遙感-數(shù)字圖像處理名詞解釋及簡(jiǎn)單整理

1、Unit11、圖像是對(duì)客觀存在的物體的一種相似性的、生動(dòng)的寫(xiě)真或描述。2、圖像處理的內(nèi)容它是研究圖像的獲取、傳輸、存儲(chǔ)、變換、顯示、理解與綜合利用的一門嶄新學(xué)科。根據(jù)抽象程度不同可分為三個(gè)層次：狹義圖像處理、圖像分析和圖像理解。Unit21、圖像數(shù)字化是將一幅畫(huà)面轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)能處理的形式數(shù)字圖像的過(guò)程。它包括采樣和量化兩個(gè)過(guò)程。像素的位置和灰度就是像素的屬性。2、將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作稱為采樣。采樣間隔和采樣孔徑的大小是兩個(gè)很重要的參數(shù)。3、將像素灰度轉(zhuǎn)換成離散的整數(shù)值的過(guò)程叫量化。4、表示像素明暗程度的整數(shù)稱為像素的灰度級(jí)(或灰度值或灰度)。5、一幅大小為MXN、灰度級(jí)數(shù)為G的

2、圖像所需的存儲(chǔ)空間，即圖像的數(shù)據(jù)量，大小為MXNXg(bit)6、數(shù)字圖像根據(jù)灰度級(jí)數(shù)的差異可分為：黑白圖像、灰度圖像和彩色圖像。7、對(duì)比度是指一幅圖象中灰度反差的大小。對(duì)比度=最大亮度/最小亮度8、清晰度由圖像邊緣灰度變化的速度來(lái)描述。9、灰度直方圖反映的是一幅圖像中各灰度級(jí)像素出現(xiàn)的頻率。以灰度級(jí)為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為灰度級(jí)的頻率，繪制頻率同灰度級(jí)的關(guān)系圖就是灰度直方圖。10、簡(jiǎn)述灰度直方圖的應(yīng)用。.數(shù)字化參數(shù)(判斷量化是否恰當(dāng))。.邊界閾值選取(確定圖像二值化的閾值).利用直方圖統(tǒng)計(jì)圖像中物體的面積。.計(jì)算圖像信息量H(熵)。.利用直方圖分析圖像的特性。.利用直方圖進(jìn)行圖像增強(qiáng)。11、對(duì)于任

3、一像素(i,j),該像素周圍的像素構(gòu)成的集合(i+p,j+q),p、q取合適的整數(shù)，叫做該像素的鄰域。12、對(duì)輸入圖像IP(i,j)處理時(shí)，某一輸出像素JP(i,j)值由輸入圖像像素(i,j)及其鄰域N(IP(i,j)中的像素值確定。這種處理稱為局部處理。13、在局部處理中，當(dāng)輸出值JP(i,j)僅與IP(i,j)有關(guān)，則稱為點(diǎn)處理。14、在局部處理中，輸出像素JP(i,j)的值取決于輸入圖像大范圍或全部像素的值，這種處理稱為大局處理。15、1.RAW格式：它是將像素按行列號(hào)順序存儲(chǔ)在文件中。這種文件只含有圖像像素?cái)?shù)據(jù)，不含有信息頭，因此，在讀圖像時(shí)，需要事先知道圖像大小(矩陣大小)。它是最簡(jiǎn)

4、單的一種圖像文件格式。2.BMP格式：由以下四個(gè)部分組成14字節(jié)的文件頭；40字節(jié)的信息頭；調(diào)色板定義；位圖數(shù)據(jù)。Unit31、圖像變換通常是一種二維正交變換。一般要求：正交變換必須是可逆的；正變換和反變換的算法不能太復(fù)雜；正交變換的特點(diǎn)是在變換域中圖像能量集中分布在低頻率成分上，邊緣、線狀信息反映在高頻率成分上，有利于圖象處理。2、圖像變換的目的在于：使圖像處理問(wèn)題簡(jiǎn)化；有利于圖像特征提??；有助于從概念上增強(qiáng)對(duì)圖像信息的理解。3、二維離散傅立葉變換的若干性質(zhì)周期性和共軛對(duì)稱性.分離性Unit41、圖像增強(qiáng)的目的是什么？包含哪些內(nèi)容？采用一系列技術(shù)去改善圖像的視覺(jué)效果,或?qū)D像轉(zhuǎn)換成一種更適合

5、于人或機(jī)器進(jìn)行分析和處理的形式。有選擇地突出某些感興趣的信息，同時(shí)抑制一些不需要的信息，可提高圖像的使用價(jià)值。圖像增強(qiáng)方法從增強(qiáng)的作用域出發(fā)，可分為:空間域增強(qiáng)是直接對(duì)圖像各像素進(jìn)行處理；頻率域增強(qiáng)是先將圖像經(jīng)傅立葉變換后的頻譜成分進(jìn)行某種處理,然后經(jīng)逆傅立葉變換獲得所需的圖像。2、直方圖修正有哪兩種方法？二者的區(qū)別和聯(lián)系？直方圖修整法包括直方圖均衡化及直方圖規(guī)定化兩類。1).直方圖均衡化:將原圖像通過(guò)某種變換，得到一幅灰度直方圖為均勻分布的新圖像的方法。2)直方圖規(guī)定化是使原圖像灰度直方圖變成規(guī)定形狀的直方圖而對(duì)圖像作修正的增強(qiáng)方法。可見(jiàn)，它是對(duì)直方圖均衡化處理的一種有效的擴(kuò)展。直方圖均衡化

6、處理是直方圖規(guī)定化的一個(gè)特例。3、何謂圖像平滑？試述均值濾波的基本原理。為了抑制噪聲改善圖像質(zhì)量所進(jìn)行的處理稱圖像平滑或去噪。局部平滑法是一種直接在空間域上進(jìn)行平滑處理的技術(shù)。假設(shè)圖像是由許多灰度恒定的小塊組成，相鄰像素間存在很高的空間相關(guān)性，而噪聲則是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的。因此，可用鄰域內(nèi)各像素的灰度平均值代替該像素原來(lái)的灰度值，實(shí)現(xiàn)圖像的平滑，局部平滑法又稱鄰域平均法。4、何謂中值濾波？其有何特點(diǎn)？中值濾波是對(duì)一個(gè)滑動(dòng)窗口內(nèi)的諸像素灰度值排序，用中值代替窗口中心像素的原來(lái)灰度值，因此它是一種非線性的圖像平滑法。它對(duì)脈沖干擾及椒鹽噪聲的抑制效果好，在抑制隨機(jī)噪聲的同時(shí)能有效保護(hù)邊緣少受模糊。但它對(duì)點(diǎn)、

7、線等細(xì)節(jié)較多的圖像卻不太合適。對(duì)中值濾波法來(lái)說(shuō)，正確選擇窗口尺寸的大小是很重要的環(huán)節(jié)。一般很難事先確定最佳的窗口尺寸，需通過(guò)從小窗口到大窗口的中值濾波試驗(yàn)，再?gòu)闹羞x取最佳的。5、低通濾波法常有幾種濾波器？他們的特點(diǎn)是？圖像的平滑除了在空間域中進(jìn)行外，也可以在頻率域中進(jìn)行。由于噪聲主要集中在高頻部分，為去除噪聲改善圖像質(zhì)量，濾波器采用低通濾波器H(u,v)來(lái)抑制高頻成分，通過(guò)低頻成分，然后再進(jìn)行逆傅立葉變換獲得濾波圖像，就可達(dá)到平滑圖像的目的。常用的頻率域低濾波器H(u,v)有四種：1理想低通濾波器：由于高頻成分包含有大量的邊緣信息，因此采用該濾波器在去噪聲的同時(shí)將會(huì)導(dǎo)致邊緣信息損失而使圖像邊模

8、糊。2Butterworth低通濾波器它的特性是連續(xù)性衰減，而不象理想濾波器那樣陡峭變化，即明顯的不連續(xù)性。因此采用該濾波器濾波在抑制噪聲的同時(shí)，圖像邊緣的模糊程度大大減小，沒(méi)有振鈴效應(yīng)產(chǎn)生。3指數(shù)低通濾波器采用該濾波器濾波在抑制噪聲的同時(shí)，圖像邊緣的模糊程度較用Butterworth濾波產(chǎn)生的大些，無(wú)明顯的振鈴效應(yīng)。梯形低通濾波器梯形低通濾波器是理想低通濾波器和完全平滑濾波器的折中。它的性能介于理想低通濾波器和指數(shù)濾波器之間，濾波的圖像有一定的模糊和振鈴效應(yīng)。6、圖像銳化處理方法有幾種？頻率域銳化圖像的邊緣、細(xì)節(jié)主要位于高頻部分，而圖像的模糊是由于高頻成分比較弱產(chǎn)生的。頻率域銳化就是為了消除

9、模糊，突出邊緣。因此采用高通濾波器讓高頻成分通過(guò)，使低頻成分削弱，再經(jīng)逆傅立葉變換得到邊緣銳化的圖像。常用的高通濾波器有：1）理想高通濾波器2）巴特沃斯高通濾波器3）指數(shù)濾波器4）梯形濾波器四種濾波函數(shù)的選用類似于低通。理想高通有明顯振鈴現(xiàn)象，即圖像的邊緣有抖動(dòng)現(xiàn)象；Butterworth高通濾波效果較好，但計(jì)算復(fù)雜，其優(yōu)點(diǎn)是有少量低頻通過(guò)，H（u,v）是漸變的，振鈴現(xiàn)象明顯；指數(shù)高通效果比Butterworth差些，振鈴現(xiàn)象不明顯；梯形高通會(huì)產(chǎn)生微振鈴效果，但計(jì)算簡(jiǎn)單，較常用。一般來(lái)說(shuō)，不管在圖像空間域還是頻率域，采用高頻濾波不但會(huì)使有用的信息增強(qiáng)，同時(shí)也使噪聲增強(qiáng)。因此不能隨意地使用。7、

10、laplacian算子為何能增強(qiáng)圖像邊緣？8、頻率域增強(qiáng)的步驟。頻率域平滑與銳化的主要區(qū)別在哪里？異：圖象銳化是用于增強(qiáng)邊緣，導(dǎo)致高頻分量增強(qiáng)，會(huì)使圖象清晰；（2分）圖象平滑用于去噪，對(duì)圖象高頻分量即圖象邊緣會(huì)有影響。（2分）同：都屬于圖象增強(qiáng)，改善圖象效果。（1分）9、偽彩色增強(qiáng)與假彩色增強(qiáng)是什么？有何異同？偽彩色增強(qiáng)有哪些方法？異：偽彩色增強(qiáng)是對(duì)一幅灰度圖象經(jīng)過(guò)三種變換得到三幅圖象，進(jìn)行彩色合成得到一幅彩色圖像；把黑白圖像的各個(gè)不同灰度級(jí)按照線性或非線性的映射函數(shù)變換成不同的彩色得到一幅彩色圖像的技術(shù)。使原圖像細(xì)節(jié)更易辨認(rèn)，目標(biāo)更容易識(shí)別。假彩色增強(qiáng)則是對(duì)一幅彩色圖像進(jìn)行處理得到與原圖象不

11、同的彩色圖像；對(duì)一幅自然彩色圖像或同一景物的多光譜圖像，通過(guò)映射函數(shù)變換成新的三基色分量，彩色合成使感興趣目標(biāo)呈現(xiàn)出與原圖像中不同的、奇異的彩色。主要差異在于處理對(duì)象不同。（4分）同：是利用人眼對(duì)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。（1分）10、偽彩色增強(qiáng)的方法主要有密度分割法、灰度級(jí)一彩色變換和頻率域偽彩色增強(qiáng)三種。11、彩色圖像增強(qiáng)處理包括哪些內(nèi)容？彩色增強(qiáng)技術(shù)是利用人眼的視覺(jué)特性，將灰度圖像變成彩色圖像或改變彩色圖像已有彩色的分布，改善圖像的可分辨性。彩色增強(qiáng)方法可分為偽彩色增強(qiáng)和假彩色增強(qiáng)兩類。Unit51、圖像退化的模型。圖像的退化是指圖像在形成、傳輸和

12、記錄過(guò)程中，由于成像系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)和設(shè)備的不完善，使圖像的質(zhì)量變壞。圖像退化的數(shù)學(xué)模型假定成像系統(tǒng)是線性位移不變系統(tǒng)，則獲取的圖像g(x,y)表示為g(x,y)=f(x,y)*h(x,y)f(x，y)表示理想的、沒(méi)有退化的圖像，g(x，y)是退化(所觀察到)的圖像。若受加性噪聲n(x，y)的干擾，則退化圖像可表示為g(x，y)=f(x，y)*h(x，y)+n(x，y)這就是線性位移不變系統(tǒng)的退化模型。退化模型如圖所示2、何謂圖像復(fù)原？圖像復(fù)原與增強(qiáng)有何區(qū)別？圖像復(fù)原就是要盡可能恢復(fù)退化圖像的本來(lái)面目，它是沿圖像退化的逆過(guò)程進(jìn)行處理。典型的圖像復(fù)原是根據(jù)圖像退化的先驗(yàn)知識(shí)建立一個(gè)退化模型，以此模

13、型為基礎(chǔ)，采用各種逆退化處理方法進(jìn)行恢復(fù)，得到質(zhì)量改善的圖像。圖像復(fù)原過(guò)程如下：找退化原因f建立退化模型f反向推演f恢復(fù)圖像3、圖像復(fù)原和圖像增強(qiáng)的區(qū)別：圖像增強(qiáng)不考慮圖像是如何退化的，而是試圖采用各種技術(shù)來(lái)增強(qiáng)圖像的視覺(jué)效果。因此，圖像增強(qiáng)可以不顧增強(qiáng)后的圖像是否失真，只要看得舒服就行。而圖像復(fù)原就完全不同，需知道圖像退化的機(jī)制和過(guò)程等先驗(yàn)知識(shí)，據(jù)此找出一種相應(yīng)的逆處理方法，從而得到復(fù)原的圖像。如果圖像已退化，應(yīng)先作復(fù)原處理，再作增強(qiáng)處理。二者的目的都是為了改善圖像的質(zhì)量。4、逆濾波復(fù)原的基本原理。主要難點(diǎn)？如何克服？設(shè)退化圖象為g(x,g)，其傅立葉變換為G(u,v),若已知逆濾波器為1/

14、H(u,v)則對(duì)G(u,v)作逆濾波得F(u,v)=G(u,v)/H(u,v)(2分)對(duì)上式作逆傅立葉變換得逆濾波恢復(fù)圖象f(x,y)f(x,y)=IDFTF(u,v)以上就是逆濾波恢復(fù)圖象的原理。(2分)若存在噪聲，為避免H(u,v)=0,可采用兩種方法處理。(0.5分)在H(u,v)=0時(shí),人為設(shè)置1/H(u,v)的值；使1/H(u,v)具有低同性質(zhì)。即H-i(u,v)=1/H(u,v)當(dāng)DWD0H-i(u,v)=0當(dāng)DD(0.5分)0Unit61、圖像數(shù)據(jù)壓縮的必要性與可能性數(shù)據(jù)壓縮的研究?jī)?nèi)容包括數(shù)據(jù)的表示、傳輸、變換和編碼方法，目的是減少存儲(chǔ)數(shù)據(jù)所需的空間和傳輸所用的時(shí)間。圖像編碼與壓

15、縮就是對(duì)圖像數(shù)據(jù)按一定的規(guī)則進(jìn)行變換和組合，達(dá)到以盡可能少的代碼（符號(hào)）來(lái)表示盡可能多的圖像信息2、圖像編碼壓縮分為無(wú)誤差（亦稱無(wú)失真、無(wú)損、信息保持）編碼和有誤差（有失真或有損）編碼兩大類。根據(jù)編碼作用域劃分，圖像編碼為空間域編碼和變換域編碼兩大類。3、描述解碼圖像相對(duì)原始圖像偏離程度的測(cè)度一般稱為保真度。常用的保真度準(zhǔn)則可分為兩大類：客觀保真度準(zhǔn)則和主觀保真度準(zhǔn)則。1）客觀保真度準(zhǔn)則最常用的客觀保真度準(zhǔn)則是原圖像和解碼圖像之間的均方根誤差和均方根信噪比兩種。2）主觀保真度準(zhǔn)則很多解壓圖最終是供人觀看的，一種常用的方法是讓一組（不少于20人）觀察者觀察圖像并給該圖像評(píng)分，將他們對(duì)該圖像的評(píng)分

16、取平均，作為這幅圖像的質(zhì)量。Unit71、什么是區(qū)域？什么是圖像分割？把圖像分成互不重疊的區(qū)域并提取感興趣目標(biāo)的技術(shù)2、邊緣檢測(cè)的理論依據(jù)是什么？有哪些方法？各有什么特點(diǎn)？圖像分割的基本策略1）分割算法基于灰度值的兩個(gè)基本特性：不連續(xù)性和相似性2）檢測(cè)圖像像素灰度級(jí)的不連續(xù)性，找到點(diǎn)、線（寬度為1）、邊（不定寬度）。邊緣的定義：圖像中像素灰度有階躍變化或屋頂變化的那些像素的集合5、邊緣的分類：1）階躍狀；2）屋頂狀6、幾種常用的邊緣檢測(cè)算子及其特點(diǎn)：1）梯度算子僅計(jì)算相鄰像素的灰度差，對(duì)噪聲比較敏感，無(wú)法抑止噪聲的影響。2）Roberts：算子與梯度算子檢測(cè)邊緣的方法類似，對(duì)噪聲敏感，但效果較

17、梯度算子略好3）Prewitt算子：在檢測(cè)邊緣的同時(shí)，能抑止噪聲的影響4）Sobel算子：對(duì)4鄰域采用帶權(quán)方法計(jì)算差分能進(jìn)一步抑止噪聲但檢測(cè)的邊緣較寬5）Kirsch算子：在計(jì)算邊緣強(qiáng)度的同時(shí)可以得到邊緣的方向各方向間的夾角為456）Laplacian算子：優(yōu)點(diǎn)：a）各向同性、線性和位移不變的；b）對(duì)細(xì)線和孤立點(diǎn)檢測(cè)效果較好。缺點(diǎn)：c）對(duì)噪音的敏感，對(duì)噪聲有雙倍加強(qiáng)作用；d）不能檢測(cè)出邊的方向；e）常產(chǎn)生雙像素的邊緣7）Marr算子7、簡(jiǎn)述Laplacian邊緣檢測(cè)算子和邊緣增強(qiáng)算子的區(qū)別。Laplacian算子進(jìn)行檢測(cè)邊緣是利用階躍邊緣灰度變化的二階導(dǎo)數(shù)特性，根據(jù)邊緣點(diǎn)是零交叉點(diǎn)來(lái)檢測(cè)圖象邊

18、緣位置。（1分）它對(duì)應(yīng)的模板形式為：（1分）11-411Laplacian邊緣增強(qiáng)算子通過(guò)擴(kuò)大邊緣兩邊像元的灰度差（或?qū)Ρ榷龋﹣?lái)增強(qiáng)圖相同點(diǎn)是他們作用對(duì)象相同，都是圖象邊緣。（1分）8、什么是hough變換？試述釆用hough變換檢測(cè)直線的原理。直角坐標(biāo)系中的一條直線對(duì)應(yīng)極坐標(biāo)系中的一點(diǎn)，這種線到點(diǎn)的變換就是Hough變換基本思想1）在直角坐標(biāo)系中過(guò)任一點(diǎn)（x0,y0）的直線系，在極坐標(biāo)系中所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)（P、e）構(gòu)成一條正弦曲線。（2分）2）面上有若干點(diǎn)，過(guò)每點(diǎn)的直線系分別對(duì)應(yīng)于極坐標(biāo)上的一條正弦曲線。若這些正弦曲線有共同的交點(diǎn)（P-,0-）,則這些點(diǎn)共線，且對(duì)應(yīng)的直線方程為P，=xcos0，+

19、ysin0-（2分）這就是Hough變換檢測(cè)直線的原理。9、常有的三種最簡(jiǎn)單圖像分割法各有什么特點(diǎn)？交互式選取閾值2.峰谷法3.判斷分析法10、區(qū)域分割與區(qū)域增長(zhǎng)二者有何分別？區(qū)域分割：簡(jiǎn)單區(qū)域生長(zhǎng)質(zhì)心型區(qū)域生長(zhǎng)區(qū)域分裂合并法Unit81、二值圖像處理只有包括哪些內(nèi)容？在二值圖像中，把互相連接的像素的集合匯集為一組，于是具有若干個(gè)0值的像素（0像素）和具有若干個(gè)1值的像素（1像素）的組就產(chǎn)生了。把這些組叫做連接成分。在二值圖像中，像素連接成分?jǐn)?shù)C減去孔數(shù)H的值叫做這幅圖像的歐拉數(shù)或示性數(shù)。若用E表示圖像的歐拉數(shù)，則E=C-H對(duì)于一個(gè)1像素連接成分，1減去這個(gè)連接成分中所包含的孔數(shù)的差值叫做這個(gè)

20、1像素連接成分的歐拉數(shù)。顯然，二值圖像的歐拉數(shù)是所有1像素連接成分的歐拉數(shù)之和。2、距離變換是求二值圖像中各1像素到0像素的最短距離的處理。3、細(xì)化是從二值圖像中提取線寬為1像素的中心線的操作。4、膨脹就是把連接成分的邊界擴(kuò)大一層的處理。收縮則是把連接成分的邊界點(diǎn)去掉從而縮小一層的處理。為了求得區(qū)域間的連接關(guān)系，必須沿區(qū)域的邊界點(diǎn)跟蹤像素，稱之為邊界（或邊緣）跟蹤。組合起來(lái)的用途是：膨脹和腐蝕的反復(fù)使用就可檢測(cè)或清除二值圖像中的小成分或孔。8）區(qū)域內(nèi)部形狀特征提取與分析1區(qū)域內(nèi)部空間域分析2.區(qū)域內(nèi)部變換法9）區(qū)域外部形狀特征提取與分析區(qū)域的邊界、骨架空間域分析1）方向鏈碼描述2）結(jié)構(gòu)分析法區(qū)

21、域外形變換法Unit91、直方圖作為紋理特征有何優(yōu)缺點(diǎn)？2、何謂灰度共生矩陣？從圖像（x,y）灰度為/的像素出發(fā)，統(tǒng)計(jì)與距離為6=（Ax2+Ay2）i/2、灰度為j的像素同時(shí)出現(xiàn)的概率P(i,j6切。3、局部不規(guī)則而宏觀有規(guī)律的特性稱之為紋理；以紋理特性為主導(dǎo)的圖像，常稱為紋理圖像；以紋理特性為主導(dǎo)特性的區(qū)域，常稱為紋理區(qū)域。4、紋理算法以測(cè)量紋理特性。這些方法大體可以分為兩大類：統(tǒng)計(jì)分析法和結(jié)構(gòu)分析法。5、Laws紋理測(cè)量的基本思想是設(shè)置兩個(gè)窗口：一個(gè)是微窗口，可為3X3、5X5或7X7,常取5X5用來(lái)測(cè)量以像元為中心的小區(qū)域的灰度的不規(guī)則性，以形成屬性，稱為微窗口濾波；另一個(gè)為宏窗口，為15X15