數字圖像處理-第三版課后題答案

1、tl圖慎與圖像業(yè)理的橇念圖慷3朗司：換用并種觀測療紅以不同圧式和手段觀測客觀世界而獲得的，可旦直接或間摟年用于人肌井進而產生視堂的寶休.包括：各類鞘片，如芝迪風片.光用、遙感閣片匚目類址學圈像.如電脳、皚觀同而：宮觀世界在人心心冃中的有刑想貳取堆外帑描迷.如樂慚、繪囲等-數了閹係；為了能幣計算帆對閹探進行加丄，需要把述址阿擦在出掠空何和性質X冋郵禹版優(yōu)迖種鳥敬化了的圖像址救宇圈驚.|憔中斑牛呈本單丁:.1丄1恵國懂的兀蕊.簡禰惟宛：P.KC1?.數寧閹像址理IDi護址血梓駅沖Sir即；上抬應用計璋肌來合椒璧執(zhí)巴有的數字團像，從而嚴一種新的效呆.井把山工處嘆際的圈除I；新輸出.這牛過甩秫為毅字閣

2、俚社理“也稱2%計算機圏俊處理MocnputHlinageftaccsangri.2msts科學的意文i屁像是人們從窯規(guī)世界荻琨門息曬瑩要來加人類址油過磁蛍器官從客觀世彈荘収信忌的.即通過4、目rII*鼻、手對過明I*看，味、嗅和搖觸的方式顯取佶總-莊適吐（d.&!,祀就信.2占70站u視覺信克曲持門.是信息雖A-件播速復V.常叩距沁有心理和生理作HL加丄人他的思維和聯(lián)想具有很營的判浙能力A的視席:+分完善，人眼靈皴度髙.鑒別能力筋不儀可以辨別赧惋還能騎別人的悄緒-礙像怕息處理是人嶷觀覺延藝曲罷更手聶非可見光成像.如Y射線、龍射議、索外紅.紅外穌W-剎用圏燻處理技術把這些不可見射線所曲圖像加風

3、灶坤開轉換舷可見陽像.可梅人美習誡的那些圖慷湖進行加工*$.圖4象牡理技術對國計民匕有亙丈息義関像址理技術發(fā)展到牛氏.舟名技術己口益曲丁成鮎，應用也堆來越廣泛.它詼透到許雰領威，iniS!8、吒物哄學、通信、匚業(yè)、航空航天、軍事、安金保衛(wèi)零w數字圖愎獨理的特點l團樓信息量大毎十燈蕊的加廢銀專少餐用Gbit單色閣慷卜來去示t-般飛II：Bbitt劭色ll）+iH.tfl：H.ifiI對Lt或ldbiL亠姓勞訥釆Ml制像燉盈扯：二氣512X51?256x256xS=l54kB5J25121B=256kB高分辦耶陽謙慷素可達】吧4XlDa+r2（MSX20431021X8=1MB2D48X2DSX8

4、=MB如:咒射惡片一堰巾64到25dkB的數據雖一慵遙感圈爆暑乳乂2340X|30Mb2憎傻灶卻技術粽柞性唾-般來說涉凰適信技術.計律機u朮，電視技才，電廠技術門諺凰到的裁學，拘理學等方mi的基礎虻識就更勒.urn信總吐亡口通伯理論出切相關圈隊即論堆卍遽信中的一錐創(chuàng)題推廣到：址乍聞上來研兜的“避信網究的星-鞫rm怕臥時間域和側傘域的問題.任何!隨II寸間變址的諛形都足am爭頻牢半冋、紙幅不同的正弦詵狙合i仃成的.開惶硏充的叢一傘左間皓總.秋允的是空周域和空且壞率誠戒變換域j之同的先瘙.任何-幅“IT囲偉堆由許琴擷來.撮幅不同的JC疋舟向的空間頻率嶽fil疊加而曲-】4數宇圖鍥處理的主要方法L空

5、域法把閣壕看作址平面屮各嚇像點組應的當合.然后11褸對這一一錐函數進行相應的址理.主要百兩大類：*城址理決：-,扭梯度運算，持背拘斯算了運算.T滑聲亍運愛刑卷初運單n*山處理法；包括灰度處理，血幟、周長*休枳，亙心詁算答尊*.變撫威法數字閨鍛處理的變換域赴理方法星首先對罔惟進片止交變換，然后在穗稈各種處理，牡理后再反變換到空I叩城.得狎坯理站卑，也新泄滅、：垃捋壓椀、輕卜提肛薯業(yè)理”1-5數寧國愎址延的主要內容拓轉的數字期燻處理系統(tǒng)火休I叮令人如下口.卜方制：.I割像的f.=息的獲取LwiageinfamiationscqiuHtion把一晴閤愎轉換應適奇輸入計舁機柏豔孑設備衲數方信號.希要兩

6、牛部件以獲訊數寧圈麼：（D物理誥備.詡誹備對找們花星成慷的物依發(fā)射的能雖恨數感n耳覽H化器.最一種把物埋鵝問裝芒的愉汕轉化丸數字形式的說備.常見的圈像輸入設備有：tl描儀、攝像機逾碼郴機、觀陳采桌點尊二團像信息的存儲CmAgtinftiniialitnistorage:主要有二類;處俚過程中謹書的快連存儲品”計算機內存n帕褒存，ififfnlfr儲生幅聞像井町以視頻連度讀収它可以允許對閣像逬行血大，端小，以敗垂也翩轉和水平稲轉*c用十比較快的宜新調山的在線或聯(lián)機存儲褂;St盤，可存睛幾牛Gbyt上的數願曲光存?zhèn)蚱鳌笨稍?1/英寸的光片上冇搐上Gby饒的數據；光盤犀.一亍朮盤倍可放幾十牛利JLT

7、I牛光盤，利用機風益置插入或從光盤驅動器中抽直先盤.35數孑禺低處理（DitrfnliajrpitiCeisormE矍也站以下幾頊內容;(I)兒何處址(GromliitaltiuagtProctsniift1I.哇也括喘標燮換，國惟的迪大、弟小、範轉、秣心芥牛圖橡配冊，牛盎崎便枚正，扭llllfer-斶扎面積、體積計岸等(?算術處理(AntlimcticPracHsing)主共對捋擁據且十“一、*、子等話徹，出曙該處理主荽針對黴戒點的處理.祖非常有川，如醫(yī)學用僅的誠旳灶卻就后品著的效耒“3)闡陳咿強(IuiagtEnliEtiicciueiit)就是喪出圖慷屮強蜒的伯息.而號弱或去除不希要的伯

8、息,乩而快有用忙息帑到加強.改善13懐的視覺牧舉,提高圖鍥成介的清嘟度隹閘憔變再更有利于計堆1處珅便干辿一并進訐冋卄曲桶和.(4)圈塚芟廉(或悵H】血矚eEtFturRnan就足盡可能地誠少或肯去除圖鍛住蕊取過稈小的醛囁卡擾和星那.恢友被退化國帔的來嫌面貌.從帀強酋圖惟成雖.關毬是劃毎種詛化品質建聖一個合理的捜耳*5)囲像吐建I.fuiRgtEtei：anstni;tiDL:娃乩獨據刮圖僚的處理.即描入的足萊種散揺JD處甩站果訝旳妁.址圏險.她亞.脫用有CT拉術和二述田建技術”(.6)找喙赭碼CatiageEiitadaug)主荽是利用圖像信斗的統(tǒng)計特性理人類視覺的生理學理心理學特桃對圖鍥信號

9、迸存高效帥已.其H的出I艮跖址弼罰.以解去散閒E丿：的矛當。J)|慷識別匸hnageRjicogriition、利用ii爭機舊別出圏像中的口標井分捱、m機器的智能代普人的智能。它所研兗的報城十分廣迂，如.機械抓工川零部杵他說跡曲類:從盥感圖巾I旳拌農柞勉決林、湖泊和軍事設施：從r就觀測敦據去r象衛(wèi)星!町片準確加報犬江：趴艾光相丿刈斷是石發(fā)生陽盤I從心電圈的波於判斯腹粧圭咅出杏蟲匚心臟弼1在交通川心生現(xiàn)空通背制，說別辻吐尸臟的宮半及司肌.等等i.fi馭字圖像處理的起遊與應用數了関像處理的起鞭，最早可追關刊尤世紀一桂代，佶助打印設備遜行數字圧懺的處5E基丁比亍還原前技朮.該技術左電報按收端用寡孔紙

10、帶打出圈尸“M1K9幣曲早期的用卻個灰度等閩對圖像編碼增加到1牛等翅-直止JR字圈諫處理技術的迎TU迴溯剜口世配耐玨代隔救字圖像處理技希杠20世紀0年代水利20世配70年代Jl-tffffl于哄學圖像、地味堀扭蠱則和天交學尊浪域，蝕字宙像處理主娶應用1-卜1川的兒個覩城.)迥訊搔業(yè)務性能劃井可分為：電視！播檸卓、可視電話、會滾電覘-圖文電規(guī)、可視圖丈以及電境電孤?lián)u團像變化性質分分為卅-止附像和活站國嚎通仁“遙感軌空邂感和衛(wèi)呈遙尊糾像都需要救宅圏慳處理技術的加工處：ffi.并提取出有用的怙忌“主要用了上也測繪-賈族調査.氣候隘ML農作物怙產.然災害苗測預推壞境污染監(jiān)蒿“氣舉衛(wèi)星云圖處理且圧地向生

11、事冃楊的識別-(1)生物醫(yī)學頓域中的應用it算機側像處理在K學上腹ffi最碇功的例子就X射蛻CTXrayConiputcdTornographyh20tttK270年優(yōu)笈明土汁算機耙向析層術(CAT).簡稱計算機斷層-4)It業(yè)帶F+的屜用從70年杞起OJT迅過的徑展H閔椽直理技#的亟要皿用蛆城.在盼幼中對產托及部件iSif無描斷，如會品、水果肅帛椅査.無損探新+陣堆質凰或表固缺陷尊導.|:罕爭企出尊方而忙出用軍事目后的曲賽、制導和警欣昴狡“白動戲火曙的挖刊屍反悄裝：魚安部門的現(xiàn)場隠片、舟紋、手邊.人驚尊的處理和浙識：帀山丈字和圖林檔婁的僮疑和空理詩-散學和科研額域如囲學訓觀it扶找遠民瞎訓圧

12、敖學也WAS1IJU圖慢虻理拉用的成按電子商外如身份認計.產胡陽偽、水印枝末輸a1.7散宇圏愜處理鍾城的發(fā)展動向盡進一步研宜的問!ffir：)也逬悅扼冉柚度的冋吋甘幣解決St片綻吃問趙h加強軟frMft，的飪理方法.3h.1強邊球學科的研充工作便進國橡肚埋技術I；垃展.4.価理進研兗.謹步刑成曲僅St理科學的理論體再rsjiHtiit理舸城陸?zhàn)О痘?去來茨展動問成甦可心訕均=)閨悵吐理勺發(fā)匱將同墟HDTV閭冊制，!屐生IH陽悵坯崖？)理論亜技術研龍.問右島誣咼L紗科、H4化、上塢休址、智號優(yōu)和際喬化心同柴屐.U1耳1嫌*圖Httl繪合，9TF嘟我僧或苓推成握的舟向覽悝。蚯fl芯；研究L4新艸諂

13、弓.新算法研兜2-1.數寧數據傳輸通常用波特率度量*我定義為誓秒中傳輸的比特數通常的樓輸是以一個開始比特、一千字節(jié)皿比特)的佰息和一個停止比特組咸的包完成的*基于這個槪念回答F列問題：HIS6K波特的調制解調器儒輸一幅1024X102*1.26度的凰像靈左新幾分神Y町以750K諛轄是鳳型的電話DEL數字用戶線)連接的罐度傳輸要用多少吋間？解；W傳輸數搖包(包描起始比特和終止比特溝；Nn-hrFlObi+s時于一1024X102大小的圖愷，?？偟臄祿?jM=aO21)2X?l.故W56K波特的速率傳輸所需吋河為T=M/56000=(1024)2X(2)/56000=187.25s=3.loin(

14、h)以帀CK波特的速率傳輸所需時間為T=M/56000=C1O21J2X(8+2)/760000=1Isl炎個題目)在串行通信中，常用披待率描述傳輸的速率，它被定義為每秒播輸的甦據就特數*串行通信中*數據傳執(zhí)的單位是祈，也稱宇符.假如一幀數菇由一亍起始比特位、8個伯息比轉備和一個蠟束比特位構成“報據以上播念，請何=(1)如果要利用一個波特率為56kbps的信道來伎輸一幅大小為1021X1024.2輛級灰度肘數宇圏煖需要賽從時間爭2)如果是用敍特率為7fOtbps的信道來傳輸上述圖像，所需時間又是多少*如果要轉輸的圖像是512X512的頁彩色圖饌(顏色數目是S2WO,則分別在上面兩種信道下傳輸各

15、需要多検時間#解答;(1傳輸的比7j1D2-1XL024X8X(1+8+1)/8=10185760,WI在波特率56kbps的信道卜-傳輸吋所需時間10485760/56000=107.25種、d)佚輸的比特數為102-1X1024X8X(.1+8+1)/6=10485760,則在波蒔率再750kbps的信道上桜輸時，所需時間為1049576O/75OODO=13.98秒=14盤(3)輸的比特)1512X512X32X(1+BH)/8=10185760在波特率56kbps的荷迫I；傳輸時，所霜時1085760/56000=187.25秒；在波特率為750kbps的信道上伎輸時所需時間為104f

16、fiT60/750000=13.90秒.TOC o 1-5 h z2-11兩個圖像731和靈圖下圏所示，對于V=lh確定這兩牛子集是(a)4-鄰搗UIW!010I)!Li|1LllIU|1DU解町和：不是斗連接：因切不在網時集訂。|,i0005!0!L；ijULI.L02IIIII中。5i和M是8連接,因為g枉Wp)東中外朗和也呂m連接，因為爭在莫合Ato)中：且皿的門M(仍沒有V值的像表2-3.澎慮如下所示的圖像分割*總令V=D,1井計算P和Q間的48,怕通垮的堰短怏度.如果在遠兩點間不存在特斕路.其解釋原因。#ir%i7andSx)=y|sirif.TlieseaieFresnelcosi

17、iaeandeiuemtefrals.llieycanbefotuidrforexaiiiplet.thef加卩握i*斯護匕afMath伏科鐘押mihyAhramnwlTz,.orrrhersimilarref=einctrProbl-EBS.2261.由于悵時間曝光受到大代干擾而產生的圖煤麗糊可以用轉移謝數叭V）三邛厲+內找岸走示.這嗥聲可恕略，求恢復這類橫糊的瞧納濾浹器的方程.嗓申可怨略時，維餉逋堿賽退化成理想的砂梏戰(zhàn)器，和以exp-(w2+v?)/2cr答：這是一個命單的插件問題.：nm的是熟悉齊種維舸謔波器Tliis包iiiiplpluginp丄ubliLLIlspiLipusisLo

18、aiiilaiidliiiLilywiL1l止uemi-ollslertnsoftheWienerfilterFromEq.(5.8-3)rHwE*=-1冋(對卩)|叫巧Hiirul2+Kwhere甌3屮-于（館衛(wèi)）-HUr.U=砂沾討滬卜訶3亠冋.lhen,-8卅+涉怡一血刊昭+”勺647EbCF4(w2十討尸E-aFb*斗內-+KJYV（叭叮=問S5,276-3.位考古學褰在柞流適貨幣方面的研托.最妊塡現(xiàn)，有4牛緲馬帝國時期的羅馬驛幣對它的研究可臥起到決定性作用”它捫被列在世敦大英博物館的館嚴目錄中，遺憾的是士他到達那塑之右敲件知現(xiàn)在梗幣已輕被盜了.但鶴物館保存了一些照片.只是由于攝収腿片

19、時照相機的散慄.硬幣的牆片星模糊的，無法看清上面小的掠記.已知用來拍懾圏像的原限相執(zhí)一宜能用.另肺館內還有同一時期的其他碩幣。你能否幫助敕授恢復圖慷.便他能看消這些標記夕請給出解猊這一問團的過程.這個問題背后怕基本思想是使用和肌和代表嗽幣應應動力學的降牌過樫*科川這個結杲対其進行逆建波齬操作.匸要步躱如下：1-選擇和丟決的頑幣大小和內薛盡對能接近的麼幣選擇打舌先的砰幣照片有接近的數押和亮庭的背景建立攝囂相機幾何圏憔庫圧可能的按近類似忑先的肚幣的國愎。獲得一些測試的愿片“簡化哦騎抉得施昭洽出類似刪試圏戶圖操的電視柑札這可比通過相機廠圏橡處押系統(tǒng)從:U成將在丈験中M用的數宇圖慢“譏莪得每一個駛i|

20、i的圖儺肓不同的瞳頭設乩由此產生的圖煤的角度，丈小（這牛與背戢城有關方而與乎央的碩幣的棋糊照片接近.4在第三步中為每一亍圖爆的謙血踐萱是對丟先的礎帀怕息圖像模糊張理的按里“每個這樣的養(yǎng)置”移動礎幣渥其背星井川一牛規(guī)定背衆(zhòng)下的小亮點來替代它，或者用另外的機制時期接近于-個光肘沖數字話這亍族沖：這是橫糊吐理的變換切能叫傅里變換.5,數字化去失砒幣的枳輛皿片得到它的磚里葉變抵形式，毎個t世由有兩數Hfu_E和G心，v）描述ab用維納眩波藩得到-個近似的B（u,57.村毎牛即g2進軒博里葉底畫換可兇稈出靈幣的恢復副熟通常這樣的基本涉驟都可心川來解按這樣的何題,6JS近明彩色圖像的補色的館和度分量不懺單

21、獨地由輸入圖煉的悔和度分量計徉出來.我們召到，最早本的問題是許寧平同的頷色右梱同的飽和1釘乩亦冊電述紅*齒.綠.ifCl，藍色，憚紅都有個逍和1“也就是說貝蚩怔何一牛RGB爼件是6將產工一個飽和考謔RGE頗色L6和9,0.59.d）,其代表虹色和經芭:峯映射.H刃額色値分別為（6-0.33）和33,L0i2o現(xiàn)在RGB的初始補充鶴分別為血.和（L0.41,1人相應的顔色是青和洋虹.他們的HS值分別為H51.0.66）|HM新定義犍碼的一個起始點*以庾所得的數字掙利理成一仆最小整救值.請證明該編碼與邊畀上的初始起點無關數字國稼般是按固宦間距的網恪采集的.所以最簡申的迪碼足煩時灶陽琮辿界片賦沿毎兩

22、個柑鄰像素的連鑑一個方向值=問Jft的關輕展要認識到,在-個籬碼門每個曲素憤是柏對于它的前身的價這個代碼的邊界.追蹤讓-個一致的方式（例如.前時軒），是一種獨特的循環(huán)乳編廿“在不同的地點開始在這個設疋不改變循環(huán)序列的站構。選擇的懂小整數的前數為出發(fā)點僅實識別中同一點序列即便岀發(fā)點并徘昱撿一無一一的,該方法仍熬令給一嚇邊轄的庁列“例id,LOL010年有3個不同的序到的起點，掃恤們誹產工和同的繪小整S1010101（b）求出惟碼0101030303323232212111的一階差分答：1331313031：13001300J.求F圖中目標的形狀數和形狀數的階.鏈科：11000（3301232權分

23、砒3030030L1113形狀數00301L113303階1J2.宵怦臨一煙情況下對離散圈像的直方圈均衡化井不能產生完全平坦的宜右圖孑【同為F-個灰吐掃的幹個鎮(zhèn)素沒有廟由變換劍不冋歡按扯所以數字圖廉的百萬圏均衡化的鉛果-般不能得到完色均勻分布的右萬團.JH是丄趙均勻開直方圖“設已用宜方圖均衡化技術對幅皴宇圖像進抒了塔強*如再用這一方法對所得結果增強會不會改變其結果F【從阮U.I：分扛*口方廚均禽化所帀的變換閑數対原始口方圍的累枳右片國，均銜化后得刮的增強圈像曲累積宣方圖除肖些項合并外“英余項與原始圖像的累枳宜方圖相如杲耳猷勻勢化，用冃的變換函數即為旳衡化后得到的堀強圖慌的累積玄方圖（沖.不會有

24、新的合井頊人所以不盒改變我結果”】設工業(yè)檢測中工件的圈像受到零均直不相關嗪蘆的序響。如果圈惚采集裝置每秒可采集30幅圏像，屢采用圏像平均法將噤聲的均方差減少到1/10,那么工件礙保持爹氏時間固定在來柬裝置前根框可知M=100所以工件需保持固定約3.3乳小結博立葉變換（FFT）具有快速県也，數字圖象征璉中最常用=掘霽冥數運算。可把整幅團象的信息恨好地用若I二個年數來農達*余菇霓換（DCT）有快速算祖，只奧求實敖運茸.在相關性圖曹的虻理中.最擺啦最隹的K-L變換，在實規(guī)編嗎和維納濾波時有用。IJDFT-樣.：實現(xiàn)很好的信息比朋:沃爾什哈達瑪變換職廿在數字圏象處理的破件實況時育用容易模拉仮愷難分析.在國象數捋壓縮、濾液，編碼中有應兒一信息壓縮效果好.血紅變換作?？爝B的一種孌換“在將征抽取、劇稼編碼.圖傑分析中有川：花息壓縮效果-平“Slatd變換一種快謹變換.圖傑編網;:甘用.有很好的倍思壓縮功能“K-L換（KLD圧廣哆恵義下是最違的無快謹算洙在進f?性能評估和導找提住性能時有小.對小規(guī)模的向量有用，劃夥色零厝或H他待魁向量.對-汨圖像集血言：具有溝方差意義下呆件的佶息壓縮效果。奇異值分S（SVD）剤任何一幅給定的圖像Hll貝有最桂的恰息壓縮做果“無快連算法。設計有限沖融響（FIR）濾波器時*尋找線