數(shù)字圖像處理整理

1、 名詞解釋 數(shù)字圖像：是將一幅畫面在空間上分割成離散的點（或像元），各點（或像元）的灰度值經(jīng)量化用離散的整數(shù)來表示，形成計算機能處理的形式。 1.數(shù)字圖像：一幅圖像f(x,y)，當x,y 和幅值f 為有限的離散數(shù)值時，稱該圖像為數(shù)字圖像。圖像：是自然生物或人造物理的觀測系統(tǒng)對世界的記錄，是以物理能量為載體，以物質(zhì)為記錄介質(zhì)的信息的一種形式。 數(shù)字圖像處理：采用特定的算法對數(shù)字圖像進行處理，以獲取視覺、接口輸入的軟硬件所需要數(shù)字圖像的過程。 圖像增強：通過某種技術有選擇地突出對某一具體應用有用的信息，削弱或抑制一些無用的信息。 無損壓縮：可精確無誤的從壓縮數(shù)據(jù)中恢復出原始數(shù)據(jù)。 灰度直方圖：灰度

2、直方圖是灰度級的函數(shù)，描述的是圖像中具有該灰度級的像素的個數(shù)。或：灰度直方圖是指反映一幅圖像各灰度級像元出現(xiàn)的頻率。 細化：提取線寬為一個像元大小的中心線的操作。 8、8-連通的定義：對于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,則稱這兩個像素是8-連通的。 9、中值濾波：中值濾波是指將當前像元的窗口（或領域）中所有像元灰度由小到大進行排序，中間值作為當前像元的輸出值。 10、像素的鄰域： 鄰域是指一個像元（x，y）的鄰近（周圍）形成的像元集合。即（x=p,y=q）p、q為任意整數(shù)。像素的四鄰域：像素p(x,y)的4-鄰域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y

3、-1) 11、灰度直方圖：以灰度值為自變量，灰度值概率函數(shù)得到的曲線就是灰度直方圖。 12.無失真編碼：無失真編碼是指壓縮圖象經(jīng)解壓可以恢復原圖象，沒有任何信息損失的編碼技術。 13.直方圖均衡化：直方圖均衡化就是通過變換函數(shù)將原圖像的直方圖修正為平坦的直方圖，以此來修正原圖像之灰度值。 14.采樣：對圖像f(x,y)的空間位置坐標（x,y）的離散化以獲取離散點的函數(shù)值的過程稱為圖像的采樣。 15.量化：把采樣點上對應的亮度連續(xù)變化區(qū)間轉(zhuǎn)換為單個特定數(shù)碼的過程，稱之為量化，即采樣點亮度的離散化。 16.灰度圖像：指每個像素的信息由一個量化的灰度級來描述的圖像，它只有亮度信息，沒有顏色信息。 1

4、7.色度：通常把色調(diào)和飽和度通稱為色度，它表示顏色的類別與深淺程度。 18.圖像銳化：是增強圖象的邊緣或輪廓。 19.直方圖規(guī)定化（匹配）：用于產(chǎn)生處理后有特殊直方圖的圖像的方法 20. 數(shù)據(jù)壓縮：指減少表示給定信息量所需的數(shù)據(jù)量。 像素的鄰域:鄰域是指一個像元（x，y）的鄰近（周圍）形成的像元集合。即（x=p,y=q）p、q為任意整數(shù)。 像素的四鄰域:像素p(x,y)的4-鄰域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1)灰度直方圖:灰度直方圖是指反映一幅圖像各灰度級像元出現(xiàn)的頻率。、中值濾波:中值濾波是指將當前像元的窗口（或領域）中所有像元灰度由小到大進行排序，中間

5、值作為當前像元的輸出值。像素數(shù)字圖像是由有限的元素組成的，每個元素都有一個特定的位置和幅值，這些元素稱為圖像元素、畫面元素或像素。4.空間分辨率：是圖像中可辨別的最小細節(jié)。灰度級分辨率：是指在灰度級別中可分辨的最小變化。.取樣：數(shù)字化坐標值；量化：數(shù)字化幅度值。11：HSI 彩色模型:HSI 顏色模型用H、S、I 三參數(shù)描述顏色特性，其中H 定義顏色的波長，稱為色調(diào)；S 表示顏色的深淺程度，稱為飽和度；I 表示強度或亮度。12：偽彩色:偽彩色圖像的每個像素值實際上是一個索引值或代碼，該代碼值作為色彩查找表CLUT 中某一項的入口地址，根據(jù)該地址可查找出包含實際R、G、B 的強度值。這種用查找映

6、射的方法產(chǎn)生的色彩稱為偽彩色。自適應濾波器：包含有自適應局部噪聲消除濾波器和自適應中值濾波器。隨機變量最簡單的統(tǒng)計度量是均值和方差。這些參數(shù)是自適應濾波器的基礎.。均值給出了計算均值的區(qū)域中灰度平均值的度量，方差給出了這個區(qū)域的平均對比度的度量。 簡答1、圖像復原和圖像增強的主要區(qū)別是：圖像增強主要是一個主觀過程，而圖像復原主要是一個客觀過程；圖像增強不考慮圖像是如何退化的,而圖像復原需知道圖像退化的機制和過程等先驗知識2.圖像減法處理的作用。兩幅圖像f(x,y)與h(x,y)的差異表示為g(x,y)=f(x,y)-h(x,y)。減法處理最主要的作用是增強兩幅圖像的差異。12.簡述直方圖均衡化

7、的基本原理。 直方圖均衡化方法的基本思想是，對在圖像中像素個數(shù)多的灰度級進行展寬，而對像素個數(shù)少的灰度級進行縮減。從而達到清晰圖像的目的。因為灰度分布可在直方圖中描述，所以該圖像增強方法是基于圖像的灰度直方圖。5.什么是直方圖均衡化？ 將原圖象的直方圖通過變換函數(shù)修正為均勻的直方圖，然后按均衡直方圖修正原圖象。圖象均衡化處理后，圖象的直方圖是平直的，即各灰度級具有相同的出現(xiàn)頻數(shù)，那么由于灰度級具有均勻的概率分布，圖象看起來就更清晰了。8、圖像銳化與圖像平滑有何區(qū)別與聯(lián)系？ 答：區(qū)別：圖像銳化是用于增強邊緣，導致高頻分量增強，會使圖像清晰；圖像平滑用于消除圖像噪聲，但是也容易引起邊緣的模糊。聯(lián)系

8、：都屬于圖像增強，改善圖像效果。17.什么是區(qū)域？什么是圖像分割？ 區(qū)域可以認為是圖像中具有相互連通、一致屬性的像素集合。圖像分割時把圖像分成互不重疊的區(qū)域并提取出感興趣目標的技術。5. 什么是中值濾波？中值濾波有何特點中值濾波法是一種非線性平滑技術，它將每一象素點的灰度值設置為該點某鄰域窗口內(nèi)的所有象素點灰度值的中值. 中值濾波能夠較好的處理脈沖狀噪聲，其優(yōu)點主要在于去除圖像噪聲的同時，還能保護圖像的邊緣信息。1.請簡述快速傅里葉變換的原理。 傅里葉變換是復雜的連加運算，計算時間代價很大。快速傅里葉變換的核心思想是，將原函數(shù)分解成一個奇數(shù)項和一個偶數(shù)項加權和，然后對所分解的奇數(shù)項和偶數(shù)項再分

9、別分解成其中的奇數(shù)項和偶數(shù)項的加權和。這樣，通過不斷重復兩項的加權和來完成原有傅里葉變換的復雜運算，達到較少計算時間代價的目的。3. DCT變換編碼的主要思想是什么？DCT變換編碼的思想是利用離散余弦變換對數(shù)據(jù)信息強度的集中特性，可以將數(shù)據(jù)中視覺上容易察覺的部分與不容易察覺的部分進行分離，由此可以達到進行有損壓縮的目的。、偽彩色增強與假彩色增強有何異同點？ 前者使用的數(shù)據(jù)是單色波段圖像，后者使用的數(shù)據(jù)是多波段圖像偽彩色增強是對一幅灰度圖像經(jīng)過三種變換得到三幅圖像，進行彩色合成得到一幅彩色圖像；假彩色增強是對一幅彩色圖像進行處理得到與原圖像不同的彩色圖像；主要差異在于處理對象不同。相同點是利用人

10、眼對彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特點，將目標用人眼敏感的顏色表示。什么是逆濾波？如果退化圖像有噪聲，逆濾波的結果會如何？答：逆濾波是指在頻域中，直接用圖像除以退化器，進行圖象恢復的方法。如果退化圖像有噪聲，逆濾波會使噪聲放大。圖像銳化濾波的幾種方法。 答：（1）直接以梯度值代替；（2）輔以門限判斷；（3）給邊緣規(guī)定一個特定的灰度級；（4）給背景規(guī)定灰度級；（5）根據(jù)梯度二值化圖像。 6、圖像增強的目的是什么？ 答：圖像增強目的是要改善圖像的視覺效果，針對給定圖像的應用場合，有目的地強調(diào)圖像的整體或局部特性，將原來不清晰的圖像變得清晰或強調(diào)某些感興趣的特征，擴大圖像中不同物體特征之間的差別，

11、抑制不感興趣的特征，使之改善圖像質(zhì)量、豐富信息量，加強圖像判讀和識別效果，滿足某些特殊分析的需要。 7、什么是中值濾波及其它的原理？ 答：中值濾波法是一種非線性平滑技術，它將每一象素點的灰度值設置為該點某鄰域窗口內(nèi)的所有象素點灰度值的中值。 中值濾波是基于排序統(tǒng)計理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號處理技術，中值濾波的基本原理是把數(shù)字圖像或數(shù)字序列中一點的值用該點的一個鄰域中各點值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實值，從而消除孤立的噪聲點。、在彩色圖像處理中，常使用HSI模型，它適于做圖像處理的原因有: 1、在HIS模型中亮度分量與色度分量是分開的；2、色調(diào)與飽和度的概念與人的感知聯(lián)系緊密。

12、11、圖像增強時，平滑和銳化有哪些實現(xiàn)方法？ 平滑的實現(xiàn)方法：鄰域平均法，中值濾波，多圖像平均法，頻域低通濾波法。 銳化的實現(xiàn)方法：微分法，高通濾波法。16.對于椒鹽噪聲，為什么中值濾波效果比均值濾波效果好？ 椒鹽噪聲是復制近似相等但隨機分布在不同的位置上，圖像中又干凈點也有污染點。中值濾波是選擇適當?shù)狞c來代替污染點的值，所以處理效果好。因為噪聲的均值不為0，所以均值濾波不能很好地去除噪聲。14、說明一幅灰度圖像的直方圖分布與對比度之間的關系答：直方圖的峰值集中在低端，則圖象較暗，反之，圖象較亮。直方圖的峰值集中在某個區(qū)域，圖象昏暗，而圖象中物體和背景差別很大的圖象，其直方圖具有雙峰特性，總之

13、直方圖分布越均勻，圖像對比度越好。15、簡述梯度法與Laplacian算子檢測邊緣的異同點？ 梯度算子是利用階躍邊緣灰度變化的一階導數(shù)特性，認為極大值點對應于邊緣點；而Laplacian算子檢測邊緣是利用階躍邊緣灰度變化的二階導數(shù)特性，認為邊緣點是零交叉點。（2分）相同點都能用于檢測邊緣，且都對噪聲敏感。20.試述圖像退化的基本模型，并畫出框圖且寫出數(shù)學表達式。 圖像復原處理的關鍵是建立退化模型，原圖像f(x,y)是通過一個系統(tǒng)H及加入一來加性噪聲n(x,y)而退化成一幅圖像g(x ,y)的，如下圖所示填空1.圖像銳化除了在空間域進行外，也可在 頻率域 進行。2.對于彩色圖像，通常用以區(qū)別顏色

14、的特性是 色調(diào) 、 飽和度 、 亮度 。 3.依據(jù)圖像的保真度，圖像壓縮可分為 無損壓縮 和 有損壓縮 4.存儲一幅大小為10241024，256 個灰度級的圖像，需要 8M bit。 5、一個基本的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)由圖像輸入、圖像存儲、圖像輸出、圖像通信、圖像處理和分析5個模塊組成。 6、低通濾波法是使 高頻成分 受到抑制而讓 低頻成分 順利通過，從而實現(xiàn)圖像平滑。 7、一般來說，采樣間距越大，圖像數(shù)據(jù)量 少 ，質(zhì)量 差 ；反之亦然。 8、多年來建立了許多紋理分析法，這些方法大體可分為 統(tǒng)計分析法 和結構分析法兩大類。 9、直方圖修正法包括 直方圖均衡 和 直方圖規(guī)定化 兩種方法。 10、圖

15、像壓縮系統(tǒng)是有 編碼器 和 解碼器 兩個截然不同的結構塊組成的。 11、圖像處理中常用的兩種鄰域是 4-鄰域 和 8-鄰域 。 12. 若將一幅灰度圖像中的對應直方圖中偶數(shù)項的像素灰度均用相應的對應直方圖中奇數(shù)項的像素灰度代替（設灰度級為256），所得到的圖像將亮度增加，對比度減少。 13、數(shù)字圖像處理，即用計算機對圖像進行處理。14、圖像數(shù)字化過程包括三個步驟：采樣、量化和掃描14、圖像數(shù)字化過程包括三個步驟：采樣、量化和掃描 15、MPEG4標準主要編碼技術有DCT變換、小波變換等 16、灰度直方圖的橫坐標是灰度級，縱坐標是該灰度出現(xiàn)的頻率 17、數(shù)據(jù)壓縮技術應用了數(shù)據(jù)固有的冗余性和不相干

16、性，將一個大的數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成較小的文件。19、在RGB彩色空間的原點上，三個基色均沒有亮度，即原點為黑色，三基色都達到最高亮度時則表現(xiàn)為白色。 20.列舉數(shù)字圖像處理的三個應用領域 醫(yī)學、天文學、 軍事 。 21.機器（視覺）的目的是發(fā)展出能夠理解自然景物的系統(tǒng)。 22.計算機圖形學目前的一個主導研究方向是（虛擬現(xiàn)實技術）。 23.數(shù)字圖像是（圖像）的數(shù)字表示，（像素）是其最小的單位。 24.（灰度圖像）是指每個像素的信息由一個量化的灰度級來描述的圖像，沒有彩色信息。 25. （彩色圖像）是指每個像素的信息由RGB三原色構成的圖像，其中RGB是由不同的灰度級來描述的。 26.圖像的數(shù)字化包括了

17、空間離散化即（采樣）和明暗表示數(shù)據(jù)的離散化即（量化）。 27.（分辨率）是指映射到圖像平面上的單個像素的景物元素的尺寸。 28.（直方圖均衡化）方法的基本思想是，對在圖像中像素個數(shù)多的灰度級進行展寬，而對像素個數(shù)少的灰度級進行縮減。從而達到清晰圖像的目的。 29.圖像銳化的目的是加強圖像中景物的（細節(jié)邊緣和輪廓）。30.因為圖像分割的結果圖像為二值圖像，所以通常又稱圖像分割為圖像的（二值化處理）。 31.將相互連在一起的黑色像素的集合稱為一個(連通域),通過統(tǒng)計(連通域)的個數(shù)，即可獲得提取的目標物的個數(shù).34.對于(椒鹽)噪聲，中值濾波效果比均值濾波效果好。 35.直方圖均衡化方法的基本思想

18、是，對在圖像中像素個數(shù)多的灰度級進行(展寬)，而對像素個數(shù)少的灰度級進行(縮減)。因為灰度分布可在直方圖中描述，所以該圖像增強方法是基于圖像的(灰度直方圖)。 36.圖象增強按增強處理所在空間不同分為 空域 和 頻域 兩種方法。 37. 常用的彩色增強方法有真彩色增強技術、假彩色增強技術和 偽彩色 增強三種。 38.常用的灰度內(nèi)插法有 最近鄰元法 、 雙線性內(nèi)插法 和 （雙）三次內(nèi)插法 。一、 單項選擇題 1.一幅灰度級均勻分布的圖象，其灰度范圍在0，255，則該圖象的信息量為：D A. 0 B.255 C.6 D.8 2.圖象與灰度直方圖間的對應關系是： B A.一一對應 B.多對一 C.一對多 D.都不對 3. 下列算法中屬于圖象銳化處理的是： C A.低通濾波 B.加權平均法 C.高通濾 D. 中值濾波 4.下列算法中屬于點處理的是： B A.梯度銳化 B.二值化 C.傅立葉變換 D.中值濾波 5、計算機顯示器主要采用哪一種彩色模型 A A、RGB B、CMY 或CMYK C、HSI D、HSV 6. 下列算法中屬于圖象平滑處理的是： C A.梯度銳化B.直方圖均衡 C. 中