南理工-任明武-数字图像处理-考试复习资料
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数字图像处理复习提纲一、题型1.选择题(20分)2.判断题(24分)3.简答题(24分)4.计算题(12+10+10 分)二、主要内容1.数字图像处理的概念、应用图像的分类物理图像抽象图像数字图像处理是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。
作用(1)提高图像的视感质量(2)提取图像中所包含的某些特征或特殊信息(3)图像数据的变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。
2.视觉感知、图像取样与量化为什么图像取样与量化大多数传感器的输出是连续电压波形为了产生一幅数字图像,需要把连续的感知数据转化为数字形式这包括两种处理:采样和量化采样:图像空间坐标的数字化量化:图像函数值的数字化3.点变换、直方图处理、平滑滤波、锐化滤波对比度问题:对比度局部或全部偏低,影响图象视觉噪声干扰问题:使图象蒙受干扰和破坏清晰度下降问题,使图象模糊不清,甚至严重失真图象增强的目的:针对图象的退化和不足,改善图象的质量以较好地满足实际的需要平滑滤波作用模糊处理:去除图像中一些不重要的细节减小噪声平滑空间滤波器的分类:平滑线性滤波器:均值滤波器统计排序滤波器(非线性滤波器):最大值滤波器,中值滤波器,最小值滤波器锐化滤波主要用途突出图像中的细节,增强被模糊了的细节印刷中的细微层次强调。
弥补扫描对图像的钝化超声探测成像,分辨率低,边缘模糊,通过锐化来改善图像识别中,分割前的边缘提取锐化处理恢复过度钝化、暴光不足的图像尖端武器的目标识别、定位4.频域平滑滤波、频域锐化滤波频域平滑滤波思想:边缘和其它尖锐变化(如噪声)在图像的灰度级中主要处于傅立叶变换的高频部分,因此平滑可通过衰减指定图像傅立叶变换中高频成分的范围来实现频域锐化滤波5.图像退化/复原模型、噪声模型、顺序统计滤波图像退化:图像在形成、记录、处理和传输过程中,由于成像系统、记录设备、传输介质和处理方法得不完善,导致图像质量下降产生原因:光学系统像差传感器非线性畸变光学系统中的衍射运动造成的模糊大气流动效应摄影胶片的非线性高斯噪声瑞利噪声伽马噪声指数分布噪声均匀分布噪声脉冲(椒盐)噪声6.颜色空间7.图像中存在的冗余、压缩模型、变换压缩编码解码系统为什么需要图像压缩图像的数据量通常很大,对存储、处理和传输带来许多问题图像压缩的目标消除冗余数据从数学角度看,将原始图像转化为从统计角度看尽可能不相关的数据集数据冗余数据是用来表示信息的。
第一章1.1.1可以用f(x,y)来表示:(ABD)A、一幅2-D数字图像B、一个在3-D空间中的客观景物的投影;C 2-D空间XY中的一个坐标的点的位置;D、在坐标点(X,Y)的某种性质F的数值。
提示:注意3个符号各自的意义1.1.2、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。
提示:考虑图像和数字图像的定义1.2.2、已知如图1.2.2中的2个像素P和Q,下面说法正确的是:(C)A、2个像素P和Q直接的De距离比他们之间的D4距离和D8距离都短:B、2个像素p和q之间的D4距离为5;C、2个像素p和q之间的D8距离为5;D、2个像素p和q之间的De距离为5。
1.4.2、半调输出技术可以:(B)A、改善图像的空间分辨率;B、改善图像的幅度分辨率;C、利用抖动技术实现;D、消除虚假轮廓现象。
提示:半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率1.4.3、抖动技术可以(D)A、改善图像的空间分辨率;B、改善图像的幅度分辨率;C、利用半输出技术实现;D、消除虚假轮廓现象。
提示:抖动技术通过加入随即噪声,增加了图像的幅度输出值的个数1.5.1、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、2M提示:表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。
1.5.2、图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于:(A)(平滑区域内灰度应缓慢变化,但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃)A、图像的灰度级数不够多造成的;B、图像的空间分辨率不够高造成;C、图像的灰度级数过多造成的D、图像的空间分辨率过高造成。
提示:图像中的虚假轮廓最易在平滑区域内产生。
1.5.3、数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的:(A)A、图像的幅度分辨率过小;B、图像的幅度分辨率过大;C、图像的空间分辨率过小;D、图像的空间分辨率过大;提示:图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少1.5.4、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。
可编辑修改精选全文完整版第一章绪论一.选择题1. 一幅数字图像是:( )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。
提示:考虑图像和数字图像的定义2. 半调输出技术可以:( )A、改善图像的空间分辨率B、改善图像的幅度分辨率C、利用抖动技术实现D、消除虚假轮廓现象。
提示:半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率3. 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、256KB、512KC、1M C、2M提示:表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。
4. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于:( )A、图像的灰度级数不够多造成的B、图像的空间分辨率不够高造成C、图像的灰度级数过多造成的D、图像的空间分辨率过高造成。
提示:平滑区域内灰度应缓慢变化,但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃,图像中的虚假轮廓最易在平滑区域内产生。
5. 数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的:()A、图像的幅度分辨率过小B、图像的幅度分辨率过大C、图像的空间分辨率过小D、图像的空间分辨率过大提示:图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少6. 以下图像技术中属于图像处理技术的是:()(图像合成输入是数据,图像分类输出是类别数据)A、图像编码B、图像合成C、图像增强D、图像分类。
提示:对比较狭义的图像处理技术,输入输出都是图像。
解答:二.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。
2. 什么是图像识别与理解3. 简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。
4. 简述数字图像处理的至少4种应用。
5. 简述图像几何变换与图像变换的区别。
解答:1. 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。
考试题型:一、单选题(每题2分)例:计算机显示器主要采用哪一种彩色模型()A、RGBB、CMY或CMYKC、HISD、HSV答案为A二、判断题(每题2分,正确的打“√”,错误的打“×”)例:在连通域中的点,按照其是否与背景相邻接,可以分为内部点和外部点。
()答案×三、填空题(每空格2分)例: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【 1 】。
答案:像素在本课程中,Matlab语句imwrite(A,‘tire.tif’)的作用是【2】。
答案:将图像矩阵A写入图像文件tire.tif四、计算题(根据题目难度和答题时间不同,从5分至20分)例:(10分)设图像为:使用3×3的模板对其进行中值滤波处理,写出处理过程和结果。
书上重难点:第一章数字图像处理绪论*模拟图像空间坐标和明暗程度都是连续变化的、计算机无法直接处理的图像*数字图像空间坐标和灰度均不连续的、用离散的数字(一般整数)表示的图像(计算机能处理)。
是图像的数字表示,像素是其最小的单位。
*数字图像处理(Digital Image Processing)利用计算机对数字图像进行(去除噪声、增强、复原、分割、特征提取、识别等)系列操作,从而获得某种预期的结果的技术。
(计算机图像处理)*数字图像处理的优势(1)处理精度高,再现性好。
(2)易于控制处理效果。
(3)处理的多样性。
(4)图像数据量庞大。
(5)图像处理技术综合性强。
*数字图像处理的目的(1)提高图像的视感质量,以达到赏心悦目的目的a.去除图像中的噪声;b.改变图像的亮度、颜色;c.增强图像中的某些成份、抑制某些成份;d.对图像进行几何变换等,达到艺术效果;(2)提取图像中所包含的某些特征或特殊信息。
a.模式识别、计算机视觉的预处理(3)对图像数据进行变换、编码和压缩,以便于图像的存储和传输。
**数字图像处理的主要研究内容(1)图像的数字化a.如何将一幅光学图像表示成一组数字,既不失真又便于计算机分析处理b.主要包括的是图像的采样与量化(2*)图像的增强a.加强图像的有用信息,消弱干扰和噪声(3)图像的恢复a.把退化、模糊了的图像复原。
数字图像处理复习资料第1章绪论第2章数字图像处理基本概念1. 解答题(1)什么叫数字图像?答:数字图像,又称为数码图像或数位图像,是二维图像用有限数字数值像素的表示。
数字图像是由模拟图像数字化得到的、以像素为基本元素的、可以用数字计算机或数字电路存储和处理的图像。
(2)数字图像处理包括哪些内容?答:图像数字化;图像变换;图像增强;图像恢复;图像压缩编码;图像分割;图像分析与描述;图像的识别分类。
(3)数字图像处理系统包括哪些部分?答:输入(采集);存储;输出(显示);通信;图像处理与分析。
(4)从“模拟图像”到“数字图像”要经过哪些步骤?答:图像信息的获取;图像信息的存储;图像信息处理;图像信息的传输;图像信息的输出和显示。
(5)什么叫数字图像的“空间分辨率”和“幅度分辨率”?各由数字化哪个过程决定?答:空间分辨率是指图像可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限;幅度分辨率是指幅度离散,每个像素都有一个强度值,称该像素的灰度,一般量化采用8。
(6)数字图像1600´1200什么意思?灰度一般取值范围0~255,其含义是什么?答:数字图像1600x1200表示空间分辨率为1600x1200像素;灰度范围0~255指示图像的256阶灰阶,就是通过不同程度的灰色来来表示图像的明暗关系,8的灰度分辨率。
(7)P42:2,3,6(直方图概念),10,112.图像的数字化包括哪两个过程?它们对数字化图像质量有何影响?答:采样;量化采样是将空间上连续的图像变换成离散的点,采样频率越高,还原的图像越真实。
量化是将采样出来的像素点转换成离散的数量值,一幅数字图像中不同灰度值得个数称为灰度等级,级数越大,图像越是清晰。
3数字化图像的数据量与哪些因素有关?答:图像分辨率;采样率;采样值。
6.什么是灰度直方图?它有哪些应用?从灰度直方图中你可可以获得哪些信息?答:灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的频率之间的关系;它可以用于:判断图像量化是否恰当;确定图像二值化的阈值;计算图像中物体的面积;计算图像信息量。
一、简答1、简述图像数字化的过程;如何进行量化与取样的综合选择?并说明理由。
图像数字化包括采样和量化两个过程,对于缓变的图像,应该细量化,粗采样,以避免假轮廓;对于细节丰富的图像,应该细采样,粗量化,以避免模糊。
2、简述三基色原理。
⑴自然界中的绝大部分彩色,都可以由三种基色按一定比例混合得到;反之,任意一种彩色均可被分解为三种基色。
⑵作为基色的三种彩色,要相互独立,即其中任何一种基色都不能由另外两种基色混合来产生。
⑶由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于参与混合的各基色的亮度之和。
⑷三基色的比例决定了混合色的色调和色饱和度。
3、简述奈奎斯特取样定理的意义。
要从抽样信号中无失真地恢复原信号,抽样频率应大于2倍信号最高截至频率。
抽样频率小于2倍频谱最高频率时,信号的频谱有混叠。
抽样频率大于2倍频谱最高频率时,信号的频谱无混叠。
4、简述傅里叶变换频谱的分布特点与意义。
1、从分布上看,频谱中心处于屏幕中心,从中心向四周呈辐射状分布;离中心越远,频率越高,能量越小;2、中心点即直流分量点对应着图像的平均亮度;低频区域对应图像的实体细节;高频区域对应图像的边缘轮廓。
5、简述图像噪声分类与特点。
椒盐噪声的特征:出现位置是随机的,但噪声的幅值是基本相同的。
高斯噪声的特征:出现在位置是一定的(每一点上),但噪声的幅值是随机的。
6、简述灰度直方图的概念与特点。
灰度直方图是灰度级的函数,描述的是图像中该灰度级的像素个数。
即:横坐标表示灰度级,纵坐标表示图像中该灰度级出现的个数。
特点:(1)所有的空间信息全部丢失。
(2)每一灰度级的像素个数可直接得到。
7、简述直方图均衡与直方图规格化的概念。
直方图均衡方法的基本思想是对在图像中像素个数多的灰度级进行展宽,而对像素个数少的灰度级进行缩减。
从而达到清晰图像的目的。
用以改变图像整体偏暗或整体偏亮,灰度层次不丰富的情况,将直方图的分布变成均匀分布直方图规格化:把已知直方图的图像变成期望直方图图像的过程8、列举图像平滑的主要代表算法,简述其处理原理与处理效果。
[题目]数字图像[参考答案]为了便于用计算机对图像进行处理,通过将二维连续(模拟)图像在空间上离散化,也即采样,并同时将二维连续图像的幅值等间隔地划分成多个等级(层次),也即均匀量化,以此来用二维数字阵列表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数(灰度值)的图像形式称为数字图像。
图像处理[参考答案]是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
题目]数字图像处理[参考答案]是指利用计算机技术或其他数字技术,对一图像信息进行某此数学运算及各种加工处理,以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。
一、绪论(名词解释,易,3分)[题目]图像[参考答案]是指用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统而产生的视知觉的实体。
一、绪论(简答题,难,6分)[题目]什么是图像?如何区分数字图像和模拟图像?[参考答案]“图”是物体透射或反射光的分布,是客观存在的。
“像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识,是人的感觉。
图像是图和像的有机结合,既反映物体的客观存在,又体现人的心理因素;图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述,或者说图像是客观对象的一种可视表示,它包含了被描述对象的有关信息。
模拟图像是空间坐标和亮度(或色彩)都连续变化的图像;数字图像是空间坐标和亮度(或色彩)均不连续的、用离散数字(一般是整数)表示的图像。
[题目]简述研究图像恢复的基本思路。
[参考答案]基本思路是,从图像退化的数学或概率模型出发,研究改进图像的外观,从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面日,从而获得与景物真实面貌相像的图像。
一、绪论(简答题,易,5分)[题目]简述研究图像变换的基本思路。
[参考答案]基本思路是通过数学方法和图像变换算法对图像的某种变换,以便简化图像进一步处理的过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
一、绪论(简答题,易,5分)[题目]简述一个你所熟悉的图像处理的应用实例。
一、绪论1.什么是图像,模拟图像和数字图像的区别,分别用什么来描述图像是主观和客观的结合,“图”是物体投射或反射光的分布,“像”是人的视觉系统对图的接受在大脑中形成的印象或反映。
图像可以分类为:可见/不可见图像,模拟/数字图像模拟图像:空间坐标和亮度都连续变化,用连续函数表示数字图像:空间坐标和亮度都不连续,用矩阵表示2.数字图像0表示白还是黑0表示黑,255表示白3.什么是数字图像处理,可以分为哪几个层次数字图像处理:利用微处理器系统对数字图像进行各种目的的加工分为三个层次:图像处理(低级),图像分析(中级),图像理解(高级)图像处理:对图像进行各种加工,以改善图像的视觉效果;强调图像之间进行的变换;图像处理是一个从图像到图像的过程。
图像分析:以观察者为中心研究客观世界;是一个从图像到数据的过程。
图像分析对图像中感兴趣的目标进行提取和分割,获得目标的客观信息(特点或性质),建立对图像的描述。
图像理解:研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系4.数字图像处理的历史与数字计算机的发展密切相关,它必须依靠数字计算机及数据存储、显示和传输等相关技术的发展。
5.数字图像的应用领域:最主要的图像源是电磁能谱,其他主要的能源包括声波、超声波和电子。
6.伽马射线成像的主要用途包括医学和天文观测。
7.X射线成像在医学诊断中的应用X光片,血管照相等等8.紫外光的应用工业检测,生物图像,激光,天文检测9.可见光和红外波段成像的应用电视,多媒体,光显微镜,遥感,天文,工业检测,法律(指纹识别,人脸识别)10.身份的特征识别技术包括指纹、人脸、语音等等11.数字图像处理的主要研究内容图像变换,图像增强和复原,图像压缩编码,图像分割,图像描述,图像识别12.数字图像应用空间探索,资源探测,遥感,气象预报,计算机绘画,计算机合成图像,影视,广告设计,军事应用,通信,医学二、基本概念1.两种颜色模型,各个模型的属性的物理含义面向机器的RGB和面向颜色处理的HSI模型。
数字图像处理(整理后的试题)----------------------- Page 1-----------------------一、单项选择题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:DA. 0B.255C.6D.82.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3. 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4.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5、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型AA、RGBB、CMY或CMYKC、HSID、HSV6. 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7.采用模板[-1 1]主要检测__C_方向的边缘。
A.水平 B.45°C.垂直D.135°8.对一幅像元的图象,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 A.2:1 B.3:1C.4:1D.1:29.维纳滤波器通常用于 CA、去噪B、减小图像动态范围C、复原图像D、平滑图像10.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11、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12、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13、将灰度图像转换成二值图像的命令为 CA .ind2grayB .ind2rgbC .im2bwD .ind2bw14.像的形态学处理方法包括( D ) A. 图像增强B. 图像锐化 C 图像分割 D 腐蚀15.一曲线的方向链码为12345,则曲线的长度为 Da.5b.4c.5.83d.6.24。
图像处理复习简答题1:1.图像锐化与图像平滑有何区分与联系?答:图象锐化是用于增加边缘,导致高频重量增加,会使图象清楚; 图象平滑用于去噪,对图象高频重量即图象边缘会有影响。
都属于图象增加,改善图象效果。
2.频域空间的增加方法对应的三个步骤:(平滑与锐化)答:假定原图像为f(x,y),经傅立叶变换为F(u,v),输出图像为g(x,y),则频率域锐化过程描述为:(1) 将图像f(x,y)从图像空间转换到频域空间,得到F(u,v);(2) 在频域空间中通过不同的??滤波函数H(u,v)对图像进行不同的增加,得到G(u,v) (3) 将增加后的图像再从频域空间转换到图像空间,得到图像g(x,y)。
(平滑—>低通滤波器, 锐化—>高通滤波器)3.图像数据压缩的必要性答:(1)数字图像的浩大数据对计算机的处理速度、存储容量都提出过高的要求。
因此必需把数据量压缩。
(2)从传送图像的角度来看,则更要求数据量压缩。
在信道带宽、通信链路容量肯定的前提下,采纳编码压缩技术,削减传输数据量,是提高通信速度的重要手段 。
4.图像锐化滤波的常用方法? 答:○1以梯度值代替原来像素值;○2给定一个阈值,若梯度值小于这个阈值,则修改这个像素的灰度值,反之则保持不变; ○3给图像背景给予一个固定的灰度值; ○4给图像前景给予一个固定的灰度值;○5通过一个阈值,给图像的前景和背景分别给予不同的固定的灰度值。
简答题2 1. 图像滤波的主要目的是什么?主要方法有哪些? 2. 图像噪声有哪些主要类型,主要特点是什么? 3. 如何理解中值滤波的不变性? 4. 什么是梯度倒数加权法平滑?5. 什么是Laplacian 算子?它有哪些特征?6. 罗伯特梯度与Sobel 梯度有什么区分?7. 依据像素的梯度值生成不同的梯度图像的方法有哪些? 8. 定向检测的模板有哪些?9. 频率域滤波的主要滤波器有哪些?各有什么特点? 10.同态滤波的基本操作有哪些?简答题2(答案)1. 图像滤波可以从图像中提取空间尺度信息,突出图像的空间信息,压抑其它无关的信息,或者去除图像的某些信息,复原其它的信息。