下载文档原格式
图像处理课后习题答案(总10页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第一章绪论1.模拟图像处理与数字图像处理主要区别表现在哪些方面(什么是图像什么是数字图像什么是灰度图像模拟图像处理与数字图像处理主要区别表现在哪些方面)图像：是对客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。
数字图像：一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数字（一般用整数）表示的图像。
灰度图像：在计算机领域中，灰度数字图像是每个像素只有一个采样颜色的图像。
在数字图像领域之外，“黑白图像”也表示“灰度图像”，例如灰度的照片通常叫做“黑白照片”。
模拟图像处理与数字图像处理主要区别：模拟图像处理是利用光学、照相方法对模拟图像的处理。
(优点：速度快，一般为实时处理，理论上讲可达到光的速度，并可同时并行处理。
缺点：精度较差，灵活性差，很难有判断能力和非线性处理能力)数字图像处理(称计算机图像处理，指将图像信号转换成数字格式并利用计算机对数据进行处理的过程)是利用计算机对数字图像进行系列操作，从而达到某种预期目的的技术.(优点：精度高，内容丰富，可进行复杂的非线性处理，灵活的变通能力，一只要改变软件就可以改变处理内容)2.图像处理学包括哪几个层次各层次间有何区别和联系数字图像处理可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。
狭义图像处理是对输入图像进行某种变换得到输出图像，是一种图像到图像的过程。
图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而建立对图像目标的描述，图像分析是一个从图像到数值或符号的过程。
图像理解则是在图像分析的基础上，基于人工智能和认知理论研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，对图像内容的含义加以理解以及对原来客观场景加以解译，从而指导和规划行动。
区别和联系：狭义图像处理是低层操作，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，经分割和特征提取，把原来以像素构成的图像转变成比较简洁的、非图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是对描述中抽象出来的符号进行推理，其处理过程和方法与人类的思维推理有许多类似之处。
第2次作业（4.9布置，4.23截止）：1、一幅图像的灰度等级为8级，图中像素的灰度值为{0，0，1，1，1，1，3，4，6，7，4，5，3，2，5，4}，请画出该灰度图像的直方图；2、简析伪彩色图像域增强的两种方法；3、图像平滑和锐化技术分为空间域增强和变换域增强，其中空间域平滑技术主要有哪些方法？4、简析在对图像进行几何变换时采用插值算法的原因；第2次作业答案1、一幅图像的灰度等级为8级，图中像素的灰度值为{0，0，1，1，1，1，3，4，6，7，4，5，3，2，5，4}，请画出该灰度图像的直方图；答：2、简析伪彩色图像域增强的两种方法；答：按灰度-颜色映射方式的不同，可以将伪彩色增强的方法分为强度分层、灰度到彩色变换、频域滤波三种，其中前两种为图像域增强方法。
（1）强度分层是把黑白图像的灰度级从0（黑）到M 0（白）分成N 个区间L i (i=1，2，…，N)，给每个区间L i 指定一种彩色C i ，这样，便可以把一幅灰度图像变成一幅伪彩色图像。
（2）灰度到彩色变换是将灰度图像经过红、绿、蓝三种不同的变换器，变成三基色分量(,)R I x y 、(,)G I x y 和(,)B I x y ，从而合成一幅彩色图像。
3、图像平滑和锐化技术分为空间域增强和变换域增强，其中空间域平滑技术主要有哪些方法？答：空间域平滑技术主要有三个方法：（1）邻域平均假设图像是由许多灰度恒定的小块组成，相邻像素间存在很高的空间相关性，而噪声则是统计独立的。
因此，可用当前像素邻域内各像素的灰度平均值代替该像素原来的灰度值，实现图像的平滑去噪。
（2）中值滤波对一个滑动窗口内各个像素的灰度值进行排序，用其中值代替窗口中心像素的原来灰度值，因此是一种非线性的图像平滑法。
（3）图像间运算对图像进行相减运算，可以把两图的差异显示出来，常用于去除背景和运动检测。
图像平均常用于在图像采集中去除加性噪声，随着平均图像数量的增加，噪声在每个像素位置的影响将逐渐减小。
数字图像处理-作业题及部分答案解析1.数字图像与连续图像相比具有哪些优点?连续图像f(x,y与数字图像I(c,r中各量的含义是什么?它们有何联系和区别? (To be compared with an analog image, what are the advantages of a digital image? Let f(x,y be an analog image,I(r, c be a digital image, please give explanation and comparison for defined variables: f/I, x/r,and y/c2.图像处理可分为哪三个阶段? 它们是如何划分的?各有什么特点?(We can divide "imageprocessing"into 3 stages,what are they? how they are divided?What are their features?答:低级处理---低层操作,强调图像之间的变换,是一个从图像到图像的过程;中级处理---中层操作,主要对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,从而建立对图像的描述,是一个从图像到数值或符号的过程;高级处理---高层操作,研究图像中各目标的性质和相互联系,得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释;3.试从结构和功能等角度分析人类视觉中最基本的几个要素是什么?什么是马赫带效应? 什么是同时对比度?它们反映了什么共同问题? (According to the structure and function of the eyes,what are the basic elements in human vision? What is the Mach Band Effect? What is Simultaneous Contrast? What common facts can we infer from both Mach Band Effect and Simultaneous Contrast?答:人的视觉系统趋向于过高或过低估计不同亮度区域边界的现象称为“马赫带”效应;同时对比度指的是人的视觉系统对某个区域感觉到的亮度除了依赖于它本身的强度,还与背景有关.马赫带效应和同时对比度现象表明人所感觉到的亮度并不是强度的简单函数.4.比较说明像素邻域、连接、通路以及连通基本概念的联系与区别。
图像处理技术试题库17套一、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）( )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. 0b.255c.6d.8( )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( )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( )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.5b.4c.5.83d.6.24( )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( )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°( )9.二值图象中分支点的连接数为：a.0b.1c.2d.3( )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.2:1b.3:1c.4:1d.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，也可在进行。
2.图像处理中常用的两种邻域是和。
3.直方图修正法包括和两种方法。
4.常用的灰度内插法有、和。
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.低通滤波法是使受到抑制而让顺利通过，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，质量；反之亦然。
【作业1】2、一幅8灰度级图像具有如下所示的直方图，求直方图均衡后的灰度级和对应概率，并画出均衡后的直方图的示意图。
（计算中采用向上取整方法，图中的8个不同灰度级对应的归一化直方图为[0.17 0.25 0.21 0.16 0.07 0.08 0.04 0.02]）【解答】直方图均衡采用公式r−1⌉S r=⌈G∑P r(w)w=0式中，G为灰度级数，取8，p r(w)为灰度级w的概率，S r为变换后的灰度，计算过程如下表所示：则新灰度级的概率分别是：P s(0) = 0P s(1) = P r(0) = 0.17P s(2) = 0P s(3) = P r(1) = 0.25P s(4) = 0P s(5) = P r(2) = 0.21P s(6) = P r(3) + P r(4) = 0.23P s(7) = P r(5) = P r(6) = P r(7) = 0.14编写matlab程序并绘制直方图：s=0:1:7;p=[0 0.17 0 0.25 0 0.21 0.23 0.14];bar(s,p);axis([-1 8 0 0.3]);可以看出，此图较题目原图更加“均匀”。
【作业2】1、完成课本数字图像处理第二版114页，习题3.10。
【解答】由图可知p r(r)=−2r+2,(0≤r≤1)p z(z)=2z,(0≤z≤1)将两图做直方图均衡变换s1=T1(r)=∫p r(w)dwr0=∫(−2w+2)dwr=−r2+2rs2=T2(z)=∫p z(w)dwz0=∫(2w)dwz=z2令上面两式相等，则z2=−r2+2r 因为灰度级非负，所以z=√−r2+2r2、请计算如下两个向量与矩阵的卷积计算结果。
（1）[ 1 2 3 4 5 4 3 2 1 ] * [ 2 0 -2 ]（2）[−101−202−101]∗[1320410323041052321431042]【解答】（1）设向量a=[ 1 2 3 4 5 4 3 2 1 ]，下标从-4到4，即a(-4)=1，a(-3)=2……a(4)=1；设向量b=[ 2 0 -2 ]，下标从-1到1，即b(-1)=2，b(0)=0，b(1)=-2；设向量c=a*b，下标从-5到5。
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。
二、名词解释（每题2分，共10分）1、灰度直方图直方图是灰度级的函数，它表示图像中具体每种灰度级的像素个数，反映图像中每种灰度出现的概率。
2、图像增强对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度等进行强调或尖锐化，以便观察或进一步分析处理。
3、中值滤波对于一个滑动窗口内N⨯M个像素按灰度级排序，用处于中间位置的像素的灰度级来代替窗口中心像素原来的灰度级。
4、图像边缘边缘是指图像中灰度发生急剧变化的区域。
5、阈值阈值是在分割时作为区分物体和背景像素的门限，大于或等于阈值的像素属于物体，而其他属于背景。
二、简答题（共70分）1、请简述两种常见的图像平滑方法及其特点。
（10）均值滤波：对于一个滑动窗口内N⨯M个像素按灰度级求平均值，用处于中间位置的像素的灰度级来代替窗口中心像素原来的灰度级。
特点：系数之和为1，系数都是正数，容易造成图像模糊。
对于一个滑动窗口内N⨯M个像素按灰度级排序，用处于中间位置的像素的灰度级来代替窗口中心像素原来的灰度级。
特点：计算复杂度高，滤波前后图像亮度发生改变，不容易产生模糊，具有良好的抗噪性能。
2、3、若使用下列模板分别对一幅灰度图像进行卷积，会达到什么样的效果？（10）（1）（2） 均值滤波，图像变模糊 （3）（4） 边缘检测 （5） 无意义 （6）（7） 边缘锐化4、对下面的图像进行8链码（0-7）的轮廓跟踪，写出跟踪得到的链码序列，并计算0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 255 255 255 255 255 0 0 0 0 0 0 255 0 0 255 0 0 0 0 0 0 255 0 0 255 0 0 0 0 0 0 255 0 0 255 0 0 0 0 0 0 255 255 255 255 255 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 255 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 255 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0链码：（1，1）76660000773332224444 周长：1426+⨯ 面积：13（2，2）1076654322 周长：642+ 面积：104、有一幅电视图像如下，在接收时图像有若干个亮点（灰度为255），设计两种滤波方法对该图像滤波，写出滤波后的图像。
图像处理与分析技术课程习题图像增强技术1.试分别给出灰度囲CIO, 100；竝伸列(0, 150)和＜10, 200丿，以及压绪到＜50, 100； 和＜30, 90丿之间的线性变换程。
解：① 把 ＜10,100；拉伸到(0.150；：b-ct100-10 3 3② 把(10,100丿拉伸到＜10,200；：g (兀，刃=^-[/(x,y)-«] + c = ^^[/(x,y)-10] + 10 = ^[/(x,刃一 10]+ 10 b-ci100-10 9③ 杞C10J00)庄编到C50.100八0(3)=片[/(兀,刃一4] +。
=黑二^[心刃-10] + 50 = |[/(x, y)-10]+50b-a 100-109©把COJ00丿庄缩到(30.90八g(x,y) = = [/(x,y)—m + c = ^^[/(x,y) —10] + 30 = f[/(x,y) —10] + 30 b-a 100-1032. 已知灰度图像f (x.M 表示为如下矩阵(如国1A 所示人 拟采用如下筋数g=G(0进行及转变 换(如国1B 所总丿。
求反转雯换后的图像散堀矩阵。
图1灰度图像的反转解：反转支换后的数握矩阵:200 100160'180 185 12825510 230，g255 12"127255B.反辕变换曲线QA.灰度图像矩阵55 155 9575 70 1270 245 253. 图2是一幅受刊噪步干扰的10X10散字图像.试求出该图像^113X3旅板中值遮波后的图像数据矩阵（边界点保持不变丿。
團2受干扰的数字图像解：经过中值追波之后'如下图所示4. 如邈图3所承为一幅256X256的二值图像（令为 '，黑为0）,其中的勺条旻7像紊宽，210 像素离。
両个令条之间的宽度是17个像素，生应用下面的出处理时图像的变化结果是什么？（按呆5金五入虑則取0或1；图像边.邪保特不变丿（1丿3x3的邻城平均追波；（2） 7X7的邻城平均追波。
1. 什么是数字图像？答：在空间坐标x，y处的值f(x，y)表示亮度或灰度，f(x，y)在空间上是离散的，在幅值上也离散的。
经过数字化后的图像称为数字图像(或离散图像)。
2. 什么是数字图像处理？答：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。
如：放大、缩小、转置、增强、边界分割......3.简述数字图像处理系统的基本框图及各部分的作用。
答：图像采集：采用图像扫描仪等将图像数字化（离散化），并输入到计算机。
图像输出：将图像转换为图形形式直观地展示在CRT、液晶屏或打印输出。
图像存储：将大容量图像快速的（在线或联机）存储于数字存储器或者数据库存储器中（如内存、磁盘、光盘等）。
图像通信：传输图像以使不同的系统共享图像数据资源。
图像处理和分析：用算法的形式描述，用计算机软件或者硬件来解决具体的图像问题。
3. 什么是图像识别与理解？答：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。
4. 一般来说，图像采样间距越大，图像数据量_____，质量____；反之亦然。
答：少，差。
5. 图像因其表现方式的不同，可以分为连续图像和________两大类。
答：离散图像。
6. 什么是采样和量化？答：对图像在空间坐标(x，y)的数字化称为图像采样，幅值数字化被称为灰度级量化。
7.什么是二值图像？答：二值图像就是只有黑白两个灰度级。
8. 量化可以分为________________和非均匀量化两大类。
答：均匀量化9.判断：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。
（）答：正确10.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数不够多造成的。
（）答：正确11. 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（）。
A、200×300×4B、200×300×6C、200×300×8D、200×300×64答：B12.色彩丰富的图像是（）。
图像处理技术总复习与作业作业1：1、信号是消息的载体。
2、图像数字化包括采样和量化_两个过程。
3、一般来说，采样间距越小，图像数据量越大，质量越好。
4、图像处理中常用的两种邻域是像素的4邻域和像素的8邻域5、图像锐化增强图像的边缘及灰度跳变的部分6、数字图像是在空间和灰度级上都是离散的。
7、图像编码的目的是为了减少数据冗余。
8、假设真彩色图像的每一分量用8bit表示，则共能产生2^(8*3)种彩色。
作业2：1、图像和灰度直方图的对应关系是多对一的映射关系2、哪种操作可以加强图像的边缘图像锐化?3、下列算法中属于图像平滑处理的是(均值滤波和低通滤波)4、采用模板[-1,1]T主要检测A方向的边缘（pdf10.p4）（A）水平（B）45°（C）135。
（D）垂直[-1,1]5、数据冗余R D与数据压缩率C R之间的关系是RD=1-1/CR。
6、假设一副图像有256个灰度级，则每个象素需要8bit来表示。
7、对一副100×100象素的128级灰度图像，经JPEG编码后的压缩比为2:1,则压缩图像的数据量为35000bit。
(100*100*7/2)作业3：名词解释1、熵：熵是信源无损压缩的理论下限2、图像反转:图像像素的坐标与原点对称的图像3、N D(p)邻域:像素的对角邻域4、图像金字塔:以多分辨率来解释图像的一种结构作业4：1、简述2D傅立叶变换的周期性和共轭对称性的用途。
存储DFT结果的二维数组中频率成分的分布，即数组的左上角相当于直流部分，左图上、右上、左下、右下各角的周围对应低频成分，像素数组中央部分附近对应于高频成分。
2、什么是三基色原理？红绿蓝三个分量彼此相互正交，任何两个分量组合都不能得到第三个分量，三个分量随意组合组成大自然全部色彩3、什么是PCA ，在图像识别中的主要作用是什么？PCA 即主成分分析技术，又称主分量分析。
在图像识别中的主要作用是主要成分提取与分析,对于实现图象识别降维有很大作用 4、什么叫直方图均衡化？直方图均衡化就是通过变换函数将原图像的直方图修正为平坦的直方图，以此来修正原图像之灰度值，由于数字图像灰度级的离散性，直方图均衡化时，会出现灰度归并现象，结果直方图不会完全均匀，但趋于平坦。
数字图像处理每章课后题参考答案第一章和第二章作业：1.简述数字图像处理的研究内容？答：数字图像处理的主要研究内容，根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面，将这几个方面展开，具体有以下的研究方向：1.图像数字化，2.图像增强，3.图像几何变换，4.图像恢复，5.图像重建，6.图像隐藏，7.图像变换，8.图像编码，9.图像识别与理解。
2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？答：图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。
根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同，图像工程可分为三个层次：图像处理、图像分析、图像理解。
图像处理着重强调在图像之间进行的变换。
比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。
图像处理主要在图像的像素级上进行处理，处理的数据量非常大。
图像分析则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。
图像分析处于中层，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描述。
图像理解的重点是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，从而指导和规划行为。
图像理解主要描述高层的操作，基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策，其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。
第三章图像基本概念1.图像量化时，如果量化级比较小时会出现什么现象？为什么？答：当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时，采用比较低的量化级数，则这类图像会在画面上产生伪轮廓（即原始场景中不存在的轮廓）。
图像的量化等级反映了采样的质量，数字图像的量化级数随图像的内容及处理的目的差别而不同，低的量化级数只满足于处理简单的线条而对于图像，若线条不明显时，则会产生伪轮廓。
【作业1】1、完成课本习题3.2(a)(b), 课本中文版《处理》第二版的113页。
可以通过matlab帮助你分析理解。
a:s=T(r)=11+(mr)Eb:E控制函数的斜坡，也就是函数的倾斜程度，E越大，函数倾斜程度越大，如下图1，图2所示：图1：E=5图2：E=202、一幅8灰度级图像具有如下所示的直方图，求直方图均衡后的灰度级和对应概率，并画出均衡后的直方图的示意图。
（计算中采用向上取整方法，图中的8个不同灰度级对应的归一化直方图为[0.17 0.25 0.21 0.16 0.07 0.08 0.04 0.02]）【解答】直方图均衡采用公式rS r=⌈G∑P r(w)−1⌉w=0式中，G为灰度级数，取8，p r(w)为灰度级w的概率，S r为变换后的灰度，计算过程如下表所示：则新灰度级的概率分别是：P s(0) = 0P s(1) = P r(0) = 0.17P s(2) = 0P s(3) = P r(1) = 0.25P s(4) = 0P s(5) = P r(2) = 0.21P s(6) = P r(3) + P r(4) = 0.23P s(7) = P r(5) = P r(6) = P r(7) = 0.14编写matlab程序并绘制直方图：s=0:1:7;p=[0 0.17 0 0.25 0 0.21 0.23 0.14];bar(s,p);axis([-1 8 0 0.3]);可以看出，此图较题目原图更加“均匀”。
【作业2】1、完成课本数字图像处理第二版114页，习题3.10。
【解答】由图可知p r(r)=−2r+2,(0≤r≤1)p z(z)=2z,(0≤z≤1)将两图做直方图均衡变换s1=T1(r)=∫p r(w)dwr0=∫(−2w+2)dwr=−r2+2rs2=T2(z)=∫p z(w)dwz0=∫(2w)dwz=z2令上面两式相等，则z2=−r2+2r 因为灰度级非负，所以z=√−r2+2r2、请计算如下两个向量与矩阵的卷积计算结果。
（1）[ 1 2 3 4 5 4 3 2 1 ] * [ 2 0 -2 ]（2）[−101−202−101]∗[1320410323041052321431042]【解答】（1）设向量a=[ 1 2 3 4 5 4 3 2 1 ]，下标从-4到4，即a(-4)=1，a(-3)=2……a(4)=1；设向量b=[ 2 0 -2 ]，下标从-1到1，即b(-1)=2，b(0)=0，b(1)=-2；设向量c=a*b，下标从-5到5。
根据卷积公式可知c(x)=∑a(t)b(x−t)∞t=−∞=∑a(t)b(x−t) 4t=−4其中，−5≤x≤5，则c(-5)=a(-4)b(-1)=1*2=2c(-4)=a(-4)b(0)+a(-3)b(-1)=1*0+2*2=4c(-3)=a(-4)b(1)+a(-3)b(0)+a(-2)b(-1)=1*(-2)+2*0+3*2=4 c(-2)=a(-3)b(1)+a(-2)b(0)+a(-1)b(-1)=2*(-2)+3*0+4*2=4 c(-1)=a(-2)b(1)+a(-1)b(0)+a(0)b(-1)=3*(-2)+4*0+5*2=4 c(0)=a(-1)b(1)+a(0)b(0)+a(1)b(-1)=4*(-2)+5*0+4*2=0 c(1)=a(0)b(1)+a(1)b(0)+a(2)b(-1)=5*(-2)+4*0+3*2=-4 c(2)=a(1)b(1)+a(2)b(0)+a(3)b(-1)=4*(-2)+3*0+2*2=-4 c(3)=a(2)b(1)+a(3)b(0)+a(4)b(-1)=3*(-2)+2*0+1*2=-4 c(4)=a(3)b(1)+a(4)b(0)=2*(-2)+1*0=-4c(5)=a(4)b(1)=1*(-2)=-2所以卷积结果为：[ 2 4 444 0 -4 -4 -4 -4 -2 ]（2）设矩阵b =[−101−202−101]下标从(-1,-1)到(1,1)，即b(-1,-1)=-1，b(-1,0)=0……b(1,1)=1； 设矩阵a =[ 132********4105232143142]下标从(-2,-2)到(2,2)，即a(-2,-2)=3，a(-2,-1)=2……a(2,2)=4； 设矩阵c=a*b=b*a ，下标从(-3,-3)到(3,3)。
根据卷积公式可知c (x,y )=∑∑a (s,t )b (x −s,y −t )∞t=−∞∞s=−∞=∑∑a (s,t )b (x −s,y −t )2t=−22s=−2其中，−3≤x ≤3，−3≤y ≤3，则 c(-3,-3)=a(-2,-2)b(-1,-1)=3*(-1)=-3 ……c(0,0)=a(-1,-1)b(1,1)+a(-1,0)b(1,0)+a(-1,1)b(1,-1) +a(0,-1)b(0,1)+a(0,0)b(0,0)+a(0,1)b(0,-1) +a(1,-1)b(-1,1)+a(1,0)b(-1,0)+a(1,1)b(-1,-1) =3*1+4*2+0*1+2*0+1*0+3*0+1*(-1)+0*(-2)+2*(-1) =8 ……c(3,3)=a(2,2)b(1,1)=4*1=4 所以卷积结果为：-1 -3 -1 3 -2 0 4 -3 -6 -4 4 -4 2 11 -3 -7 -6 3 -6 4 15 -3 -11 -4 8 -10 3 17 -7 -11 2 5 -10 6 15 -8 -5 6 -4 -6 9 8 -3 -1 3 -3 -2 4 2【作业3】1、高斯型低通滤波器在频域中的传递函数是H (u,v )=Ae −(u2+v 2)2σ2⁄根据二维傅里叶性质，证明空间域的相应滤波器形式为h (x,y )=A2πσ2e −2π2σ2(x 2+y 2)这些闭合形式只适用于连续变量情况。
在证明中假设已经知道如下结论：函数e −π(x 2+y 2)的傅立叶变换为e −π(u2+v 2)【解答】IDFT(H (u,v ))=∫∫Ae −(u2+v 2)2σ2⁄e j2π(ux+vy )du ∞−∞dv ∞−∞ =∫∫Ae−u 22σ2+j2πux e −v 22σ2+j2πvy du ∞−∞dv ∞−∞=∫∫Ae−12σ2(u 2−j4πσ2ux)e −12σ2(v 2−j4πσ2vy)du ∞−∞dv ∞−∞=∫∫Ae−12σ2(u 2−j4πσ2ux−4π2σ4x 2+4π2σ4x 2)e −12σ2(v 2−j4πσ2vy−4π2σ4y 2+4π2σ4y 2)du ∞−∞dv ∞−∞=∫∫Ae−(u−j2πσ2x)22σ2e−2π2σ2x 2e−(v−j2πσ2y)22σ2e −2π2σ2y 2du ∞−∞dv ∞−∞令r =u −j2πσ2x ，s =v −j2πσ2y ，则du=dr ，dv=ds ，上式写成：=∫∫Ae−r 22σ2e−2π2σ2x 2e−s 22σ2e −2π2σ2y 2dr ∞−∞ds ∞−∞ =Ae−2π2σ2(x 2+y 2)∫e−r 22σ2dr ∞−∞∫e−s 22σ2ds ∞−∞=Ae−2π2σ2(x 2+y 2)√2πσ√2πσ(1√2πσe −r 22σ2dr ∞−∞)(1√2πσe−s 22σ2ds ∞−∞)因为后两项是高斯分布，在−∞到∞积分为1，故上式等于：=A2πσ2e −2π2σ2(x 2+y 2)=h (x,y )命题得证。
2、第二版课本习题4.6（a ）【解答】先来证明结论(−1)x+y =e jπ(x+y ) 根据欧拉公式展开等式右边e jπ(x+y )=cos [(x +y )π]+j sin [(x +y )π]因为x ，y 均为整数，故sin [(x +y )π]=0， 当x+y 为奇数时，cos [(x +y )π]=−1 当x+y 为偶数时，cos [(x +y )π]=1故(−1)x+y=e jπ(x+y)再来证明题中等式DFT(f(x,y)(−1)x+y)=DFT(f(x,y)e jπ(x+y))=1MN∑∑f(x,y)e jπ(x+y)e−j2π(ux M+vy N) N−1y=0M−1x=0=1MN∑∑f(x,y)e−j2π(−xM2M−yN2N)e−j2π(ux M+vy N) N−1y=0M−1x=0=1MN∑∑f(x,y)e−j2π[x(u−M2)M+y(v−N2)N]N−1y=0M−1x=0=F(u−M2,v−N2)3、观察如下所示图像。
右边的图像这样得到：(a)用左侧图像乘以(−1)x+y；(b)计算离散傅里叶变换(DFT)；(c)对变换取复共轭；(d)计算离散傅里叶反变换；(e) 结果的实部再乘以(−1)x+y。
用数学方法解释为什么会产生右图的效果。
（忽略中间和右侧的黑白条纹，原题没有）【解答】已知IDFT(F(u,v))=1MN∑∑F(u,v)e j2π(ux M+vy N)N−1v=0M−1u=0=f(x,y)则傅里叶变换的共轭复数进行傅里叶反变换的结果如下：IDFT(F∗(u,v))=1MN∑∑F(u,v)e−j2π(ux M+vy N)N−1v=0M−1u=0=1MN∑∑F(u,v)e j2π(u(−x)M+v(−y)N)N−1v=0M−1u=0=f(−x,−y)设原始图像为f(x,y)，经过(a)变换后得到(−1)x+y f(x,y)经过(b)变换后得到F(u,v)=1MN∑∑(−1)x+y f(x,y)e−j2π(ux M+vy N) N−1v=0M−1u=0经过(c)变换后得到F ∗(u,v )=1MN∑∑(−1)x+y f (x,y )ej2π(ux M +vy N )N−1v=0M−1u=0 经过(d)变换后得到IDFT(F ∗(u,v ))=1MN ∑∑[1MN∑∑(−1)x+y f (x,y )ej2π(ux M +vy N )N−1v=0M−1u=0]e j2π(ux M +vy N )N−1v=0M−1u=0 其实部为(−1)x+y f (−x,−y )，经过(e)变换后得到(−1)x+y (−1)x+y f (−x,−y )=f (−x,−y )最终效果是将原图像上下颠倒，左右颠倒，实现了旋转180度的效果。
【作业4】1、请用公式列举并描述出你所知道的有关傅里叶变换的性质。
【解答】1、时移性2、频移性3、均值4、共轭对称性5、对称性6、周期性7、线性8、微分特性9、卷积定理10、相关定理11、相似性12、几种特殊函数的傅里叶变换2、中文课本173页习题4.21【解答】没有区别。
补0延拓的目的是在DFT相邻隐藏周期之间建立一个“缓冲区”。
