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(diǎn)（或像元），各點(diǎn)（或像元）的灰度值經(jīng)量化用離散的整數(shù)來表示，形成計(jì)算機(jī)能處理的形式。 1.數(shù)字圖像：一幅圖像f(x,y)，當(dāng)x,y 和幅值f 為有限的離散數(shù)值時(shí)，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(jìn)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(qiáng)：通過某種技術(shù)有選擇地突出對某一具體應(yīng)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(fù)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(gè)數(shù)?；颍夯叶戎狈綀D是指反映一幅圖像各灰度級像元出現(xiàn)的頻率。 細(xì)化：提取線寬為一個(gè)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(gè)像素是8-連通的。 9、中值濾波：中值濾波是指將當(dāng)前像元的窗口（或領(lǐng)域）中所有像元灰度由小到大進(jìn)行排序，中間值作為當(dāng)前像元的輸出值。 10、像素的鄰域： 鄰域是指一個(gè)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(fù)原圖象，沒有任何信息損失的編碼技術(shù)。 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(biāo)（x,y）的離散化以獲取離散點(diǎn)的函數(shù)值的過程稱為圖像的采樣。 15.量化：把采樣點(diǎn)上對應(yīng)的亮度連續(xù)變化區(qū)間轉(zhuǎn)換為單個(gè)特定數(shù)碼的過程，稱之為量化，即采樣點(diǎn)亮度的離散化。 16.灰度圖像：指每個(gè)像素的信息由一個(gè)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(qiáng)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(gè)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(dāng)前像元的窗口（或領(lǐng)域）中所有像元灰度由小到大進(jìn)行排序，中間

5、值作為當(dāng)前像元的輸出值。像素?cái)?shù)字圖像是由有限的元素組成的，每個(gè)元素都有一個(gè)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(xì)節(jié)?；叶燃壏直媛剩菏侵冈诨叶燃墑e中可分辨的最小變化。.取樣：數(shù)字化坐標(biāo)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(qiáng)度或亮度。12：偽彩色:偽彩色圖像的每個(gè)像素值實(shí)際上是一個(gè)索引值或代碼，該代碼值作為色彩查找表CLUT 中某一項(xiàng)的入口地址，根據(jù)該地址可查找出包含實(shí)際R、G、B 的強(qiáng)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(yīng)濾波器：包含有自適應(yīng)局部噪聲消除濾波器和自適應(yīng)中值濾波器。隨機(jī)變量最簡單的統(tǒng)計(jì)度量是均值和方差。這些參數(shù)是自適應(yīng)濾波器的基礎(chǔ).。均值給出了計(jì)算均值的區(qū)域中灰度平均值的度量，方差給出了這個(gè)區(qū)域的平均對比度的度量。 簡答1、圖像復(fù)原和圖像增強(qiáng)的主要區(qū)別是：圖像增強(qiáng)主要是一個(gè)主觀過程，而圖像復(fù)原主要是一個(gè)客觀過程；圖像增強(qiáng)不考慮圖像是如何退化的,而圖像復(fù)原需知道圖像退化的機(jī)制和過程等先驗(yàn)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(qiáng)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(gè)數(shù)多的灰度級進(jìn)行展寬，而對像素個(gè)數(shù)少的灰度級進(jìn)行縮減。從而達(dá)到清晰圖像的目的。因?yàn)榛叶确植伎稍谥狈綀D中描述，所以該圖像增強(qiáng)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(qiáng)邊緣，導(dǎo)致高頻分量增強(qiáng)，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(qiáng)，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(rèn)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(shí)把圖像分成互不重疊的區(qū)域并提取出感興趣目標(biāo)的技術(shù)。5. 什么是中值濾波？中值濾波有何特點(diǎn)中值濾波法是一種非線性平滑技術(shù)，它將每一象素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有象素點(diǎn)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(diǎn)主要在于去除圖像噪聲的同時(shí)，還能保護(hù)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(fù)雜的連加運(yùn)算，計(jì)算時(shí)間代價(jià)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(gè)奇數(shù)項(xiàng)和一個(gè)偶數(shù)項(xiàng)加權(quán)和，然后對所分解的奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)再分

9、別分解成其中的奇數(shù)項(xiàng)和偶數(shù)項(xiàng)的加權(quán)和。這樣，通過不斷重復(fù)兩項(xiàng)的加權(quán)和來完成原有傅里葉變換的復(fù)雜運(yùn)算，達(dá)到較少計(jì)算時(shí)間代價(jià)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(qiáng)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(jìn)行分離，由此可以達(dá)到進(jìn)行有損壓縮的目的。、偽彩色增強(qiáng)與假彩色增強(qiáng)有何異同點(diǎn)？ 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(qiáng)是對一幅灰度圖像經(jīng)過三種變換得到三幅圖像，進(jìn)行彩色合成得到一幅彩色圖像；假彩色增強(qiáng)是對一幅彩色圖像進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)，將目標(biāo)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(jié)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(jìn)行圖象恢復(fù)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(gè)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(qiáng)的目的是什么？ 答：圖像增強(qiáng)目的是要改善圖像的視覺效果，針對給定圖像的應(yīng)用場合，有目的地強(qiáng)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(qiáng)調(diào)某些感興趣的特征，擴(kuò)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(qiáng)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(shù)，它將每一象素點(diǎn)的灰度值設(shè)置為該點(diǎn)某鄰域窗口內(nèi)的所有象素點(diǎn)灰度值的中值。 中值濾波是基于排序統(tǒng)計(jì)理論的一種能有效抑制噪聲的非線性信號處理技術(shù)，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(diǎn)的值用該點(diǎn)的一個(gè)鄰域中各點(diǎn)值的中值代替，讓周圍的像素值接近的真實(shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。、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(qiáng)時(shí)，平滑和銳化有哪些實(shí)現(xiàn)方法？ 平滑的實(shí)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(shí)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(fù)制近似相等但隨機(jī)分布在不同的位置上，圖像中又干凈點(diǎn)也有污染點(diǎn)。中值濾波是選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)來代替污染點(diǎn)的值，所以處理效果好。因?yàn)樵肼暤木挡粸?，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(guān)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(gè)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(diǎn)？ 梯度算子是利用階躍邊緣灰度變化的一階導(dǎo)數(shù)特性，認(rèn)為極大值點(diǎn)對應(yīng)于邊緣點(diǎn)；而Laplacian算子檢測邊緣是利用階躍邊緣灰度變化的二階導(dǎo)數(shù)特性，認(rèn)為邊緣點(diǎn)是零交叉點(diǎn)。（2分）相同點(diǎn)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(xué)表達(dá)式。 圖像復(fù)原處理的關(guān)鍵是建立退化模型，原圖像f(x,y)是通過一個(gè)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(jìn)行外，也可在 頻率域 進(jìn)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(gè)灰度級的圖像，需要 8M bit。 5、一個(gè)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(gè)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(shí)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(jì)分析法 和結(jié)構(gòu)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(gè)截然不同的結(jié)構(gòu)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(yīng)直方圖中偶數(shù)項(xiàng)的像素灰度均用相應(yīng)的對應(yīng)直方圖中奇數(shù)項(xiàng)的像素灰度代替（設(shè)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(jì)算機(jī)對圖像進(jìn)行處理。14、圖像數(shù)字化過程包括三個(gè)步驟：采樣、量化和掃描14、圖像數(shù)字化過程包括三個(gè)步驟：采樣、量化和掃描 15、MPEG4標(biāo)準(zhǔn)主要編碼技術(shù)有DCT變換、小波變換等 16、灰度直方圖的橫坐標(biāo)是灰度級，縱坐標(biāo)是該灰度出現(xiàn)的頻率 17、數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)應(yīng)用了數(shù)據(jù)固有的冗余性和不相干

16、性，將一個(gè)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(diǎn)上，三個(gè)基色均沒有亮度，即原點(diǎn)為黑色，三基色都達(dá)到最高亮度時(shí)則表現(xiàn)為白色。 20.列舉數(shù)字圖像處理的三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域 醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、 軍事 。 21.機(jī)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(jì)算機(jī)圖形學(xué)目前的一個(gè)主導(dǎo)研究方向是（虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)）。 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(gè)像素的信息由一個(gè)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(gè)像素的信息由RGB三原色構(gòu)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(gè)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(gè)數(shù)多的灰度級進(jìn)行展寬，而對像素個(gè)數(shù)少的灰度級進(jìn)行縮減。從而達(dá)到清晰圖像的目的。 29.圖像銳化的目的是加強(qiáng)圖像中景物的（細(xì)節(jié)邊緣和輪廓）。30.因?yàn)閳D像分割的結(jié)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(gè)(連通域),通過統(tǒng)計(jì)(連通域)的個(gè)數(shù)，即可獲得提取的目標(biāo)物的個(gè)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(gè)數(shù)多的灰度級進(jìn)行(展寬)，而對像素個(gè)數(shù)少的灰度級進(jìn)行(縮減)。因?yàn)榛叶确植伎稍谥狈綀D中描述，所以該圖像增強(qiáng)方法是基于圖像的(灰度直方圖)。 36.圖象增強(qiáng)按增強(qiáng)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(qiáng)方法有真彩色增強(qiáng)技術(shù)、假彩色增強(qiáng)技術(shù)和 偽彩色 增強(qiáng)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(xiàng)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(yīng)關(guān)系是： B A.一一對應(yīng) 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(quán)平均法 C.高通濾 D. 中值濾波 4.下列算法中屬于點(diǎn)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(jì)算機(jī)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