数字图像第三章作业解答

数字图像处理课程作业答案
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26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
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27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
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28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
பைடு நூலகம்
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29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
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30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利

Problem 11.24所提的解决方案的核心关键是能够检测出不同大小的气泡。

我们在这里假定所有气泡都是圆的。

提出的解决方案有以下五个部分构成：1）图像分割；2）后处理；3）气泡检索，确定与边缘融合的气泡；4）形状检测；5）计算气泡的面积占图像总面积的比例；1）分割图像：我们假定书上所给的图片能够代表实际系统当中出现的大部分图像。

所给出的图像能够通过全局阈值进行分割。

从图像的直方图（图1）我们可以清楚得到我们感兴趣的区域的主要集中在直方图灰度级高的一侧。

我们使用自动阈值分割算法，m代表均值，σ代表方差，则阈值定为m+2σ。

在所给定的图像中我们计算出来的阈值为195.分割的结果如图2所示，当然这只是一个比较通用的分割方法。

图1图22）后处理：从分割后的图像可以见到，气泡当中还有很多的黑色区域，这很有可能是由于反光或者气泡本身中空引起的。

我们可以尝试对气泡进行修复或者填满气泡，但是使用形态学的操作必然会导致很多计算上的耗费，由于对精度没有一个具体的要求标准，这里我们就只对气泡做了简单的闭运算，效果如图3所示，后续可以根据实际系统所需要的精度来确定所需的形态学操作，在后面的面积比例计算当中我们也忽略不完整气泡所带来的面积误差。

图33）气泡的查找由图中我们可以清楚的知道气泡可以分为三类，一类是与边界有交集的气泡，一类是单独存在的气泡，最后是彼此交叠在一起的气泡。

首先对于与边界有交集的气泡，我们通过检测边界找到白色的像素点（白色代表气泡区域），然后通过联通区域查找获得与边界融合的气泡。

其次去掉与边界融合的气泡的影响，对于彼此重叠的气泡和单个气泡可以通过气泡的面积来区分（或者形状），在有大量图像的基础下我们可以获得每个气泡的合理面积范围，以此来判断是否重叠。

4）形状检测使用霍夫变化进行椭圆检测（气泡在上升的过程当中其实更多是呈椭圆形状）设定霍夫变换的阈值可以将单独的气泡检测出来。

具体的阈值与实际要求的精度和大多数图片的检测效果来实际尝试后确定5）可分辨气泡数目的计算除去与边界融合的气泡，计算单独的气泡和交叠在一起的气泡的总数目就可得到可分辨气泡的数目。

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 advantagesof a digital image? Let f(x,y) be an analog image, I(r, c) be a digital image, please giveexplanation and comparison for defined variables: f/I, x/r, and y/c)2.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 image processing 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 theeyes, 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。

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。
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
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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。
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，
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) 。
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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。