數(shù)字圖像處理題庫(kù)(含答案)

PAGE1[題目]

數(shù)字圖像[參考答案]

為了便于用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理，通過(guò)將二維連續(xù)（模擬）圖像在空間上離散化，也即采樣，并同時(shí)將二維連續(xù)圖像的幅值等間隔地劃分成多個(gè)等級(jí)（層次），也即均勻量化，以此來(lái)用二維數(shù)字陣列表示其中各個(gè)像素的空間位置和每個(gè)像素的灰度級(jí)數(shù)（灰度值）的圖像形式稱(chēng)為數(shù)字圖像。圖像處理[參考答案]

是指對(duì)圖像信息進(jìn)行加工以滿(mǎn)足人的視覺(jué)或應(yīng)用需求的行為。題目]

數(shù)字圖像處理[參考答案]

是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)或其他數(shù)字技術(shù)，對(duì)一圖像信息進(jìn)行某此數(shù)學(xué)運(yùn)算及各種加工處理，以改善圖像的視覺(jué)效果和提高圖像實(shí)用性的技術(shù)。一、緒論(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

圖像[參考答案]

是指用各種觀測(cè)系統(tǒng)以不同形式和手段觀測(cè)客觀世界而獲得的、可以直接或間接作用于人的視覺(jué)系統(tǒng)而產(chǎn)生的視知覺(jué)的實(shí)體。一、緒論(簡(jiǎn)答題，難，6分)

[題目]

什么是圖像？如何區(qū)分?jǐn)?shù)字圖像和模擬圖像？[參考答案]

“圖”是物體透射或反射光的分布，是客觀存在的。“像”是人的視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)圖在大腦中形成的印象或認(rèn)識(shí)，是人的感覺(jué)。圖像是圖和像的有機(jī)結(jié)合，既反映物體的客觀存在，又體現(xiàn)人的心理因素；圖像是對(duì)客觀存在的物體的一種相似性的生動(dòng)模仿或描述，或者說(shuō)圖像是客觀對(duì)象的一種可視表示，它包含了被描述對(duì)象的有關(guān)信息。模擬圖像是空間坐標(biāo)和亮度(或色彩)都連續(xù)變化的圖像；數(shù)字圖像是空間坐標(biāo)和亮度(或色彩)均不連續(xù)的、用離散數(shù)字(一般是整數(shù))表示的圖像。一、緒論(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述研究圖像恢復(fù)的基本思路。[參考答案]

基本思路是，從圖像退化的數(shù)學(xué)或概率模型出發(fā)，研究改進(jìn)圖像的外觀，從而使恢復(fù)以后的圖像盡可能地反映原始圖像的本來(lái)面日，從而獲得與景物真實(shí)面貌相像的圖像。一、緒論(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述研究圖像變換的基本思路。[參考答案]

基本思路是通過(guò)數(shù)學(xué)方法和圖像變換算法對(duì)圖像的某種變換，以便簡(jiǎn)化圖像進(jìn)一步處理的過(guò)程，或在進(jìn)一步的圖像處理中獲得更好的處理效果。一、緒論(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述一個(gè)你所熟悉的圖像處理的應(yīng)用實(shí)例。[參考答案]

比如，醫(yī)學(xué)上用B超檢測(cè)儀對(duì)人體器官病變的檢查和診斷。一、緒論(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

一般的數(shù)字圖像處理要經(jīng)過(guò)幾個(gè)步驟？由哪經(jīng)內(nèi)容組成？[參考答案]

數(shù)字圖像處理的基本步驟包括圖像信息的獲取、存儲(chǔ)、處理、傳輸、輸出和顯示。數(shù)字圖像處理的內(nèi)容主要包括圖像數(shù)字化、圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像恢復(fù)

(復(fù)原)、圖像壓縮編碼、圖像分割、圖像分析與描述和圖像識(shí)別分類(lèi)。一、緒論(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

圖像處理的目的是什么？針對(duì)每個(gè)目的請(qǐng)舉出實(shí)際生活中的一個(gè)例子。[參考答案]

圖像處理就是對(duì)圖像信息進(jìn)行加工處理和分析，以滿(mǎn)足人的視覺(jué)心旦需要和實(shí)際應(yīng)用或某種目的(如壓縮編碼或機(jī)器識(shí)別)的要求。如視頻圖像的高清晰化處理、醫(yī)學(xué)圖像的識(shí)別分類(lèi)及其在疾病斷中的應(yīng)用，就是圖像處理這兩個(gè)目的的實(shí)際例子。一、緒論(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

數(shù)字圖像處理技術(shù)研究的基木內(nèi)容包括哪些？[參考答案]

包括圖像變換、圖像增強(qiáng)、圖像恢復(fù)、圖像壓縮編碼、圖像特征提取、形態(tài)學(xué)圖像處理方法等。彩色圖像、多光譜圖像和高光譜圖像的處理技術(shù)沿用了前述的基木圖像處理技術(shù)，也發(fā)展出了一此特有的圖像處理技術(shù)和方法。一、緒論(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述研究圖像增強(qiáng)的基本思路。[參考答案]

基本思路是，或簡(jiǎn)單地突出圖像中感興趣的特征，或想方設(shè)法顯現(xiàn)圖像中那些模糊了的細(xì)節(jié)，以使圖像更清晰地被顯示或更適合于人或機(jī)器的處理與分析。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

空間分辨率[參考答案]

定義為單位距離內(nèi)可分辨的最少黑白線(xiàn)對(duì)的數(shù)目，用于表示圖像中可分辨的最小細(xì)節(jié)，主耍取決于采樣間隔值的大小。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

圖像分辨率[參考答案]

是指成像系統(tǒng)重現(xiàn)不同尺寸的景物的對(duì)比度的能力，包括空間分辨率和灰度分辨率。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

灰度分辨率[參考答案]

是指在灰度級(jí)別中可分辨的最小變化，通常把灰度級(jí)級(jí)數(shù)無(wú)稱(chēng)為圖像的灰度級(jí)分辨率。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

像素的4鄰域[參考答案]

對(duì)于圖像位于(x,y)的像素p來(lái)說(shuō)，與其水平相鄰和垂直相鄰的4個(gè)像素稱(chēng)為該像素的4鄰域像素，它們的坐標(biāo)分別為、、和。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

像素的8鄰域[參考答案]

對(duì)于圖像中位于(x,y)的像素p來(lái)說(shuō)，與其水平相鄰、垂直相鄰和對(duì)角相鄰的8個(gè)像素稱(chēng)為該像素的8鄰域像素，它們的坐標(biāo)分別為(x-1,y)、(x-1,y)、(x-1,y+1)、(x,y-1)、(x,y+1)、(x+1,y-1)、(x+1,y)和(x+1,y+1)。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

歐氏距離[參考答案]

坐標(biāo)分別位于(x，y)和(u，v)處的像素p和像素q之間的歐氏距離定義為。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

街區(qū)距離[參考答案]

坐標(biāo)分別位于和處的像素p和像素q之間的街區(qū)距離定義為二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

顯示分辨率[參考答案]

顯示屏上能夠顯示的數(shù)字圖像像素的最大行數(shù)和最大列數(shù)，取決于顯示器上所能夠顯示的像素點(diǎn)之間的距離。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

棋盤(pán)距離[參考答案]

坐標(biāo)分別位于和的處的像素p和像素q之間的棋盤(pán)距離定義為。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

二值圖像[參考答案]

具有兩個(gè)灰度等級(jí)的圖像。黑白圖像一定是二值圖像，但二值圖像不定是黑白圖像。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

像素的m鄰接[參考答案]

設(shè)V是一個(gè)灰度值集合，且黑白圖像的V={1}；256灰度級(jí)圖像的V為0~255中的任意一個(gè)灰度級(jí)子集。若像素p和像素q的灰度值均屬于V中的元素，或者q在，或者q在中且集合中沒(méi)有值為V中元素的像素，則p和q為m鄰接。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

消色光[參考答案]

是指沒(méi)有色彩的光。黑白電視機(jī)的光就是消色光，所以消色指白色、黑色和各種深淺程度不同的灰色二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述什么是視覺(jué)適應(yīng)性。[參考答案]

視覺(jué)適應(yīng)性是指當(dāng)人從暗的環(huán)境突然進(jìn)入亮的環(huán)境，或從亮的環(huán)境突然進(jìn)入暗的環(huán)境時(shí)，人眼滯后恢復(fù)對(duì)周?chē)h(huán)境視覺(jué)的性質(zhì)，也即人眼對(duì)從亮的環(huán)境突然變到暗的環(huán)境或從暗的環(huán)境突然進(jìn)入亮的環(huán)境的適應(yīng)性。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

亮適應(yīng)性[參考答案]

當(dāng)人從暗的環(huán)境突然進(jìn)入亮的環(huán)境時(shí)，需要一定的時(shí)間(盡管很短)恢復(fù)對(duì)周?chē)h(huán)境的視覺(jué)，人眼的這種對(duì)從暗突變到亮環(huán)境的適應(yīng)能力或滯后恢復(fù)對(duì)周?chē)h(huán)境視覺(jué)的現(xiàn)象稱(chēng)為亮適應(yīng)性。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，5分)二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述什么是馬赫帶效應(yīng)。[參考答案]

在一幅由幾個(gè)亮度逐漸減弱(或增強(qiáng))且連在一起的窄帶組成的圖像中，每個(gè)窄帶內(nèi)的亮度分布是均勻的。但由于人眼視覺(jué)的主觀感受，在亮度有變化的地方會(huì)出現(xiàn)虛幻的亮或暗的條紋，使得人們?cè)谟^察某個(gè)窄條時(shí)，感覺(jué)在靠近該窄條的另一個(gè)亮度較低的窄條的另一側(cè)似乎更亮一些，而在靠近該窄條的另一個(gè)亮度較高的窄條的那一側(cè)似乎更暗一些，也即在不同亮度區(qū)域邊界有“欠調(diào)”和“過(guò)調(diào)”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱(chēng)為馬赫帶效應(yīng)。

[題目]

灰度數(shù)字圖像有什么特點(diǎn)？[參考答案]

灰度數(shù)字圖像的特點(diǎn)是只有灰度(亮度)屬性，沒(méi)有彩色屬性。對(duì)丁灰度級(jí)為1的圖像，其灰度取值范圍為。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，易，7分)

[題目]

一幅的二值圖像、16灰度級(jí)圖像和256灰度級(jí)圖像分別需要多少存儲(chǔ)空間？[參考答案]

由于存儲(chǔ)一幅的灰度級(jí)為的數(shù)字圖像所需的位數(shù)為：，其中。二值圖像、16灰度級(jí)圖像和256灰度級(jí)圖像的值分別為1、4和8，也即存儲(chǔ)一個(gè)像素需要的位數(shù)分別為1位、4位和8位。所以，一幅的二值圖像所需的存儲(chǔ)空間為；一幅的16灰度級(jí)圖像所需的存儲(chǔ)空間為；一幅的256灰度級(jí)圖像所需的存儲(chǔ)空間為。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，6分)

[題目]

人觀察如下圖所示兩幅形狀相同的目標(biāo)圖像時(shí)，會(huì)覺(jué)得哪一個(gè)目標(biāo)更亮一些？與實(shí)際亮度有無(wú)不同？簡(jiǎn)述理由[黑色(最暗)灰度值定為0，白色(最亮)灰度值定為255]。[參考答案]

兩個(gè)不同亮度的目標(biāo)物處于不同亮度的背景中，人會(huì)按對(duì)比度感覺(jué)目標(biāo)物的亮度對(duì)比，因此人感覺(jué)上圖(a)要亮一些，但事實(shí)上，目標(biāo)圖(b)的實(shí)際亮度要高于圖(a)的實(shí)際亮度。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

發(fā)光強(qiáng)度、亮度和照度各有什么不同？[參考答案]

發(fā)交強(qiáng)度光源的能量輻射強(qiáng)度。光度學(xué)亮度指擴(kuò)展光源在某個(gè)方向上單位投影面積的發(fā)光強(qiáng)度。主觀亮度指觀察者所看到的物體表面反射光的度量，它受觀察者心理因素的影響。照度指光源照射到物體表面的光通量，它是光源對(duì)物體輻射的一種量度，其數(shù)值主要是受到光源的能量和光源到物體表面距離的影響。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，6分)

[題目]

為何彩色圖像要經(jīng)過(guò)RGB到HIS的模型轉(zhuǎn)換才能處理？[參考答案]

如果直接對(duì)RGB模型中的R、G、B分量進(jìn)行處理，很可能會(huì)引起三個(gè)量不同程度的變化，由RGB模型描述的處理圖像中就會(huì)了現(xiàn)色差問(wèn)題，顏色上可能也會(huì)有很大程度的失零點(diǎn)。因些，人們?cè)诖嘶A(chǔ)上提出了HIS模型，它的出現(xiàn)使得在保持色彩無(wú)失真的情況下實(shí)現(xiàn)彩色圖像處理成為可能。通過(guò)先將RGB模型轉(zhuǎn)化為HIS模型，得到相關(guān)性較小的色調(diào)、色飽和度和亮度，然后僅對(duì)其中的亮度分量進(jìn)行處理，再轉(zhuǎn)化為RGB，這樣就可以避免由于直接對(duì)R、G、B分量進(jìn)行處理時(shí)而產(chǎn)生的圖像失真。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(計(jì)算題，易，8分)

[題目]

(1)存儲(chǔ)一幅，256個(gè)灰度級(jí)的圖像需要多少？(2)一幅的32bit真彩圖像的容量為多少bit?[參考答案]

(1)一幅,256個(gè)灰度級(jí)的圖像的容量為(2)一幅的32位真彩圖像的容量為二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述灰度級(jí)分辨率變化對(duì)圖像視覺(jué)效果的影響。[參考答案]

灰度級(jí)分辨率是指在灰度級(jí)別中可分辨的最小變化?；叶燃?jí)別數(shù)越大，也即圖像的灰度級(jí)分辨率越高，景物圖像中反映其亮度的細(xì)節(jié)就越豐富，圖像質(zhì)量一也就越高。當(dāng)圖像的灰度級(jí)別數(shù)降低時(shí)，圖像中的亮度細(xì)節(jié)信息就會(huì)逐漸損失，偽輪廓信息就會(huì)逐漸增加，所以灰度分辨率越低，圖像的視覺(jué)效果越差。常用的灰度分辨率用8比特表示，也即灰度級(jí)的取值為256(28)。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

請(qǐng)解釋馬赫帶效應(yīng)。[參考答案]

對(duì)于由一系列條帶組成的灰度圖像，其中每個(gè)條帶內(nèi)的亮度是均勻分布的，而相鄰兩條帶的亮度相差一個(gè)固定值，但人的感覺(jué)認(rèn)為每個(gè)條帶內(nèi)的亮度不是均勻分布的，而是感覺(jué)到所有條帶的左邊部分都比右邊亮一些，這便是所謂的馬赫帶效應(yīng)。馬赫帶效應(yīng)的出現(xiàn)，是因?yàn)槿搜蹖?duì)于圖像中不同空間頻率具有不同的感知靈敏度，而在空間頻率突變處就出現(xiàn)了“欠調(diào)”或“過(guò)調(diào)”。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(計(jì)算題，難，7分)

[題目]

已知的數(shù)字圖像為，其DFT為,求的DFT。[參考答案]

令

，則

二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

當(dāng)圖像的灰度級(jí)數(shù)逐漸減少時(shí)，會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？[參考答案]

當(dāng)圖像的灰度級(jí)數(shù)逐漸減少時(shí)，圖像平滑區(qū)域內(nèi)漸變的灰度會(huì)出現(xiàn)突變，直到圖像的灰度級(jí)數(shù)不夠多時(shí)，會(huì)出現(xiàn)虛假輪廓。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，6分)

[題目]

為何彩色圖像要經(jīng)過(guò)RGB到HIS的模型轉(zhuǎn)換才能處理？[參考答案]

如果直接對(duì)RGB模型中的R、G、B分量進(jìn)行處理，很可能會(huì)引起三個(gè)量不同程度的變化，由RGB模型描述的處理圖像中就會(huì)了現(xiàn)色差問(wèn)題，顏色上可能也會(huì)有很大程度的失零點(diǎn)。因些，人們?cè)诖嘶A(chǔ)上提出了HIS模型，它的出現(xiàn)使得在保持色彩無(wú)失真的情況下實(shí)現(xiàn)彩色圖像處理成為可能。通過(guò)先將RGB模型轉(zhuǎn)化為HIS模型，得到相關(guān)性較小的色調(diào)、色飽和度和亮度，然后僅對(duì)其中的亮度分量進(jìn)行處理，再轉(zhuǎn)化為RGB，這樣就可以避免由于直接對(duì)R、G、B分量進(jìn)行處理時(shí)而產(chǎn)生的圖像失真。二、數(shù)字圖像處理基礎(chǔ)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

試說(shuō)明視覺(jué)成像的基本原理。[參考答案]

人眼對(duì)物體顏色的感知是由物體投射或反射的光的特性決定的。當(dāng)眼前出現(xiàn)物體時(shí)，從物體表面反射出來(lái)的光線(xiàn)，通過(guò)折光系統(tǒng)透射投影到視網(wǎng)膜的相應(yīng)部位，此時(shí)形成該物體的倒軒的影像，視網(wǎng)膜的感光細(xì)胞可接收光的能量并形成視覺(jué)圖案(錐狀細(xì)胞主要感受顏色，桿狀細(xì)胞主要提供視野范圍)，將影像傳入到大腦皮層的視覺(jué)功能代表區(qū)，經(jīng)過(guò)大腦皮層的分析和綜合，把倒置的影像糾正為物體的正立影像，產(chǎn)生正確的視覺(jué)。三、圖像變換(簡(jiǎn)答題，難，10分)

[題目]

設(shè)圖像的大小為,直接對(duì)進(jìn)行傅里葉變換和對(duì)進(jìn)行傅里葉變換所得的頻譜圖有何區(qū)別？為什么？[參考答案]

直接對(duì)進(jìn)行傅里葉變換所得的傅里葉頻譜即為，其坐標(biāo)原點(diǎn)位于(0,0)，圖像的低頻分量主要集中在頻譜圖的4個(gè)角區(qū)域。對(duì)進(jìn)行傅里葉變換所得的頻譜圖即為，其坐標(biāo)原點(diǎn)位于()，圖像的低頻分雖主要集中在頻譜圖的中心區(qū)域。因?yàn)楫?dāng)和時(shí)，有根據(jù)二維離散傅里葉變換的平移性所以，對(duì)進(jìn)行傅里葉變換后所得頻譜圖的坐標(biāo)原點(diǎn)位于(M/2，N/2)，圖像的低頻分量就集中在頻譜圖的中心區(qū)域了三、圖像變換(簡(jiǎn)答題，難，8分)

[題目]

圖像的傅里葉頻譜是如何反映圖像的特征的？[參考答案]

傅里葉頻譜的低頻主要取決于圖像在平坦區(qū)域中灰度的總體分布，而高頻主要取決于圖像的邊緣和噪聲等細(xì)節(jié)。按照?qǐng)D像空間域和頻率域的對(duì)應(yīng)關(guān)系，空域中的強(qiáng)相關(guān)性，即由于圖像中存在大績(jī)的平坦區(qū)域，使得圖像中的相鄰或相近像素般趨向于取相同的灰度值，反映在頻率域中，就是圖像的能量主要集中于低頻部分。根據(jù)傅里葉頻譜的周期性和平移性，當(dāng)把傅里葉頻譜圖的原點(diǎn)從(0，0)平移至()時(shí),圖像的低頻分量就主要集中在以()為坐標(biāo)原點(diǎn)的中心區(qū)域。具有這種特點(diǎn)的圖像二維頻譜圖，就比較清楚地展現(xiàn)了圖像中低頻信號(hào)在圖像總能童中所占的比率，以及低頻信號(hào)向高頻信號(hào)過(guò)渡的變化情況，既具有可視化特點(diǎn)，又便于頻率域低通濾波和高頻濾波實(shí)現(xiàn)三、圖像變換(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

功率譜表示的意義是什么？[參考答案]

功率譜定義為頻譜的平方，反映了離散信號(hào)的能量在頻率域上的分布情況。對(duì)于二維數(shù)字圖像來(lái)說(shuō)，由于傅里葉頻譜的低頻主要集中在二維頻譜圖的中心，所以圖像的功率譜反映了該圖像中低頻能量到高頻能量的分布情況，以及低頻能量聚集于頻譜圖的中心的程度，后者反映了該圖像中低頻信號(hào)的圖像功率(能量)與圖像總功率(能量)的比率關(guān)系。三、圖像變換(簡(jiǎn)答題，易，6分)

[題目]

一幅圖像的灰度平均值與該幅圖像的傅里葉變換有什么聯(lián)系？[參考答案]

因?yàn)橐环膱D像的灰度平均。可表示為。由二維離散傅里葉變換公式義有。比較這兩個(gè)公式可知，一幅圖像的灰度平均值與該幅圖像的傅立葉變換之間的聯(lián)系可表示為。四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

高通濾波[參考答案]

分為空間域高通濾波與頻率域高通濾波兩種。圖像的空間域高通濾波是指通過(guò)某種空間域高通濾波運(yùn)算，讓符合某種要求的較高灰度值通過(guò)，而將不符合某種要求的較小灰度值濾除掉。圖像的頻率域高通濾波是指通過(guò)某種頻率域高通濾波運(yùn)算，讓符合某種要求的所有高頻沒(méi)有衰減地通過(guò)，而將不符合某種要求的所有低頻濾除掉。四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

中值濾波[參考答案]

是指選用線(xiàn)形、十字形、方形、菱形或圓形等為窗日，采用類(lèi)似于模板(窗口)運(yùn)算的方法控制窗日在待濾波圖像上移動(dòng)，對(duì)待濾波圖像中位于窗口內(nèi)的所有像素的灰度進(jìn)行排序，讓濾波結(jié)果圖像中的那個(gè)與窗口中心點(diǎn)處的像素位置的像素取排序結(jié)果的中間值。四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

帶阻濾波[參考答案]

是一種用于消除以某點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)中心的給定區(qū)域內(nèi)的頻率，或用于阻止以某點(diǎn)為對(duì)稱(chēng)中心的一定頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過(guò)的濾波器四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

各向同性[參考答案]

通常用于指出在圖像銳化和邊緣檢測(cè)中，那些對(duì)任意方向的邊緣和輪廓都有相同檢測(cè)能力的銳化算子和邊緣檢測(cè)算子所具有的性能。也即稱(chēng)那些對(duì)任意方向的邊緣和輪廓都有相同檢測(cè)能力的銳化算子和邊緣檢測(cè)算子為各向同性的。四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

圖像銳化[參考答案]

是一種突出和加強(qiáng)圖像中景物的邊緣和輪廓的技術(shù)。四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

歸一化直方圖[參考答案]

設(shè)圖像的第k級(jí)歸一化灰度值為，圖像具有歸一化灰度值、的像素個(gè)數(shù)為，圖像中的總像素個(gè)數(shù)為，則圖像的歸一化直方圖由給出。其中，四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

空I司域圖像增強(qiáng)[參考答案]

是指在圖像平面中對(duì)圖像的像素灰度值直接進(jìn)行處理的圖像增強(qiáng)方法。四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

圖像噪聲[參考答案]

在圖像上出現(xiàn)的一些隨機(jī)的、離散的和孤立的不協(xié)調(diào)像素點(diǎn)稱(chēng)為圖像噪聲。圖像噪聲在視覺(jué)上通常與它們相鄰的像素明顯不同，表現(xiàn)形式為在較黑區(qū)域上的隨機(jī)自點(diǎn)或較自區(qū)域上的隨機(jī)黑點(diǎn)，明顯會(huì)影響圖像的視覺(jué)效果。四、圖像增強(qiáng)(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

對(duì)比度拉伸[參考答案]

是一種提高圖像中某些灰度值間的動(dòng)態(tài)范圍的圖像增強(qiáng)方法。根據(jù)造成圖像低對(duì)比度的原因和應(yīng)用的目的不同，利用簡(jiǎn)單的分段線(xiàn)性函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)比度拉伸變換。四、圖像增強(qiáng)(簡(jiǎn)答題，中，10分)

[題目]

在空間域中，圖像平滑和圖像銳化算子中的系數(shù)值各有什么特征？[參考答案]

圖像平滑用于消除圖像中的噪聲，其基本思路是采用鄰域平均法，也即通過(guò)圖像平滑算子與圖像的卷積運(yùn)算，使平滑算子涵蓋的鄰域范圍內(nèi)的像素進(jìn)行加權(quán)平均。因此圖像平滑算子中的元素都為正數(shù)；為了增強(qiáng)算子中心元素的重要性，更好地近似具有高斯概率分布的噪聲特性，有些算子的中心元素取其鄰域元素值之和的2倍值，所以平滑算子是以主對(duì)角線(xiàn)和負(fù)對(duì)角線(xiàn)分別對(duì)稱(chēng)的對(duì)稱(chēng)矩陣。另外，由于平滑算子采用鄰域平均的方法，所以該類(lèi)算子還包含一個(gè)其分母值等于算子中各元素值之和的分?jǐn)?shù)系數(shù)。幾個(gè)典型的圖像平滑算子如：圖像銳化用于提升圖像的邊緣和輪廓，其基本思路是利用梯度算子和二階偏導(dǎo)數(shù)算子與圖像進(jìn)行卷積，在實(shí)現(xiàn)中是用差分近似梯度和偏導(dǎo)數(shù)。銳化算子分為各向同性算子和各向不同性算子：對(duì)于各向同性銳化算子，算子的中心元素或?yàn)檎麛?shù)或?yàn)樨?fù)整數(shù)，而其鄰域元素一般取與其中心元素符號(hào)相反的負(fù)整數(shù)或正整數(shù)，且該類(lèi)算子是以主對(duì)角線(xiàn)和負(fù)對(duì)角線(xiàn)分別對(duì)稱(chēng)的對(duì)稱(chēng)矩陣，算子中各元素值之和應(yīng)為零。幾個(gè)典型拉普拉斯算子各向同性圖像銳化算子為：對(duì)于3

3各向異性銳化算子，算子的中間一行(對(duì)應(yīng)于水平方向)或中間一列(對(duì)應(yīng)于垂直方向)元素的值為零，而被中間一行隔離的兩行或被中間一列隔離的兩列的元素互為相反數(shù)。中間一行為零的為水平方向<y方向，相對(duì)于圖像顯示坐標(biāo))銳化算子，中間一列為零的為垂直方向(，方向)銳化算子，這樣就可通過(guò)具有同方向兩行／列的相反值特征的算子與圖像的卷積，達(dá)到增強(qiáng)／檢測(cè)該方向邊緣的目的。幾個(gè)典型各向異性圖像銳化算子如下。Sobel(各向異性)銳化算子：Prewitt（各向異性）銳化算子：四、圖像增強(qiáng)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

圖像平滑(低通濾波)的主要用途是什么？該操作對(duì)圖像質(zhì)量會(huì)帶來(lái)什么負(fù)面影響？[參考答案]

圖像平滑的主要用途是消除圖像中的噪聲。該操作對(duì)圖像質(zhì)量帶來(lái)的負(fù)面影響是：由于平滑算子實(shí)質(zhì)上是一種低通濾波器，且圖像中的邊緣反映的是圖像中的細(xì)節(jié)和高頻信息，所以在利用鄰域平均法進(jìn)行圖像平滑或利用低通濾波進(jìn)行圖像消噪的同時(shí)，會(huì)使圖像的邊緣變得模糊。并且，進(jìn)行圖像平滑的模板的大小與圖像平滑的效果密切相關(guān)，模板尺寸越大，平滑后的圖像就越模糊。四、圖像增強(qiáng)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

圖像銳化(高通濾波)的主要用途是什么？該操作對(duì)圖像質(zhì)量會(huì)帶來(lái)什么負(fù)面影響？[參考答案]

圖像銳化主要用于突出和加強(qiáng)圖像中景物的邊緣和輪廓。該操作對(duì)圖像質(zhì)量帶來(lái)的負(fù)面影響是：由于銳化算子實(shí)質(zhì)是一種高通濾波器，通過(guò)圖像銳化在增強(qiáng)圖像邊界和細(xì)節(jié)的同時(shí)，也使噪聲得到了加強(qiáng)。另外，各向異性算子由于算子中間一行／一列兩邊元素的相反值特征，會(huì)使銳化后的圖像的邊緣比較粗。因此，進(jìn)行圖像銳化處理的圖像應(yīng)有較高的信噪比，否則經(jīng)銳化后的圖像的質(zhì)量會(huì)進(jìn)一步降低。四、圖像增強(qiáng)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

中值濾波的主要用途是什么？與低通濾波相比，它有哪此優(yōu)越性？[參考答案]

中值濾波的主要用途是消除圖像中的噪聲，并且對(duì)于消除圖像中的隨機(jī)噪聲和脈沖噪聲非常有效。與頻率域低通濾波相比，中值濾波運(yùn)算簡(jiǎn)單，在濾除噪聲的同時(shí)能很好地保護(hù)圖像的邊緣和銳角等細(xì)節(jié)信息。四、圖像增強(qiáng)(簡(jiǎn)答題，難，4分)

[題目]

高斯函數(shù)具有什么特點(diǎn)？[參考答案]

高斯函數(shù)的傅里葉變換和反變換均為高斯函數(shù)，所以可以用來(lái)尋找空間域與頻率域之間的聯(lián)系。四、圖像增強(qiáng)(簡(jiǎn)答題，中，8分)

[題目]

直方圖均衡的基本思想是什么？直方圖均衡圖像增強(qiáng)處理的主要步驟是什么？[參考答案]

直方圖均衡的基本思想就是把一幅具有任意灰度概率分布的圖像，變換成一幅接近均勻概率分布的新圖像。利用直方圖均衡方法進(jìn)行圖像增強(qiáng)的過(guò)程的主要步驟如下：(l)計(jì)算原圖像的歸一化灰度級(jí)別及其分布概率。(2)根據(jù)直方圖均衡化公式求變換函數(shù)的各灰度等級(jí)值。(3)將所得變換函數(shù)的各灰度等級(jí)值轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的灰度級(jí)別值，從而得到均衡化后的新圖像的灰度級(jí)別值。(4)根據(jù)其相關(guān)關(guān)系求新圖像的各灰度級(jí)別值的像素?cái)?shù)目。(5)求新圖像中各灰度級(jí)別的分布概率。(6)畫(huà)出經(jīng)均衡化后的新圖像的直方圖。四、圖像增強(qiáng)(計(jì)算題，易，14分)

[題目]

已知有一幅大小為的圖像，灰度級(jí)為8，圖像中各灰度級(jí)的像素?cái)?shù)目和概率分布如下表所示。試用直方圖均衡方法對(duì)該圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，并畫(huà)出處理前后的直方圖。表

圖像數(shù)據(jù)014500.354110300.25125300.12932700.09042800.06852060.05061500.0377800.020[參考答案]

（1）根據(jù)直方圖均衡化公式求變換函數(shù)的各灰度等級(jí)值同理有

(2)將所得的變換函數(shù)的灰度等級(jí)值轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的灰度級(jí)別值根據(jù)8個(gè)灰度級(jí)別的十進(jìn)制數(shù)值：0

0.143

0.286

0.492

0.571

0.721

0.857分析可得

(3)求新圖像的各灰度級(jí)別的像素個(gè)數(shù)由分析可知，新圖像各灰度級(jí)別的像素個(gè)數(shù)和分布概率如下表中的和。000100214500.354300410300.25155300.12966500.15974360.106

(4)畫(huà)出原圖像和均衡化后新圖像的直方圖原圖像和均衡化后新圖像的直方圖如下圖所示。四、圖像增強(qiáng)(計(jì)算題，易，6分)

[題目]

從Butterworth低通濾波器出發(fā)推導(dǎo)其對(duì)應(yīng)的高通濾波器。[參考答案]

根據(jù)低通濾波器與其對(duì)應(yīng)的高通濾波器之間的互補(bǔ)性，得題目]

試證明空域平滑法(如Laplacian8鄰平滑模板)等效于頻域低通濾波器。[參考答案]

若選用平滑模板則其空域表達(dá)式為Z變換后有所以將和代入上式，得到其系統(tǒng)函數(shù)(傅里葉表達(dá)式)為對(duì)上式，當(dāng)時(shí)，，說(shuō)明處理前后圖像的平均灰度值不變；而當(dāng)或時(shí)，，說(shuō)明高頻被抑制。的示意圖如下圖所示，其結(jié)果為一低通濾波器。高斯型低通濾波器在頻域中的傳遞函數(shù)為證明其空間域的相應(yīng)濾波器形式為[參考答案]

證明

相當(dāng)于頻域中點(diǎn)至原點(diǎn)的距離，設(shè)為。定義如下關(guān)系：這樣其傅里葉反變換為設(shè)，則上式變?yōu)轱@然，中括號(hào)內(nèi)的項(xiàng)表示高斯分布在上的積分，其值為1，所以用代替得五、圖像恢復(fù)(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

圖像恢復(fù)[參考答案]

圖像恢復(fù)就是使退化了的圖像去除退化因素，并以最大的保真度恢復(fù)成原來(lái)圖像的一種技術(shù)。五、圖像恢復(fù)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

椒鹽噪聲[參考答案]

椒鹽噪聲類(lèi)似于隨機(jī)分布在圖像上的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)，通常被數(shù)字化為最大灰度值的純自或最小灰度值的純黑。將黑點(diǎn)形象為胡椒點(diǎn)，將自點(diǎn)形象為鹽點(diǎn)，因而名為椒鹽噪聲。把白點(diǎn)看做正脈沖，黑點(diǎn)看做負(fù)脈沖，所以椒鹽噪聲也稱(chēng)為脈沖噪聲，有時(shí)也將其稱(chēng)為散粒噪聲或尖峰噪聲。五、圖像恢復(fù)(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

白噪聲[參考答案]

當(dāng)圖像面上不同點(diǎn)的噪聲不相關(guān)時(shí)，稱(chēng)為白噪聲，其功率譜密度為常數(shù)，也即其強(qiáng)度不隨頻率的增加而衰減。白噪聲是一個(gè)數(shù)學(xué)上的抽象概念，實(shí)用上，只要噪聲帶寬遠(yuǎn)大于圖像帶寬，就可以把它看做是白噪聲。五、圖像恢復(fù)(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

高斯噪聲[參考答案]

是一種源于電子電路噪聲和由低照明度或高溫帶來(lái)的傳感器噪聲。高斯噪聲也稱(chēng)為正態(tài)噪聲，其概率密度函數(shù)為

五、圖像恢復(fù)(簡(jiǎn)答題，易，7分)

[題目]

什么叫做圖像復(fù)原？圖像復(fù)原與圖像增強(qiáng)有何區(qū)別？[參考答案]

圖像復(fù)原，又叫圖像恢復(fù)，就是盡可能地減少或消除圖像質(zhì)量的下降，恢復(fù)被退化的圖像的本來(lái)面目。圖像復(fù)原與圖像增強(qiáng)的主要區(qū)別如下：首先，圖像恢復(fù)利用退化模型來(lái)恢復(fù)圖像，則圖像增強(qiáng)一般無(wú)須對(duì)圖像降質(zhì)過(guò)程建立模型。其次，圖像恢復(fù)是針對(duì)圖像整體，以改善圖像的整體質(zhì)量。而圖像增強(qiáng)是針對(duì)圖像的局部，以改善圖像的局部特性，如圖像的平滑和銳化。再者，圖像恢復(fù)的過(guò)程，要有一個(gè)客觀的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則，則圖像增強(qiáng)很少涉及統(tǒng)一的客觀評(píng)價(jià)準(zhǔn)許則。五、圖像恢復(fù)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

圖像恢復(fù)的基本思路是什么？[參考答案]

圖像恢復(fù)的基本思路就是找出使原圖像退化的因素和使圖像質(zhì)量降低的物理過(guò)程，建立退化圖像的退化模型，并據(jù)此采用相反的過(guò)程對(duì)圖像進(jìn)行處理，從而盡可能地恢復(fù)出原圖來(lái)。五、圖像恢復(fù)(簡(jiǎn)答題，中，7分)

[題目]

被噪聲污染圖像的典型恢復(fù)方一法有哪幾種？它們分別適合于消除圖像中的哪此噪聲？[參考答案]

被噪聲污染圖像的典型恢復(fù)方法及適合于消除的噪聲類(lèi)型如下：(1)諧波均值濾波恢復(fù)方法善于處理像高斯噪聲那樣的噪聲，且對(duì)“鹽”噪聲處理效果很好，但要注意的是它不太適合于處理“胡椒點(diǎn)”噪聲。(2）逆諧波均值濾波恢復(fù)方法，比較適合于減少和消除椒鹽噪聲。(3)中點(diǎn)濾波恢復(fù)方法，比較適合于消除高斯噪聲和均勻隨機(jī)分布類(lèi)噪聲。(4)自適應(yīng)中值濾波恢復(fù)方法，可以處理具有較大概率的沖擊噪聲，且在平滑其他非沖擊噪聲時(shí)可以保存圖像中的邊緣細(xì)節(jié)信息。八、形態(tài)學(xué)圖像處理(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

腐蝕[參考答案]

設(shè)A為目標(biāo)圖像,B為結(jié)構(gòu)元素,y為集合平移的位移量，則目標(biāo)圖像A可被結(jié)構(gòu)元素B腐蝕定義為八、形態(tài)學(xué)圖像處理(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

膨脹[參考答案]

膨脹是腐蝕的對(duì)偶運(yùn)算。設(shè)A為目標(biāo)圖像,B為結(jié)構(gòu)元素，y為集合平移的位移量，則目標(biāo)圖像A可被結(jié)構(gòu)元素B膨脹定義為八、形態(tài)學(xué)圖像處理(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

開(kāi)運(yùn)算[參考答案]

是指使用同一個(gè)結(jié)構(gòu)元素對(duì)目標(biāo)圖像先進(jìn)行腐蝕運(yùn)算，再進(jìn)行膨脹運(yùn)算。設(shè)A為目標(biāo)圖像,B為結(jié)構(gòu)元素，則結(jié)構(gòu)元素B對(duì)目標(biāo)圖像A的開(kāi)運(yùn)算可定義為八、形態(tài)學(xué)圖像處理(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

閉運(yùn)算[參考答案]

閉運(yùn)算是開(kāi)運(yùn)算的對(duì)偶運(yùn)算，是指使用同1個(gè)結(jié)構(gòu)元素對(duì)目標(biāo)圖像先進(jìn)行膨脹運(yùn)算，再進(jìn)行腐蝕運(yùn)算。設(shè)A為目標(biāo)圖像,B為結(jié)構(gòu)元素，則結(jié)構(gòu)元素B對(duì)目標(biāo)圖像A的閉運(yùn)算可定義為八、形態(tài)學(xué)圖像處理(簡(jiǎn)答題，中，3分)

[題目]

開(kāi)運(yùn)算與腐蝕運(yùn)算相比有何優(yōu)越性？[參考答案]

腐蝕運(yùn)算和開(kāi)運(yùn)算都具有消除圖像中比結(jié)構(gòu)元素小的成分的作用。但腐蝕運(yùn)算在消除圖像中比結(jié)構(gòu)元素小的成分的同時(shí)，會(huì)使圖像中的目標(biāo)物體收縮變小；而開(kāi)運(yùn)算在消除圖像中比結(jié)構(gòu)元素小的成分的同時(shí)，能較好地保持圖像中目標(biāo)物體的大小不變。這是開(kāi)運(yùn)算相對(duì)于腐蝕運(yùn)算的優(yōu)越性。八、形態(tài)學(xué)圖像處理(簡(jiǎn)答題，中，3分)

[題目]

閉運(yùn)算與膨脹運(yùn)算相比有何優(yōu)越性？[參考答案]

膨脹運(yùn)算和閉運(yùn)算都具有填充圖像中比結(jié)構(gòu)元素小的小孔和狹窄縫隙的作用。但膨脹運(yùn)算在填充圖像中比結(jié)構(gòu)元素小的小孔和狹窄縫隙的同時(shí)，會(huì)使圖像中的目標(biāo)物體擴(kuò)大；而閉運(yùn)算在填充圖像中比結(jié)構(gòu)元素小的小孔和狹窄縫隙的同時(shí)，能較好地保持圖像中目標(biāo)物體的大小不變。這是閉運(yùn)算相對(duì)于膨脹運(yùn)算的優(yōu)越性。[題目]

已知一幅灰度圖像的矩陣為A，結(jié)構(gòu)元素矩陣為B，試寫(xiě)出結(jié)構(gòu)元素B對(duì)A進(jìn)行腐蝕運(yùn)算與膨脹運(yùn)算的結(jié)果。[參考答案]

(1)下面是計(jì)算圖像A的灰度腐蝕運(yùn)算的過(guò)程，腐蝕過(guò)程中各步的圖示如下圖所示，為了表述上的方便，以下各步只給出子圖的序號(hào)。腐蝕過(guò)程圖示①將B重疊在A的左上角33區(qū)域上，如圖(al)所示。②依次用A的中心元素減去B的各個(gè)元素并將結(jié)果放在對(duì)應(yīng)的位置上，如圖(a2)所示。③依次將B移動(dòng)到A的右側(cè)33區(qū)域上進(jìn)行相同的操作，每次向右移動(dòng)一列。圖(b1)所示為把B移動(dòng)到A的右側(cè)相鄰33區(qū)域上，圖(b2)為此時(shí)計(jì)算的結(jié)果。圖(c2)、圖(d2)分別為每次右移一列后的計(jì)算結(jié)果。④將B下移一行，重疊在第二行左邊開(kāi)始的33區(qū)域上，依據(jù)上述方法求得計(jì)算結(jié)果，然后每次向右移動(dòng)一列進(jìn)行計(jì)算。該行處理完畢后，下移一行繼續(xù)計(jì)算，直到將圖像中的所有33區(qū)域覆蓋完畢為止。圖(el）、圖（fl）、圖(g1）、圖（hl）、圖（i1）、圖(j1）、圖（k1）…圖(p1)依次為依據(jù)上述路徑重疊在A上時(shí)的中心元素，圖(e2),圖(f2),圖(g2),圖(h2),圖(i2)、圖(j2),圖（k2)、圖(p2)依次為依據(jù)上述路徑重疊在A上之后計(jì)算的結(jié)果。⑤取得到的所有位置結(jié)果的最小值，即為圖像灰度矩陣A中元素腐蝕的結(jié)果，如圖(q)所示。腐蝕的最終結(jié)果如圖(q)所示。（2）下面是計(jì)一算圖像A的灰度膨脹運(yùn)算的過(guò)程，膨脹過(guò)程中各步的圖示如下圖所示，為了表述上的方便，以下各步只給出子圖的序號(hào)。①將B重疊在A的左上角33區(qū)域上，如圖(a1)所示。②依次用A的中心元素加上B的各個(gè)元素并將結(jié)果放在對(duì)應(yīng)的位置上，如圖(a2)所示。③依次將B移動(dòng)到A的右側(cè)33區(qū)域上進(jìn)行相同的操作，每次向右移動(dòng)一列。圖(b1)所示為把B移動(dòng)到A的右側(cè)相鄰33區(qū)域上，圖(b2)為此時(shí)計(jì)算的結(jié)果圖(c2).圖(d2)分別為每次右移一列后的計(jì)算結(jié)果。④將B下移一行，重疊在第二行左邊開(kāi)始的33區(qū)域上，依據(jù)上述方法求得計(jì)算結(jié)果，然后每次向右移動(dòng)一列進(jìn)行計(jì)算。該行處理完畢后，下移一行繼續(xù)計(jì)算，直到將圖像中的所有33區(qū)域覆蓋完畢為止。圖（el）、圖（fl）、圖（g1）、圖（hl）、圖（i1）、圖(j1）、圖（k1）…圖(p1)依次為依據(jù)上述路徑重疊在A上時(shí)的中心元素，f1(e2)、圖(f2)、圖(g2)、圖(h2)、圖(i2)、圖(j2)、圖(k2)-二圖(p2)依次為依據(jù)上述路徑重疊在A上之后計(jì)算的結(jié)果。⑤取得到的所有位置結(jié)果的最小值，即為圖像灰度矩陣A中尤素腐蝕的結(jié)果，如圖((1)所示。膨脹運(yùn)算的最終結(jié)果如圖（q）所示。八、形態(tài)學(xué)圖像處理(簡(jiǎn)答題，易，6分)

[題目]

說(shuō)明灰度開(kāi)運(yùn)算和閉運(yùn)算對(duì)圖像處理的作用及其特點(diǎn)。[參考答案]

（l）兩種運(yùn)算的作用主要是：開(kāi)運(yùn)算可以去除相對(duì)于結(jié)構(gòu)元素較小的明亮細(xì)節(jié)，保持整體的灰度級(jí)和較大的明亮區(qū)域不變；也可以相對(duì)地保持較暗部分不受影響。閉運(yùn)算可以除去圖像中的暗細(xì)節(jié)部分，相對(duì)地保持明亮部分不受影響。(2)兩種運(yùn)算的特點(diǎn)主要是：灰度開(kāi)運(yùn)算與灰度閉運(yùn)算具有對(duì)偶性。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

假彩色[參考答案]

出于某此特殊的圖像分析日的，有時(shí)人們需要依據(jù)某一幅初始的彩色圖像，或依據(jù)多譜圖像中的某些波段生成另外的一幅彩色圖像，這一過(guò)程稱(chēng)為假彩色增強(qiáng)。由于得到的新彩色圖像不能反映原圖像的真實(shí)色彩，所以稱(chēng)為假彩色。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

偽彩色[參考答案]

由于人眼識(shí)別和區(qū)分灰度差異的能力十分有限，通常只有幾十種；而人眼識(shí)別和區(qū)分色彩的能力卻很強(qiáng)，可達(dá)數(shù)百種甚至上千種。利用人眼的這一生理特性，人們通過(guò)將一幅具有不同灰度級(jí)的圖像轉(zhuǎn)換為彩色圖像的方法，來(lái)提高人們對(duì)某些灰度圖像的分辨能力。由于利用這種方法構(gòu)建的彩色圖像中的彩色不是原圖像的真實(shí)色彩，所以將其稱(chēng)為偽彩色。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

飽和度[參考答案]

是一種純色被白光稀釋程度的度量。純色(可見(jiàn)光譜中包含的一系列單色光)是個(gè)飽和的，隨著白光的加入飽和度會(huì)逐漸降低，也即變成欠飽和；也由于純色中白光的加入，觀察者接收到的不再是某種純色，而是反應(yīng)該純色屬性的混合顏色。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)y，3分)

[題目]

真彩色[參考答案]

真彩色又稱(chēng)為全彩色，對(duì)應(yīng)的圖像稱(chēng)為真彩色圖像或全彩色圖像。真彩色是分別用一個(gè)字節(jié)表示R、G、B三種純色分量的亮度值，也即真彩色圖像中的一個(gè)像素的實(shí)際顏色值用一個(gè)三分量的值組(B、G、R)表示，因此真彩色包括的顏色種類(lèi)多達(dá)種。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

彩色模型[參考答案]

是一個(gè)三維坐標(biāo)系統(tǒng)或子空間規(guī)范，位于坐標(biāo)系統(tǒng)中的每一個(gè)點(diǎn)代表一種顏色。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

RGB模型[參考答案]

是一種基于笛卡兒坐標(biāo)的如下圖所示的彩色立方體子空間。R、G、B位于相應(yīng)坐標(biāo)軸的頂點(diǎn)，黑色位于原點(diǎn)，白色位于離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂點(diǎn)，青、品紅和黃位于其他的3個(gè)頂點(diǎn)。在RGB模型中，從黑色及各種深淺程度不同的灰色到自色的灰度值分布在從原點(diǎn)到離原點(diǎn)最遠(yuǎn)的頂點(diǎn)的連線(xiàn)上；立方體上或其內(nèi)部的點(diǎn)對(duì)應(yīng)不同的顏色，并用從原點(diǎn)到該點(diǎn)的矢量表示。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

HSL模型[參考答案]

是一種定義在如下圖所示的圓柱形坐標(biāo)的雙圓錐上的彩色立方體子空間。下面圓錐的頂點(diǎn)為黑點(diǎn)，亮度為0；上面圓錐的頂點(diǎn)為白點(diǎn)，亮度為1；連接黑點(diǎn)和白點(diǎn)的雙圓錐體的軸線(xiàn)稱(chēng)為表示亮度分量I的亮度軸。任何位于[0,1]區(qū)間內(nèi)的亮度值都可以由亮度軸與垂直于該亮度抽的圓平面(色環(huán)平面)的交點(diǎn)給出，該亮度值也給出了對(duì)應(yīng)色環(huán)平面中所有色點(diǎn)的亮度值。垂直于該亮度軸的一系列色環(huán)給出了色調(diào)和飽和度。紅色位于由亮度軸中心連至色環(huán)正右方的線(xiàn)(向量)上，與紅軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的夾角給出色調(diào)，向量的長(zhǎng)度給出對(duì)應(yīng)色調(diào)的飽和度?；趫A形彩色平面的HSI彩色模型九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

亮度[參考答案]

對(duì)于消色圖像來(lái)說(shuō)，亮度也即灰度。對(duì)于彩色圖像來(lái)說(shuō)，亮度是一種反映顏色明亮程度的屬性，顏色中摻入的白色越多，亮度就越大；摻入的黑色越多，亮度就越小。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)校?分)

[題目]

色調(diào)[參考答案]

是一種描述純色，即可見(jiàn)光譜中包含的一系列單色光的屬性。九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋?zhuān)祝?分)

[題目]

對(duì)比度[參考答案]

從生理學(xué)上講，對(duì)比度用于描述物體間亮度的差異性。在數(shù)字圖像處理中，是針對(duì)圖像的總體來(lái)描述亮度間的差異性，具體來(lái)說(shuō)是指圖像中的物體(目標(biāo))內(nèi)或物體與周?chē)尘爸g光強(qiáng)的差別。九、彩色與多光譜圖像處理(簡(jiǎn)答題，中，6分)

[題目]

解釋什么是三基色原理。相加混色的三種基色和三種補(bǔ)色分別是哪幾種顏色？相減混色的三種基色和三種補(bǔ)色分別是哪幾種顏色？[參考答案]

(1)自然界中的絕大多數(shù)顏色都可由紅、綠、藍(lán)這三種顏色組合而成；自然界中的絕大多數(shù)顏色也都可以分解成紅、綠、藍(lán)這三種顏色，這種現(xiàn)象稱(chēng)為色度學(xué)中的三基色原理。(2)相加混色的三種基色是紅、綠、藍(lán)；三種補(bǔ)色是青色、品紅色和黃色。(3)相減混色的三種基色是青色、品紅色和黃色；三種補(bǔ)色是紅、綠、藍(lán)。九、彩色與多光譜圖像處理(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

為什么用紅、綠、藍(lán)三基色的組合只能得到自然界中的絕大多數(shù)顏色，而不能得到所有顏色？[參考答案]

由CIE色度圖可知，要想確定色度圖中任意給定的三種顏色所組合成的顏色的范圍，只要將給定的這三種顏色對(duì)應(yīng)的3點(diǎn)連成一個(gè)三角形即可。由于在色度圖中任意給定3個(gè)顏色而得到的三角形不可能包含色度圖中的所有顏色，所以只用紅、綠、藍(lán)三基色并不能組合得到自然界中的所有顏色。九、彩色與多光譜圖像處理(簡(jiǎn)答題，中，7分)

[題目]

利用彩色視覺(jué)中相加混色和相減混色原理怎樣得到品紅色？[參考答案]

一般把紅、綠、藍(lán)三基色按不同比例相加進(jìn)行混色的方法稱(chēng)為相加混色。在相加混色中，得到品紅色的方法是：紅色+藍(lán)色=品紅色利用顏料和染料等的吸色性質(zhì)可以實(shí)現(xiàn)相減混色。在相減混色中，以青、品紅、黃為三基色構(gòu)成的CMY彩色模型常用于從白光中濾去某種顏色，從而實(shí)現(xiàn)相減混色。在相減混色中，得到品紅色的方法是：白色-綠色=品紅色九、彩色與多光譜圖像處理(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述飽和度和白光的關(guān)系。[參考答案]

飽和度給出了一種純色被白光稀釋的程度的亮度，與加入到純色中的白光成正比。純色是全飽和的，隨著白光的加入飽和度會(huì)逐漸降低，也即變成非飽和的。九、彩色與多光譜圖像處理(簡(jiǎn)答題，難，5分)

[題目]

簡(jiǎn)述亮度與白色和黑色的關(guān)系。[參考答案]

對(duì)于消色圖像來(lái)說(shuō)，僅有亮度一個(gè)屬性，亮度也即灰度。以亮度分布為256灰度級(jí)的圖像為例，白色是最亮的，灰度值為255；黑色是最不亮(暗)的，灰度值為0，其他則是一系列從淺到深排列的各種灰色。對(duì)于彩色圖像來(lái)說(shuō)，亮度是一種反映顏色明亮程度的屬性，純色中摻入的白色越多，亮度就越大；純色中摻入的黑色越多，亮度就越小。九、彩色與多光譜圖像處理(程序題，難，13分)

[題目]

比較RGB模型和HSI模型在彩色圖像處理中的特點(diǎn)，編程實(shí)現(xiàn)RUB到HSI以及HSI到RGB的轉(zhuǎn)換。[參考答案]

(1)RGB彩色模型的彩色立方體是一個(gè)對(duì)所有顏色值都進(jìn)行歸一化處理后的單位立方體，因而所有的RGB值都在［0，1］范圍內(nèi)取值。HSI彩色模型常用于觀察者進(jìn)行彩色匹配實(shí)驗(yàn)和為藝術(shù)家所使用，比較適合用色調(diào)(H)、飽和度(S)和亮度(I)描述被觀察物體顏色的解釋?zhuān)容^適合開(kāi)發(fā)基于彩色描述的圖像處理。(2)RGB到HSI轉(zhuǎn)換的MATLAB程序代碼如下：functionhsi＝RGBtoHSI(rgb)rgb＝im2double(rgb)；r＝rgb(：，：，1)；9＝rgb(：，：，2)；b＝rgb(：，：，3)；n＝0.5*((r-9)+(r-b))；m＝sgrt((r-g).^2+(r-b).*(9-b))；angle＝acos(n.／(m+eps))；H＝angle；H(b>g)＝2*pi-H(b>g)；H＝H/(2*pi)；n＝min(min(r，g)，g)；m=r+g+b；den(m＝＝0)＝eps：S＝1-3.*n.／m；H(S＝＝0)＝0；I＝(r+9+b)／3；hsi＝cat(3，H，S，I)：(3)HIS到HUB轉(zhuǎn)換的MATLAB程序代碼如下：functionrgb＝HSItoRGB(hsi)H＝hsi(：，：，1)*2*pi；S＝hsi(：，：，2)；I＝hsi(：，：，3)；R＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；G＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；B＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；i＝find((0＜＝H)＆(H<2*pi/3))；B(i)＝I(i).*(1-S(i))；R(i)＝I(i).*(1+S(i).*cos(H(i)).／cos(pi/3-H(i)))；G(i)＝3*I(i)-(R(i)+B(i))；i＝find((2*pi/3＜＝H)&(H<4*pi/3))；R(i)＝I(i).*(1-S(i))G(i)＝I(i).*(1+S(i)).*cos(H(i)-2*pi/3)./cos(pi-H(i)));B(i)＝3*I(i)-(R(i)+G(i))；i＝find((4*pi/3<＝H)＆(H<＝2*-pi))G(i)＝I(i).*(1-S(i));B(i)＝I(i).*(1+S(i).*cos(H(i)-4*pi/3)./cos(5*pi/3-H(i)));R(i)＝3*I(i)-(G(i)+B(i))；rgb＝cat(3，R，G，B)；rgb＝max(min(rgb，1)，0)；九、彩色與多光譜圖像處理(簡(jiǎn)答題，中，8分)

[題目]

彩色圖像平滑和銳化的基本思想是什么？[參考答案]

(l)彩色圖像平滑的基本思想總的來(lái)說(shuō)，彩色圖像的平滑除了處理的對(duì)象是向量外，還要注意圖像所用的彩色空間。①對(duì)1基于RGB彩色模型的彩色圖像進(jìn)行平滑，就是對(duì)彩色圖像的3個(gè)彩色通道R、G、B分別進(jìn)行平滑，其中對(duì)每個(gè)彩色分量的平滑與灰度圖像平滑方法相同。②對(duì)基于HSI彩色模型的彩色圖像進(jìn)行平滑，只需對(duì)彩色圖像的亮度分量I進(jìn)行平滑，原圖像的色調(diào)H和飽和度S信息不變。其中對(duì)亮度分量I的平滑與灰度圖像平滑方法相同。(2)彩色圖像銳化的基本思想①對(duì)基于RUB彩色模型的彩色圖像進(jìn)行銳化，就是對(duì)圖像的3個(gè)彩色通道R、G、B分別進(jìn)行銳化，其中對(duì)每個(gè)彩色分量的銳化與灰度圖像銳化方法相同。②對(duì)基于HSI彩色模型的彩色圖像進(jìn)行銳化，只需對(duì)彩色圖像的亮度分量I進(jìn)行銳化，原圖像的色調(diào)H和飽和度S信息不變。其中對(duì)亮度分量I的銳化與灰度圖像銳化方法相同。九、彩色與多光譜圖像處理(簡(jiǎn)答題，中，6分)

[題目]

解釋什么是三基色原理。相加混色的三種基色和三種補(bǔ)色分別是哪幾種顏色？相減混色的三種基色和三種補(bǔ)色分別是哪幾種顏色？[參考答案]

(1)自然界中的絕大多數(shù)顏色都可由紅、綠、藍(lán)這三種顏色組合而成；自然界中的絕大多數(shù)顏色也都可以分解成紅、綠、藍(lán)這三種顏色，這種現(xiàn)象稱(chēng)為色度學(xué)中的三基色原理。(2)相加混色的三種基色是紅、綠、藍(lán)；三種補(bǔ)色是青色、品紅色和黃色。(3)相減混色的三種基色是青色、品紅色和黃色；三種補(bǔ)色是紅、綠、藍(lán)。九、彩色與多光譜圖像處理(程序題，難，13分)

[題目]

比較RGB模型和HSI模型在彩色圖像處理中的特點(diǎn)，編程實(shí)現(xiàn)RUB到HSI以及HSI到RGB的轉(zhuǎn)換。[參考答案]

(1)RGB彩色模型的彩色立方體是一個(gè)對(duì)所有顏色值都進(jìn)行歸一化處理后的單位立方體，因而所有的RGB值都在［0，1］范圍內(nèi)取值。HSI彩色模型常用于觀察者進(jìn)行彩色匹配實(shí)驗(yàn)和為藝術(shù)家所使用，比較適合用色調(diào)(H)、飽和度(S)和亮度(I)描述被觀察物體顏色的解釋?zhuān)容^適合開(kāi)發(fā)基于彩色描述的圖像處理。(2)RGB到HSI轉(zhuǎn)換的MATLAB程序代碼如下：functionhsi＝RGBtoHSI(rgb)rgb＝im2double(rgb)；r＝rgb(：，：，1)；9＝rgb(：，：，2)；b＝rgb(：，：，3)；n＝0.5*((r-9)+(r-b))；m＝sgrt((r-g).^2+(r-b).*(9-b))；angle＝acos(n.／(m+eps))；H＝angle；H(b>g)＝2*pi-H(b>g)；H＝H/(2*pi)；n＝min(min(r，g)，g)；m=r+g+b；den(m＝＝0)＝eps：S＝1-3.*n.／m；H(S＝＝0)＝0；I＝(r+9+b)／3；hsi＝cat(3，H，S，I)：(3)HIS到HUB轉(zhuǎn)換的MATLAB程序代碼如下：functionrgb＝HSItoRGB(hsi)H＝hsi(：，：，1)*2*pi；S＝hsi(：，：，2)；I＝hsi(：，：，3)；R＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；G＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；B＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；i＝find((0＜＝H)＆(H<2*pi/3))；B(i)＝I(i).*(1-S(i))；R(i)＝I(i).*(1+S(i).*cos(H(i)).／cos(pi/3-H(i)))；G(i)＝3*I(i)-(R(i)+B(i))；i＝find((2*pi/3＜＝H)&(H<4*pi/3))；R(i)＝I(i).*(1-S(i))G(i)＝I(i).*(1+S(i)).*cos(H(i)-2*pi/3)./cos(pi-H(i)));B(i)＝3*I(i)-(R(i)+G(i))；i＝find((4*pi/3<＝H)＆(H<＝2*-pi))G(i)＝I(i).*(1-S(i));B(i)＝I(i).*(1+S(i).*cos(H(i)-4*pi/3)./cos(5*pi/3-H(i)));R(i)＝3*I(i)-(G(i)+B(i))；rgb＝cat(3，R，G，B)；rgb＝max(min(rgb，1)，0)；九、彩色與多光譜圖像處理(程序題，中，10分)

[題目]

根據(jù)HSI模型的定義，編寫(xiě)顯示下圖的H、S和I分量圖像。[參考答案]

題圖的H、S、I分量的圖像顯示程序如下：functionhsi＝RGBtoHSI(image)

%該函數(shù)的功能是將圖像轉(zhuǎn)換成HIS模型rgb＝im2double(image)；r＝rgb(：，：，1)；g＝rgb(：，：，2)；b＝rgb(：，：，3)；n＝0.5*((r-9)+(r-b))；m＝sqrt((r一9).^2+(r-b).*(g-b))；H＝acos(n.／(m+eps))；H(b>g)＝2*pi-H(b>g)；H＝H/(2*pi)；n＝min(min(r，g)，b)；m＝r+9+b；den(m＝＝0)＝eps；S＝1-3.*n.／m；H(S＝＝0)＝0；I＝(r+9+b)／3；hsi＝cat(3，H，S，I)；在命令窗口中輸人以下命令：＞＞f＝imread('F:\clip-image002.bmp')；

%從磁盤(pán)中讀取圖像＞＞hsi＝RGBtoHSI(f)；

%將圖像轉(zhuǎn)換成HIS＞＞figure，imshow(hsi(：，：，1))，figure，imshow(hsi(：，：，2))，figure，imshow(hsi(：，：，3))

%顯示出H、S和I分量圖像運(yùn)行上述命令即可顯示出如題圖所示的H、S和I分量圖像。十二、綜合練習(xí)(簡(jiǎn)答題，難，5分)

[題目]

為什么說(shuō)HSI模型對(duì)于開(kāi)發(fā)基于彩色描述的圖像處理方法是一個(gè)較為理想的工具。[參考答案]

HSI模型是用H（色調(diào)，即顏色）、S（飽和度）、I（強(qiáng)度）來(lái)描述顏色特性的，更接近人對(duì)彩色的認(rèn)識(shí)和解釋?zhuān)虼四軌驕p少彩色圖像處理的復(fù)雜性，從而增加快速型，是一個(gè)較為理想的工具。十二、綜合練習(xí)(簡(jiǎn)答題，中，7分)

[題目]

試討論用于平滑處理的濾波器和用于銳化處理的濾波器之間的區(qū)別和聯(lián)系。[參考答案]

不同相同平滑低通濾波器，主要用來(lái)去除噪聲都有理想、指數(shù)巴特沃思、梯形這幾種濾波器，都是圖像增強(qiáng)的方法，從而滿(mǎn)足視覺(jué)的要求。銳化高通濾波器，主要用來(lái)增強(qiáng)邊緣信息十二、綜合練習(xí)(簡(jiǎn)答題，難，8分)

[題目]

已知一幅圖像的灰度級(jí)為8，即（0，1）之間劃分為8個(gè)灰度等級(jí)。圖像的左邊一半為深灰色，其灰度級(jí)為，而右邊一半是黑色，其灰度級(jí)為0，如圖4-53所示。試對(duì)此圖像進(jìn)行直方圖均衡化處理，并描述一下處理后的圖像是一幅什么樣的圖像。[參考答案]

用直方圖均衡化處理后左邊的深灰色變?yōu)榘咨浠叶戎禐?55，即等級(jí)為1。由變?yōu)槭?、綜合練習(xí)(簡(jiǎn)答題，中，5分)

[題目]

如果一幅圖像已經(jīng)用直方圖均衡化方法進(jìn)行了處理，那么對(duì)處理后的圖像再次應(yīng)用直方圖均衡化，處理的結(jié)果會(huì)不會(huì)更好？[參考答案]

處理結(jié)果與處理前結(jié)果大致相同，沒(méi)有太大的變化，只是平均值稍有所變。十二、綜合練習(xí)(簡(jiǎn)答題，易，5分)

[題目]

為什么一般情況下對(duì)離散圖像的直方圖均衡化并不能產(chǎn)生完全平坦的直方圖？[參考答案]

這是由于直方圖均衡化是將圖像灰度的概率密度均勻分布，只將幾個(gè)像素較少的灰度級(jí)歸并到了一個(gè)新的灰度級(jí)上，而像素較多的灰度級(jí)間隔拉大。十二、綜合練習(xí)(計(jì)算題，易，7分)

[題目]

試給出把灰度范圍（0，10）拉伸為（0，15），把灰度范圍（10，20）移到（15，25），并把灰度范圍（20，30）壓縮為（25，30）的變換方程。[參考答案]

由得：（1）；（2）、；（3）、十二、綜合練習(xí)(計(jì)算題，易，7分)

[題目]

試給出變換方程，使其滿(mǎn)足在的范圍內(nèi)，是的線(xiàn)性函數(shù)。[參考答案]

十二、綜合練習(xí)(計(jì)算題，難，10分)

[題目]

已知一幅64×64數(shù)字圖像的灰度級(jí)有8個(gè)，各灰度級(jí)出現(xiàn)的頻數(shù)如表a所示。試將此幅圖像進(jìn)行直方圖變換，使其變換后的圖像具有如表b所示的灰度級(jí)分布，并畫(huà)出變換前后圖像的直方圖。表a

表b

012345675609201046705356267170720.140.220.260.170.090.060.040.02

0123456700079010238509854480000.190.250.210.240.11[參考答案]

處理前

560

560

230690

920

333713

1046

137568

705

356

356

61206267

170170

7272處理后0007901023850985448

十二、綜合練習(xí)(計(jì)算題，易，7分)

[題目]

有一幅圖像由于受到干擾，圖中有若干個(gè)亮點(diǎn)（灰度值為255），如圖所示。試問(wèn)此類(lèi)圖像如何處理，并將處理后的圖像畫(huà)出來(lái)。11187422552333332554333332554633452558234678[參考答案]

用的模塊進(jìn)行中值濾波？？？？？？232433333433333546334578？？？？？？十二、綜合練習(xí)(計(jì)算題，易，10分)

[題目]

數(shù)字圖像增強(qiáng)中拉普拉斯算子常用什么形式？試用拉普拉斯算子對(duì)圖進(jìn)行增強(qiáng)運(yùn)算，并將增強(qiáng)后的圖像畫(huà)出來(lái)。0000000000000000001111000011110000111100001111000000000000000000[參考答案]

數(shù)字圖像增強(qiáng)中拉普拉斯算子常用形式為處理后圖像為：？？？？？???？000000?？011110?？010010?？010010?？011110？？000000？？？？？？？？？十二、綜合練習(xí)(程序題，易，10分)

[題目]

試設(shè)計(jì)一個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)的中值濾波器。當(dāng)模板中心移過(guò)圖像中每個(gè)位置時(shí)，設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)便的中值更新方法。[參考答案]

MATLAB程序：A=imread(‘圖像名稱(chēng).bmp’);a=A(1,:);N=length(a);c=A(:,1);M=length(c);b=double(A);fori=2:M-1;

forj=2:N-1;

d(i,j)=median([b(i+1,j),b(i-1,j),b(i,j+1),b(i,j-1),b(i+1,j+1),b(i-1,j-1),b(i-1,j+1),b(i+1,j-1),b(i,j)]);

d(i,1)=d(i,2);

d(1,j)=d(2,j);

d(1,1)=d(2,2);

endendB=log(abs(d));imshow(B,[]);十二、綜合練習(xí)(圖題，中，12分)

[題目]

試畫(huà)出幾種高通濾波器的特性曲線(xiàn)。[參考答案]

a)

理想濾波器

b)

指數(shù)濾波器

c)

巴特沃斯濾波器

d)

梯形濾波器數(shù)字圖像處理一、填空題（每題1分，共15分）1、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2、存儲(chǔ)一幅大小為，256個(gè)灰度級(jí)的圖像，需要8Mbit。3、亮度鑒別實(shí)驗(yàn)表明，韋伯比越大，則亮度鑒別能力越差。4、直方圖均衡化適用于增強(qiáng)直方圖呈尖峰分布的圖像。5、依據(jù)圖像的保真度，圖像壓縮可分為無(wú)損壓縮和有損壓縮6、圖像壓縮是建立在圖像存在編碼冗余、像素間冗余、心理視覺(jué)冗余三種冗余基礎(chǔ)上。7、對(duì)于彩色圖像，通常用以區(qū)別顏色的特性是色調(diào)、飽和度亮度。8、對(duì)于拉普拉斯算子運(yùn)算過(guò)程中圖像出現(xiàn)負(fù)值的情況，寫(xiě)出一種標(biāo)定方法：二、選擇題（每題2分，共20分）1、采用冪次變換進(jìn)行灰度變換時(shí)，當(dāng)冪次取大于1時(shí)，該變換是針對(duì)如下哪一類(lèi)圖像進(jìn)行增強(qiáng)。（B）A圖像整體偏暗B圖像整體偏亮C圖像細(xì)節(jié)淹沒(méi)在暗背景中D圖像同時(shí)存在過(guò)亮和過(guò)暗背景2、圖像灰度方差說(shuō)明了圖像哪一個(gè)屬性。（B）A平均灰度B圖像對(duì)比度C圖像整體亮度D圖像細(xì)節(jié)3、計(jì)算機(jī)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［-11］T主要檢測(cè)（A）方向的邊緣。A.水平B.45°C.垂直D.135°5、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.高通濾波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(dòng)態(tài)范圍C、復(fù)原圖像D、平滑圖像7、彩色圖像增強(qiáng)時(shí)，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(quán)均值濾波D.中值濾波8、__B__濾波器在對(duì)圖像復(fù)原過(guò)程中需要計(jì)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(zhuǎn)移函數(shù)加上一常數(shù)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(qiáng)濾波器D.理想高通濾波器10、圖象與灰度直方圖間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是B__A.一一對(duì)應(yīng)B.多對(duì)一C.一對(duì)多D.都不三、判斷題（每題1分，共10分）1、馬赫帶效應(yīng)是指圖像不同灰度級(jí)條帶之間在灰度交界處存在的毛邊現(xiàn)象（√）2、高斯低通濾波器在選擇小的截止頻率時(shí)存在振鈴效應(yīng)和模糊現(xiàn)象。（×）3、均值平滑濾波器可用于銳化圖像邊緣。（×）4、高頻加強(qiáng)濾波器可以有效增強(qiáng)圖像邊緣和灰度平滑區(qū)的對(duì)比度。（√）5、圖像取反操作適用于增強(qiáng)圖像主體灰度偏亮的圖像。（×）6、彩色圖像增強(qiáng)時(shí)采用RGB模型進(jìn)行直方圖均衡化可以在不改變圖像顏色的基礎(chǔ)上對(duì)圖像的亮度進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)。（×）7、變換編碼常用于有損壓縮。（√）8、同態(tài)濾波器可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍壓縮和對(duì)比度增強(qiáng)。（√）9、拉普拉斯算子可用于圖像的平滑處理。（×）10、當(dāng)計(jì)算機(jī)顯示器顯示的顏色偏藍(lán)時(shí)，提高紅色和綠色分量可以對(duì)顏色進(jìn)行校正。（√）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1、逆濾波時(shí)，為什么在圖像存在噪聲時(shí)，不能采用全濾波？試采用逆濾波原理說(shuō)明，并給出正確的處理方法。復(fù)原由退化函數(shù)退化的圖像最直接的方法是直接逆濾波。在該方法中，用退化函數(shù)除退化圖像的傅立葉變換來(lái)計(jì)算原始圖像的傅立葉變換。由上式可以看到，即使我們知道退化函數(shù)，也可能無(wú)法準(zhǔn)確復(fù)原未退化的圖像。因?yàn)樵肼暿且粋€(gè)隨機(jī)函數(shù)，其傅氏變換未知。當(dāng)退化為0或非常小的值，N(u,v)/H(u,v)之比很容易決定的值。一種解決該問(wèn)題的方法實(shí)現(xiàn)值濾波的頻率時(shí)期接近原點(diǎn)值。2、當(dāng)在白天進(jìn)入一個(gè)黑暗劇場(chǎng)時(shí)，在能看清并找到空座位時(shí)需要適應(yīng)一段時(shí)間，試述發(fā)生這種現(xiàn)象的視覺(jué)原理。答：人的視覺(jué)絕對(duì)不能同時(shí)在整個(gè)亮度適應(yīng)范圍工作，它是利用改變其亮度適應(yīng)級(jí)來(lái)完成亮度適應(yīng)的。即所謂的亮度適應(yīng)范圍。同整個(gè)亮度適應(yīng)范圍相比，能同時(shí)鑒別的光強(qiáng)度級(jí)的總范圍很小。因此，白天進(jìn)入黑暗劇場(chǎng)時(shí)，人的視覺(jué)系統(tǒng)需要改變亮度適應(yīng)級(jí)，因此，需要適應(yīng)一段時(shí)間，亮度適應(yīng)級(jí)才能被改變。3、簡(jiǎn)述梯度法與Laplacian算子檢測(cè)邊緣的異同點(diǎn)？答：梯度算子和Laplacian檢測(cè)邊緣對(duì)應(yīng)的模板分別為-1-11111-411（梯度算子）（Laplacian算子）（2分）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(duì)應(yīng)于邊緣點(diǎn)；而Laplacian算子檢測(cè)邊緣是利用階躍邊緣灰度變化的二階導(dǎo)數(shù)特性，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(cè)邊緣，且都對(duì)噪聲敏感。（1分）4、將高頻加強(qiáng)和直方圖均衡相結(jié)合是得到邊緣銳化和對(duì)比度增強(qiáng)的有效方法。上述兩個(gè)操作的先后順序?qū)Y(jié)果有影響嗎？為什么？答：有影響，應(yīng)先進(jìn)行高頻加強(qiáng)，再進(jìn)行直方圖均衡化。高頻加強(qiáng)是針對(duì)通過(guò)高通濾波后的圖像整體偏暗，因此通過(guò)提高平均灰度的亮度，使圖像的視覺(jué)鑒別能力提高。再通過(guò)直方圖均衡化將圖像的窄帶動(dòng)態(tài)范圍變?yōu)閷拵?dòng)態(tài)范圍，從而達(dá)到提高對(duì)比度的效果。若先進(jìn)行直方圖均衡化，再進(jìn)行高頻加強(qiáng)，對(duì)于圖像亮度呈現(xiàn)較強(qiáng)的兩極現(xiàn)象時(shí)，例如多數(shù)像素主要分布在極暗區(qū)域，而少數(shù)像素存在于極亮區(qū)域時(shí)，先直方圖均衡化會(huì)導(dǎo)致圖像被漂白，再進(jìn)行高頻加強(qiáng)，獲得的圖像邊緣不突出，圖像的對(duì)比度較差。五、問(wèn)答題（共35分）1、設(shè)一幅圖像有如圖所示直方圖，對(duì)該圖像進(jìn)行直方圖均衡化，寫(xiě)出均衡化過(guò)程，并畫(huà)出均衡化后的直方圖。若在原圖像一行上連續(xù)8個(gè)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）答：①，k=0，1，…7，用累積分布函數(shù)（CDF）作為變換函數(shù)T[r]處理時(shí)，均衡化的結(jié)果使動(dòng)態(tài)范圍增大。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=10.38411s4=10.384②均衡化后的直方圖：③0、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、7第5頁(yè)（共7頁(yè)）第5頁(yè)（共7頁(yè)）2、對(duì)下列信源符號(hào)進(jìn)行Huffman編碼，并計(jì)算其冗余度和壓縮率。（10分）符號(hào)a1a2a3a4a5a6概率0.10.40.060.10.040.3解：霍夫曼編碼：原始信源信源簡(jiǎn)化符號(hào)概率1234a20.40.40.40.40.6a60.30.3