的灰度值增加到原来的 150% ,则下列说法错误的是:A.正规化的互相关( Normalized cross correlat o理n想值将小于 1B.均方误差( Mean squared error)理想值将大于 0C.理想的联合直方图( Joint histogra彻底集中在一条直线上,但再也不是对角线D.正规化的互信息( Normalized mutual informatio)n理想值仍为 2正确答案: A59、以下关于互信息( Mutual information) 以及联合熵( Joint entrop 的叙述错误的是:A.联合熵的大小是对联合直方图( Joint histogra的分散程度的描述B.互信息具有对称性,即 I(A,B)=I(B,A)C.互信息与联合熵是彻底等价的描述D.当 A,B 之间相互独立时互信息为 0, I(A,B)=0正确答案: C60、使用多解像度( multi-resoluti n图象配准的原因不包括:A.加快配准速度B.图象的细节在配准中是彻底没实用的C.增强配准鲁棒性( Robustness )D.避免陷入局部最优值正确答案: B。
数字图像处理课后习题答案数字图像处理课后习题答案数字图像处理是计算机科学与技术领域的重要分支,它研究如何对图像进行数字化处理,以获取更好的图像质量和更多的信息。
在学习数字图像处理的过程中,课后习题是巩固知识、提高技能的重要环节。
本文将为大家提供一些常见的数字图像处理课后习题答案,希望能对大家的学习有所帮助。
一、图像的数字化表示1. 什么是数字图像?数字图像是由离散的像素点组成的,每个像素点都有一定的灰度值或颜色值。
它可以用矩阵或数组表示。
2. 数字图像的灰度级是什么?数字图像的灰度级是指每个像素点的灰度值的取值范围。
例如,8位灰度图像的灰度级为0-255。
3. 如何将彩色图像转换为灰度图像?可以使用灰度化公式将彩色图像转换为灰度图像:Gray = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B。
二、图像的基本处理操作1. 什么是图像的平滑处理?图像的平滑处理是指通过去除图像中的噪声和细节,使图像变得更加模糊和平滑。
常见的平滑处理方法有均值滤波、中值滤波等。
2. 什么是图像的锐化处理?图像的锐化处理是指通过增强图像的边缘和细节,使图像变得更加清晰和锐利。
常见的锐化处理方法有拉普拉斯算子、Sobel算子等。
3. 如何进行图像的直方图均衡化?图像的直方图均衡化是一种增强图像对比度的方法,通过对图像的灰度直方图进行变换,使得图像的灰度分布更加均匀。
可以使用以下步骤进行直方图均衡化:(1)计算图像的灰度直方图;(2)计算累积直方图;(3)根据累积直方图进行像素值映射。
三、图像的特征提取与分析1. 什么是图像的边缘检测?图像的边缘检测是指通过识别图像中颜色或灰度值变化剧烈的区域,来提取图像的边缘信息。
常见的边缘检测算法有Sobel算子、Canny算子等。
2. 什么是图像的特征提取?图像的特征提取是指通过对图像进行分析和处理,提取出具有代表性的特征,用于图像的分类、识别等任务。
常见的特征提取方法有颜色特征、纹理特征、形状特征等。
数字图像课后习题答案
第一章
1、说明图象数字化与图象空间分辨率之间的关系
答。
数字图像的分辨率是数字图像数字化精度的衡量指标之一。
图像的空间分辨率是在图像采样过程中选择和产生的,图像的空间分辨率用来衡量数字图像对模拟图像空间坐标数字化的精度。
一般来说,采样间隔越大,所得图像像素数越少,空间分辨率低,质量差,严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应。
采样间隔越小,所得图像像素数越多,空间分辨率高,图像质量好,但数据大。
2、说明图象数字化与图象灰度分辨率之间的关系。
答。
图像的灰度分辨率是图像量化过程中选择和产生的,灰度分辨率是指对应同一模拟图像的高度分布进行量化操作所采用的不同量化级数。
量化等级越多,所得图像层次越丰富,灰度分辨率越高,图像质量好,但数据量大。
量化等级越少,图像层次越丰富,灰度分辨率低,会出现假轮廓现象,图像质量变差,但数据量小。
3、看图说明伪彩色图象采集卡的工作原理,并说明LUT的原理和作用。
答。
伪彩色图像采集卡的工作原理是,视频信号输入经过视频信号的A/D变换后,经帧存储器后进行计算机处理,输出显示,然后径伪彩色查询表LUT,实现为彩色输出功能,最后按D/A以控制彩色监视器的电子枪强度,形成彩色。
LUT的作用是具有为彩色查询表功能的LUT的作用是输出为彩色。
第二章
1、如何快速计算DCT,对奇异点如何处理?
答。
DCT的快速算法将N点的序列延拓成2N点序列,用FFT求2N点序列的离散傅里叶变换,由此得N点的DCT.对于奇异点的单独定义。
用奇异值分解的DCT的数字图像水印法来处理。
第三章
1、试述直方图均衡化的增强原理。
答。
对原始图像中的像素灰度作某种映射变换,使变换后的图像灰度的概率密度是均匀分布的,即变换后的图像是一副灰度级均匀分布的图像。
设归一化的灰度变量r,s;T(r)为单调递增函数,保证灰度级从黑到白的次序不变;有0≤T(r)≤1,确保映射后的像素灰度在允许的范围内S的概率密度函数为分布函数的f(s)=p(R)d(r)导数,左右两边求导,结果图像的直方图为均匀的,P(s)=1,两边积分,变换函数为r的累积直方图函数时,能达到直方图均衡化的目的,对于数字图像,用频率代替概率.
2试述规定化直方图增强原理;
答。
r, z分别表示原始图像的灰度和希望得到的结果图像的灰度(归一化);对原始图像作直方图均衡化处理;对结果图像作直方图均衡化处理;都为均匀的直方图。
按照希望得到的图像的灰度概率密度函数pz(z),作均衡,求得变换函数G(z);用得到的灰度级s作逆变换z= G-1(s)。
3探讨图象平滑与图象锐化的异同点及它们的适用领域
答,相同点是都属于图像增强,为了改善图像的效果,都有模板,空域和频域的处理方法。
不同点是图像平滑是为了消除噪声,有利于抽取对象特征进行分析,而图像锐化属于微分运算。
图像平滑处理后较模糊,锐化则突出细节边缘。
平滑模板是系数只有正的所有系数相加后为1,而图像锐化模板的系数有正也有负,所有系数相加后为零。
图像使用于图像传输,而锐化用于医疗图片的边缘检测和图像分割技术。
4探讨空域增强处理与频域增强处理的特点,比较其性能。
答,空域增强处理是对图像的像素直接处理,利用变换函数T(r)直接进行变换,获得处理后的图像。
频域增强处理的修改图像的傅氏变换为基础的,在滤波器处理后变换获得处理后图像。
频域性能较好。
第四章
1,探讨参变量维纳滤波中g 的作用,如何求得最佳的参变量g
答,用来参数调整,求的最佳G使得图像的估计量值F估计(u,v)最接近原始图像通过人机交互方式求得最佳G,G先取某个值,进行计算,得到图像的一个估计值F估计(X,Y),G再取另一个值,再作计算得到另一个估计值F估计(X,Y),于此类推,把各个F估计(X,Y)进行比较,得到其中一个F估计(X,Y)与F (x,y,的均方误差最小的那个所对应的G即为最佳的参变量。
第五章
1、当图象直方图呈双峰特性时,如何确定二值化的阈值?当图象直方图呈单峰特性时,又如何确定二值化的
阈值?
答,当图像呈现明显的双峰,与背景的灰度差别很大,所以谷底对应的灰度值即是最佳的阀值。
若呈现的双峰有重叠部分,即背景与前景差别不大,则应找到误差分割最小的地方,其对应的灰度值即为最优阀值。
当图像呈现单峰特性时,说明背景与前景灰度差不多,图像较为复杂,则应用微分直方图法或最优阀值确定其阀值,即用4领域或八领域求出最大差分值并作求和,微分和最大值所对应的灰度级即是阀值。
2、试述轮廓追踪的基本原理和操作步骤。
答,基本原理是通过顺序找出边缘点来跟踪边界,从而找出图像中区域的边界轮廓。
操作步骤是首先按从上到下,从左到右的顺序扫描图像,寻找没有标记跟踪结束记号的第一个边界起始点A,A是具有最小行和列值的边界点。
定义一个扫描方向变量dir,该变量用于记录上一步中沿着前一个边界点到当前边界点的移动方向,其初始化取值为对4连通区域取dir = 3,对8连通区域取dir = 7,按逆时针方向搜索当前像素的3×3邻域,其起始搜索方向设定如下对4连通区域取(dir + 3)mod 4,对8连通区域,若dir为奇数取(dir + 7)mod 8,,若dir 为偶数取(dir + 6) mod 8,判断是否回到搜索起点,是则停止搜索,结束跟踪,否则继续搜索;由边界点A0、A1、A2、…、An-2构成的边界便为要跟踪的边界。
3,探讨二值图象细化的几种算法,并比较其优缺点。
中轴转换法,骨架法,逐层剥离法,直观细化法,。
中轴转换法细化的结果基本可以区域内部的结构和轮廓的形状,其优点是处理较简单,缺点是会产生细化结果失真。
骨架法对轮廓小扰动的灵敏度比中轴法有所下降,但并未消除,寻找内切圆心的困难较大,要好费很多是时间,并且处理很复杂,较困难。
逐层剥离法优点是处理速度高于骨架法,但容易丢失信息。
直观细化法利用图像的规律灰度分布实现细化法,处理效果较好,细节不容易丢失。
第六章
1、简述三大图象编码技术各自的工作原理、特点。
并根据其各自特点,组合设计一种具有较高编码效率的图象
压缩方法。
答,统计编码是根据信息桑值理论的一类无损编码,是根据符号出现的概率分布特性进行的。
预测编码是根据数据在时间和空间上的相关性,利用已有样本对新鲜样本进行预测,将样本的实际值与预测值相减得到误差值,在对误差值进行编码。
图像的变换编码是将原来的在空域描述的图像信号,变换到另外一些正交空间中去,用变换系数来表示原始图像,并对变换系数进行编码。
如不是一种具有较高的编码效率的图像压缩方法,一次小波变换与DCT变换行程编码与哈弗曼编码。
2、简述JPEG编码的压缩原理,探讨如何选择量化表。
答,原理主要采用了基于子块的DCT变换编码,同时综合利用了游程编码,哈弗曼编码的方法,先对图像进行DCT变换,得到DCT系数,根据量化表对DCT系数进行量化,对DCT中的直流DC系数进行差分预测,对交流AC系数按ZIG-ZIG顺序重新排列,对第三步得到的系数进行哈弗曼编码。
对低频系数细量化,对高频系数粗量化,对亮度信息细量化,对色度信息粗量化。
4、简述MPEG编码的压缩原理,分析视频图像压缩与静止图像压缩在技术上的区别。
答,MPEG编码的压缩原理是采用基于DCT的变换编码技术进行帧内压缩,用以减少空域冗余信息,同时又采用预测编码和基于子块的运动补偿进一步压缩。
相同点帧内压缩算法一样都是基于DCT的变换编码技术,不同点是视频图像压缩同时又采用帧间算法,即采用预测编码和基于子块的运动补偿进一步压缩。
一,直方图规定法
0.11
5,6,7->7
7
1.00
0.15
1.00
0.02
81
7
步骤和结果
0.24
0.21
0.25
0.19
变换后直方图
9
3,4->6
2->5
1->4
0->3
确定映射关系
8
7
7
6
6
5
4
3
映射| V2 -V1|最小
7
0.85
0.65
0.35
0.15
6
0.20
0.30
0.20
0.15
规定直方图P(z)
规定累积直方图V2
5
0.98
0.95
0.89
0.81
0.65
0.44
0.19
原始累积直方图V1
4
0.03
0.06
0.08
0.16
0.21
0.25
0.19
原始直方图P(r)
3
122
245
329
656
850
1023
790
原始直方图各灰度级像素
2
6
5
4
3
2
1
原始图像灰度级
1
运算
序
号。