數字圖像處理期末考試答案解析

1、 PAGE20 / NUMPAGES20 數字圖像處理復習指南選擇題1、采用幕次變換進行灰度變換時，當幕次取大于1 時，該變換是針對如下哪一類圖像進 行增強。（B )A圖像整體偏暗B圖像整體偏亮C圖像細節(jié)淹沒在暗背景中D圖像同時存在過亮和過暗背景2、圖像灰度方差說明了圖像哪一個屬性（B )A平均灰度B圖像對比度C 圖像整體亮度D圖像細節(jié)3、計算機顯示器主要采用哪一種彩色模型（A )A、RGBB、CMY或CMYKC、HSID、HSV4、采用模板-11T主要檢測（A）方向的邊緣。A.水平B.450C.垂直D.13505、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.高通濾波

2、D. 中值濾波6、維納濾波器通常用于（C )A、去噪B、減小圖像動態(tài)X圍C、復原圖像D、平滑圖像7、彩色圖像增強時，（C）處理可以采用RGB彩色模型。A. 直方圖均衡化B.同態(tài)濾波C. 加權均值濾波D. 中值濾波8、 B濾波器在對圖像復原過程中需要計算噪聲功率譜和圖像功率譜。A. 逆濾波B.維納濾波C. 約束最小二乘濾波D. 同態(tài)濾波9、高通濾波后的圖像通常較暗，為改善這種情況，將高通濾波器的轉移函數加上一常數量以便引入一些低頻分量。這樣的濾波器叫（B）。A. 巴特沃斯高通濾波器B.高頻提升濾波器C. 高頻加強濾波器D. 理想高通濾波器10、圖象與灰度直方圖間的對應關系是（B )A.一一對應B

3、.多對一C.一對多D.都不11、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.高通濾波D. 中值濾波12、一幅256*256 的圖像，若灰度級數為16，則存儲它所需的比特數是：(A) A.256KB.512KC. 1MC.2M13、一幅灰度級均勻分布的圖象，其灰度X圍在0，255，則該圖象的信息量為：（D）a.0b.255c.6d.814、下列算法中屬于局部處理的是：（D）a.灰度線性變換b.二值化c.傅立葉變換d.中值濾波15、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16、下列算法中屬于圖象平滑處理的是：（C）a.梯度銳化b.直方

4、圖均衡c.中值濾波d.Laplacian增強17、設灰度圖中每一個像素點由1 個字節(jié)表示，則可表示的灰度強度X圍是（B） A.128B.256C.36D.9618、對椒鹽噪聲抑制效果最好的是下列那種圖像增強技術？(D) A 低通濾波 B Laplace 微分 C 鄰域平均 D 中值濾波 19、將圖像“name.tif”存儲到文件中的命令（C ）A、imread（name.tif）B、loadC、imwrite（name.tif）D、imshow（name.tif）20.計算機顯示設備使用的顏色模型是（A）A.RGBB.HSVC.CMYD.以上都不對21.下列關于直方圖的敘述錯誤的是(D)A.描

5、繪了各個灰度級像素在圖像中出現的概率B.描述圖像中不同灰度級像素出現的次數C. 沒有描述出像素的空間關系D. 直方圖均衡化不能增強圖像整體對比度的效果 22.銳化濾波器的主要用途不包括(B) A.突出圖像中的細節(jié)增強被模糊了的細節(jié) B.超聲探測成像分辨率低可以通過銳化來使圖像邊緣模糊 C.圖像識別中分割前的邊緣提取D.銳化處理恢復過度鈍化、暴光不足的圖像23.假設 f(x,y)是一幅圖像，則下列有關f(x,y) 的傅里葉變換說法中不正確(C) A.在原點的傅里葉變換等于圖像的平均灰度級 B.一個二維傅里葉變換可以由兩個連續(xù)一維的傅里葉運算得到 C.圖像頻率域過濾可以通過卷積來實現D.傅里葉變換

6、具有線性移不變性24.列有關圖像復原和圖像增強的說法錯誤的是(D) A.與圖像增強不同，圖像復原的目的是提供給用戶喜歡接收的圖像 B.圖像增強主要是一個客觀過程，而圖像復原主要是一個主觀過程 C.圖像增強被認為是一種對比度拉伸，圖像復原技術追求恢復原始圖像的一種近似估計值D.圖像復原技術只能使用頻率域濾波器實現25、下列哪一個模板可用于圖像平滑 （AA、1/91/91/9B、111C、1/31/31/3D、-1-1-11/91/91/91-811/31/31/3-18-11/91/91/91111/31/31/3-1-1-126、對于含有孤立線噪聲的圖像，既要保證圖像的邊緣，又要去除噪聲應該用

7、那種濾波器（B）A、box模板B、中值濾波器C、gauss模板D、prewitt模板 27、對一幅二值圖像做腐蝕的結果（B）A、圖像面積放大B、圖像面值縮小C、圖像面積不變D、圖像邊界變圓28、下列算法中屬于局部處理的是（D）A、灰度線性變換B、二值化C、傅里葉變換D、中值濾波判別正確、錯誤1.圖像按其亮度等級的不同，可以分為二值圖像和灰度圖像兩種。（T）2.經過灰度變換可改善圖像質量。 (T)3.YIQ顏色模型用于彩色打印機上。 (F)4.在幾何運算中，雙線性灰度插值的平滑作用可能會使圖像的背景產生退化，尤其 是在進行放大處理時，這種影響將更為明顯。 (F)5.用點陣法表示的圖形進行縮放變換

8、不會出現馬賽克現象。 (F)6.維納(Wiener)濾波可使圖像完全復原。 (F)7.直方圖均衡是一種點運算，圖像的二值化則是一種局部運算。 (F)8.錯切變換會導致圖像變形。 (T)9.鄰域平滑在去除噪音的同時,會使圖像變得模糊. (T)10. Photoshop是一種圖像處理軟件,它綜合應用了許多圖像處理的算法. (T)11.中值濾波是一種典型的低通濾波器。 (F)12.直方圖均衡化可以用來增大對比度。 (T)13.經過閾值化處理后的圖象變成了黑白二值圖。 (T)14. 圖像分辨率越高，圖像質量越好，占用的存儲空間越?。‵）15. 圖像出現馬賽克是由于量化層次太少造成（F）16. 假彩色圖

9、像處理的是自然彩色圖像，偽彩色圖像處理的是灰度圖像（T）17. 圖像的平滑濾波，會導致圖像模糊不清（T）18. 對比度拉伸能增強圖像的對比度（T）19、電影中的“藍幕”采用的是灰度窗口變換的方法（T）20、直方圖均衡化可以增強整個圖像對比度，增加灰度分層（F）21、閾值化會增加圖像的細節(jié)，改善圖像質量（F）22、圖像的銳化操作實際上是鄰域操作（T）名詞解釋1.數字圖像數字圖像指用計算機存儲和處理的圖像，是一種空間坐標和灰度均不連續(xù)的、用離散數學表示的圖像。2.直方圖直方圖是圖像的重要統(tǒng)計特征，是表示數字圖像中每一灰度級與該灰度級出現的頻數間的統(tǒng)計關系。3.傅立葉變換指非周期函數的正弦和或余弦乘

10、以加權函數的積分表示。4.圖像復原圖像復原又稱圖像恢復，就是盡可能恢復被退化圖像的本來面目，因此要求對圖像降質的原因了解，根據圖像降質過程的某些先驗知識，建立數學目模型，再沿著圖像降質的逆過程恢復圖像。5.邊緣檢測技術6.圖像分割圖像分割是指把圖像分成各具特性的區(qū)域并提取出感興趣的目標的技術和過程。從數學角度來看，圖像分割是將數字圖像劃分成互不相交的區(qū)域的過程。7.高通濾波8.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。9.低通濾波10、圖像增強目的是為了改善圖像的視覺效果，或者是為了更便于人或機器的分析和處理，提高圖像的可

11、懂度。在不考慮降質原因的情況下，用試探的方式對圖像進行加工，力求改善圖像的質量，如突出了一部分信息，同時可能壓制另一部分的信息。11、空域濾波與頻域濾波在空域內，利用像素本身以及鄰域像素的灰度值進行圖像處理的方法稱為空域濾波。頻域濾波是變換域濾波的一種，它是指將圖像進行變換后（頻域是指經過傅里葉變換之后），在變換域中對圖像的變換系數進行處理（濾波），處理完畢后再進行逆基礎題陳述圖像處理、圖像分析和圖像理解的含義。并分析論述上述三者之間的關系。圖像處理是對圖像進行分析、加工、和處理，使其滿足視覺、心理以及其他要求的技術。圖像處理是信號處理在二維信號（圖像域）上的一個應用。目前大多數的圖像是以數字

12、形式存儲 ，因而圖像處理很多情況下指數字圖像處理。圖像分析和圖像處理關系密切，兩者有一定程度的交叉，但是又有所不同。圖像處理側重于信號處理方面的研究，比如 HYPERLINK https:/.baidu./s?wd=%E5%9B%BE%E5%83%8F%E5%AF%B9%E6%AF%94%E5%BA%A6&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao t _blank 圖像對比度的調節(jié)、圖像編碼、去噪以及各種濾波的研究。但是圖像分析更側重點在于研究圖像的內容，包括但不局限于使用圖像處理的各種技術，它更傾向于對圖像內容的分析、解釋、和識別。因而，

13、圖像分析和計算機科學領域中的模式識別、計算機視覺關系更密切一些。圖像理解就是對圖像的語義理解。它是以圖像為對象，知識為核心，研究圖像中有什么目標、目標之間的相互關系、圖像是什么場景以及如何應用場景的一門學科。圖像銳化與圖像平滑有何區(qū)別與聯(lián)系？圖象銳化是用于增強邊緣,導致高頻分量增強,會使圖像清晰;圖像平滑用于去噪,對圖像高頻分量即圖像邊緣會有影響。都屬于圖像增強,改善圖像效果梯度法與Laplacian 算子檢測邊緣的異同點？梯度算子和Laplacian檢測邊緣對應的模板分別為-1-11111-411梯度算子是利用階躍邊緣灰度變化的一階導數特性，認為極大值點對應于邊緣點；而Laplacian算子

14、檢測邊緣是利用階躍邊緣灰度變化的二階導數特性，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4. 簡述直方圖用于圖像處理的優(yōu)點和缺點。5. 當在白天進入一個黑暗劇場時，在能看清并找到空座位時需要適應一段時間，試 述發(fā)生這種現象的視覺原理。人的視覺絕對不能同時在整個亮度適應X圍工作，它是利用改變其亮度適應級來完成亮度適應的。即所謂的亮度適應X圍。同整個亮度適應X圍相比，能同時鑒別的光強度級的總X圍很小。因此，白天進入黑暗劇場時，人的視覺系統(tǒng)需要改變亮度適應級，因此，需要適應一段時間，亮度適應級才能被改變。7、設一幅圖像有如圖所示直方圖，對該圖像進行直方圖均衡化，寫出均衡化過

15、程，并畫 出均衡化后的直方圖。若在原圖像一行上連續(xù) 8個像素的灰度值分別為：0、1、2、3、4、 5、6、7，則均衡后，他們的灰度值為多少？ （15分），k=0，1，7，用累積分布函數（CDF）作為變換函數Tr處理時，均衡化的結果使動態(tài)X圍增大。r0=00.1740.1741/7s0=1/70.174r1=1/70.0880.2622/7r2=2/70.0860.3482/7s1=2/70.174r3=3/70.080.4283/7r4=4/70.0680.4963/7s2=3/70.148r5=5/70.0580.5544/7r6=6/70.0620.6164/7s3=4/70.120r7=

16、10.38411s4=10.384均衡化后的直方圖：0、1、2、3、4、5、6、7均衡化后的灰度值依次為1、2、2、3、3、4、4、78、什么是直方圖均衡化處理？寫出計算表達式，并說明直方圖均衡化處理的目的是什么？(15分)通常把獲得均勻直方圖的圖像增強技術叫做直方圖均衡化處理，它是通過灰度變換將一幅圖像轉換為另一幅具有均勻灰度分布的新圖像，它以圖像灰度r 的累積分布函數為映射函數，從而產生灰度級均勻分布的圖像。直方圖均衡化處理一般實現方法采用如下幾步：統(tǒng)計原始圖像的直方圖，求出pr(rj) （2分）用累積分布函數離散形式作變換（此變換即為題中所求直方圖均衡化的計算表達式），求變換后的新灰度：

17、kSk T(rk)j 0njnkPr(rj)j 0其中：0 rj 1,k 0,1,.,l 19、 空間域圖像增強與頻域圖像增強的基本原理和實現方法。(10 分)圖像增強的概念：根據特定需要突出圖像中某些信息，同時，削弱或去除某些不需要的信息的處理方法。其主要目的是使處理后的圖像對某種特定的應用來說，比原始圖像更適用，處理的結果使圖像更適合于人的視覺特性或機器的識別系統(tǒng)。圖像增強實現方法分為兩大類：空間域方法和頻域方法。其中“空間域”是指圖像本身，這類方法以對圖像像素的直接處理為基礎；而“頻域”處理技術是以修改圖像的傅氏變換(小波、DCT 等)后的頻譜為基礎。空間域圖像增強的實現方法主要有基于直

18、方圖的均衡化或規(guī)定化處理等，還有基于像素點極其鄰域的空間域濾波方法（如以統(tǒng)計排序濾波器為代表的平滑空間濾波器和以拉普拉斯掩模為代表的銳化空間濾波器）。而頻域圖像增強的實現方法是首先把圖像變到頻域，然后與一系列高通、低通濾波器或同態(tài)濾波器等濾波器函數相乘，然后變回空間域（實際過程中前后還要進行中心化處理）10、簡述圖像銳化的目的和作用。試分別寫出 Roberts 梯度算子、sobel 銳化算子和Priwitt 銳化算子的表達式。（15分） 目的是加強圖像的邊緣或輪廓，使圖像看起來比較清晰。roberts: 1-1sobel:-11-22-11priwitt:-11-11-11la:-1-1-1-

19、18-1-1-1-1試給出圖像退化過程的數學模型表達式，并分析圖像退化的原因，說明圖像復原的基 本原理。（15分）寫出在頻率域對圖像濾波的基本步驟，并說明低通和高通濾波的特點。(15)寫出彩色圖像常用的彩色模型及其應用場合。(15)RGB模型：常用于顏色顯示和圖像處理HSI模型：常用于圖像處理和識別CMY、CMYK模型：在彩色打印機將彩色圖像打印輸出時使用14、簡述圖像銳化的目的和作用。試分別寫出 Roberts 梯度算子、sobel 銳化算子和Priwitt 銳化算子的表達式。(15) 見第10題請寫出利用Matlab實現中值濾波的代碼。I=imread(11.jpg);%讀取圖像，subp

20、lot(2,2,1),imshow(I);title(原圖);%顯示原圖像J=rgb2gray(I);%把彩色圖像轉化為灰度圖像subplot(2,2,2),imshow(J);title(灰度圖);%顯示灰度圖像J=imnoise(J,salt&pepper,0.005);%加上椒鹽噪聲subplot(2,2,3),imshow(J);title(椒鹽噪聲圖);%顯示加上椒鹽的圖像H=medfilt2(J);%中值濾波subplot(2,2,4),imshow(H);title(處理后圖);%顯示中值濾波后的圖像 16、請寫出一個利用MATLAB計算并顯示傅立葉變換譜的代碼。17、HSI表色

21、系統(tǒng)中H、S、I分別代表什么含義？18、請解釋以下概念：象素的四鄰域、八鄰域、象素的 4 連通性、8 連通性、象素的D4 距離、D8 距離 設p為位于坐標（x,y）處的一個像素，則p的四個水平和垂直相鄰像素的坐標為（x+1,y），（x-1,y），（x,y+1），（x,y-1）上述像素組成p的4鄰域，用N4(p)表示。像素p的四個對角相鄰像素的坐標為（x+1,y+1），（x+1,y-1），（x-1,y+1），（x-1,y-1），該像素集用ND(p)表示。N4(p) 與ND(p)合起來稱為p的8鄰域。令v是用于定義鄰接性的灰度值集合像素的4連通性：對于具有相同值v的像素p和q，如果q在集合N4(p

22、)中，則稱這兩個像素是4連通的。像素的8連通性：對于具有相同值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。設像素點p和q的坐標分別是（x,y）和（s,t），則p和q之間的D4距離定義為：D4(p,q)=|x-s|+|y-t|；則p和q之間的D8距離定義為：D8(p,q)=max(|x-s|,|y-t|)；試給出把灰度X圍（0，10）拉伸為（0，15），把灰度X圍（10，20）移到（15，25）， 并把灰度X圍（20，30）壓縮為（25，30）的變換方程。20、寫出“*”標記的像素的 4 鄰域、對角鄰域、8 鄰域像素的坐標（坐標按常規(guī)方式確 定）。（9分）*21、由于曝光

23、過度，使得整圖非常明亮（例如：灰度X圍從200 到250），請分析如何才能使圖像亮暗分明，層次清晰，請寫出計算公式。=1.數字圖象包括哪些種類？2.HSI表色系統(tǒng)中H、S、I分別代表什么含義？3.傅里葉變換的主要性質有哪些？4.圖像分割有哪些種類？5.圖像分割的目的是上什么？6.簡述同態(tài)濾器的工作過程？7.目標表達和描述的異同？8.圖像變換分為可分離變換和統(tǒng)計變換兩大類。其中可分離變換主要包括哪些變換？9.快速傅里葉變換是如何實現的？10.圖像增強的目的是上什么？11.圖像的頻域增強主要包括哪些方法？12. 簡述數字圖像處理的主要方法有哪些？13. 數字圖像處理的主要內容是什么？14.簡述一維

24、快速傅立葉變換的基本思想.15.請寫出一個利用MATLAB計算并顯示傅立葉變換譜的代碼.17. 圖像空域增強和頻域增強的基本原理是什么？18.請寫出利用Matlab實現中值濾波的代碼19. 同態(tài)濾波的特點是什么？20. 如何由RBG顏色模型轉化為CMY顏色模型？如何由RGB顏色模型轉換到HIS顏色模型？21. 彩色圖像增強和單色圖像增強之間有什么聯(lián)系？22. 什么是偽彩色增強？其主要目的是什么？23.簡明闡述Hough變換的基本思想。24.請說明RGB模型與CMY模型的關系。簡述HSI模型。25.請解釋以下概念： 象素的四鄰域、八鄰域 象素的 4 連通性、8連通性 象素的D4距離、D8距離26

25、.請簡述二維傅立葉變換的主要性質。27.經過基本高通過濾器處理后產生的結果圖象各有何特點？計算應用題四、如圖為一幅16 級灰度的圖像。請寫出均值濾波和中值濾波的3x3 濾波器；說明這兩 種濾波器各自的特點；并寫出兩種濾波器對下圖的濾波結果（只處理灰色區(qū)域，不處理邊 界）。（15分）12223115122212030223132022五、求下列數字圖像塊的二維DHT。14414411（1）f(m,n)= 1441 (2)f(m,n)= 4411141444(3)f(m,n)= 44444441414444444444114411六、設 1 幅 7 7 大小的二值圖像中心處有 1 個值為 0 的

26、3 3 大小的正方形區(qū) 域,其余區(qū)域的值為 1，如題圖 7.1 所示。(1)使用 Sobel 算子來計算這幅圖的梯度,并畫出梯度幅度圖(需給出梯度幅度圖中所有像 素的值)；(2)使用 Laplacian算子計算拉普拉斯圖,并給出圖中所有像素的值。七、（15 分）如下面左圖是一幅圖像，其灰度直方圖見右圖，請回答：1、從像素角度，解釋整幅圖像偏暗的原因。2、怎樣解決上述問題？八、試寫出空間域中卷積的計算公式，并用模板h(x，y)對下面圖像f(x，y)進 行卷積，給出計算結果，并說明模板的作用。(25)九、計算下圖的歸一化直方圖。0123456712223337200665513121236444222555557744456522266671100022十、對下面圖像分別進行3*3 的中值濾波和3*3 的拉普拉斯濾波，拉普拉斯模板中心為+4。（數值四舍五入；模板中心距離圖像邊緣不小于1 個像素）。（16分）用MATLAB編程實現均值濾波算法（采用33 的窗口）。（10 分）I=imread(eight.tif);figure,imshow(I);J=imnoise(I,salt&pepper,0.02);figure,imshow(J);K=filter2(fspecial(average,33),J)/255;figu