數(shù)字圖像處理與分析習(xí)題及答案

1、第一章 緒論課后4.數(shù)字囲像處理主要是対已有的圖臨比如說(shuō)可見(jiàn)光的團(tuán)條紅外圖協(xié)雷達(dá)成像進(jìn)行燥聲淵駅邊綣檢測(cè)，圖像険復(fù)等處理，就儼用P5處理昭 片一祥的。人雎識(shí)捌啊、指紋識(shí)別1取運(yùn)動(dòng)物體跟蹤啊，都居于圖像處理。去嗓有竊帳踴囪其他的有的腳J頻吏化亙曲如傅里葉變優(yōu) 卜液孌抿峯有很夢(mèng)這方面的書(shū)瓠團(tuán)冊(cè)學(xué)王要硏究SO何生成團(tuán)冊(cè)的，僅用duZDfF虱 就是酬學(xué)中卑法的應(yīng)用“呂種動(dòng)謹(jǐn)軟件中醐車(chē)去的生成瓠1. 數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容包含很多方面，請(qǐng)列出并簡(jiǎn)述其中的4種。 圖像數(shù)字化：將一幅圖像以數(shù)字的形式表示。主要包括采樣和量化兩個(gè)過(guò)程。 圖像增強(qiáng)：將一幅圖像中的有用信息進(jìn)行增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)其無(wú)用信息進(jìn)行抑制，提

2、高圖像的可觀察性。 圖像的幾何變換：改變圖像的大小或形狀。 圖像變換：通過(guò)數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時(shí)頻域等空間上進(jìn)行分析。 圖像識(shí)別與理解：通過(guò)對(duì)圖像中各種不同的物體特征進(jìn)行定量化描述后，將其所期望獲得的目標(biāo)物進(jìn)行提取，并且對(duì)所提取的目標(biāo)物進(jìn)行一定的定量分析。2. 什么是圖像識(shí)別與理解？圖像識(shí)別與理解是指通過(guò)對(duì)圖像中各種不同的物體特征進(jìn)行定量化描述后，將其所期望獲得的目標(biāo)物進(jìn)行提取，并且對(duì)所提取的目標(biāo)物進(jìn)行一定的定量分析。比如要從一幅照片上確定是否包含某個(gè)犯罪分子的人臉信息，就需要先將照片上的人臉檢測(cè)出來(lái)，進(jìn)而將檢測(cè)出來(lái)的人臉區(qū)域進(jìn)行分析，確定其是否是該犯罪分子。3. 簡(jiǎn)述

3、圖像幾何變換與圖像變換的區(qū)別。 圖像的幾何變換：改變圖像的大小或形狀。比如圖像的平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等，這些方法在圖像配準(zhǔn)中使用較多。 圖像變換：通過(guò)數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時(shí)頻域等空間上進(jìn)行分析。比如傅里葉變換、小波變換等。4. 一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)由哪幾個(gè)模塊組成?答：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(chǔ)、圖像輸出、圖像通信、圖像處理和分析5個(gè)模塊組成5. 連續(xù)圖像和數(shù)字圖像如何相互轉(zhuǎn)換？答：數(shù)字圖像將圖像看成是許多大小相同、 形狀一致的像素組成。 這樣，數(shù)字圖像可以 用二維 矩陣表示。將自然界的圖像通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像并由電子器件或系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為模擬圖像（連續(xù)圖像

4、）信號(hào)，再由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化器（ADC得到原始的數(shù)字圖像信號(hào)。圖像的數(shù)字 化包括離 散和量化兩個(gè)主要步驟。在空間將連續(xù)坐標(biāo)過(guò)程稱(chēng)為離散化，而進(jìn)一步將圖像的幅度值（可能 是灰度或色彩）整數(shù)化的過(guò)程稱(chēng)為量化。6. 采用數(shù)字圖像處理有何優(yōu)點(diǎn)？答：數(shù)字圖像處理與光學(xué)等模擬方式相比具有以下鮮明的特點(diǎn)：1具有數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)共有的特點(diǎn)。（1）處理精度高。（2）重現(xiàn)性能好。（3）靈活 性高。2數(shù)字圖像處理后的圖像是供人觀察和評(píng)價(jià)的，也可能作為機(jī)器視覺(jué)的預(yù)處理結(jié)果。3數(shù)字圖像處理技術(shù)適用面寬。4 數(shù)字圖像處理技術(shù)綜合性強(qiáng)。7. 數(shù)字圖像處理主要包括哪些研究?jī)?nèi)容？答:圖像處理的任務(wù)是將客觀世界的景象進(jìn)行獲取并轉(zhuǎn)化

5、為數(shù)字圖像、進(jìn)行增強(qiáng)、變換、編碼、恢復(fù)、重建、編碼和壓縮、分割等處理，它將一幅圖像轉(zhuǎn)化為另一幅具有新的意義的圖像。8. 常見(jiàn)的數(shù)字圖像處理開(kāi)發(fā)工具有哪些？各有什么特點(diǎn)？答目前圖像處理系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的主流工具為Visual C+（面向?qū)ο罂梢暬晒ぞ撸┖蚆ATLAB的圖像處理工具箱 （Image Processing Tool box。兩種開(kāi)發(fā)工具各有所長(zhǎng)且有相互間的軟件接口。Microsoft 公司的VC+是種具有高度綜合性能的面向?qū)ο罂梢暬晒ぞ?，用它開(kāi)發(fā)出來(lái)的Win 32程序有著運(yùn)行速度快、可移植能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。VC+所提供的Microsoft 基礎(chǔ)類(lèi)庫(kù)MFC對(duì)大部分與用戶(hù)設(shè)計(jì)有關(guān)的Wn 32

6、 應(yīng)用程序接口 API進(jìn)行了封裝，提高了代碼 的可重用性，大大縮短了應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)周期，降低了開(kāi)發(fā)成本。由于圖像格式多且復(fù)雜，為了減輕程序員將主要精力放在特定問(wèn)題的圖像處理算法上，VC+ 6.0提供的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)ImageLoad.dll 支持BMP JPG TIF等常用6種格式的讀寫(xiě)功能。MATLAB的圖像處理工具箱 MATLAB是由MathWorks公司推出的用于數(shù)值計(jì)算的有力工具，是一種第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，它具有相當(dāng)強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和操作功能，力求使人們擺脫繁雜的程序代碼。MATLAB圖像處理工具箱提供了豐富的圖像處理函數(shù)，靈活運(yùn)用這些函數(shù)可以完成大部分圖像處理工作，從而大大節(jié)省編寫(xiě)低層算法代碼

7、的時(shí)間，避免程序設(shè)計(jì) 中的重復(fù)勞動(dòng)。MATLAB圖像處理工具箱涵蓋了在工程實(shí)踐中經(jīng)常遇到的圖像處理手段和算法，如圖形句柄、圖像的表示、圖像變換、二維濾波器、圖像增強(qiáng)、四叉樹(shù)分解域邊緣檢 測(cè)、二值圖像處 理、小波分析、分形幾何、圖形用戶(hù)界面等。但是，MATLAB也存在不足 之處限制了其在圖像處理軟件中實(shí)際應(yīng)用。 首先，強(qiáng)大的功能只能在安裝有 MATLAB系統(tǒng) 的機(jī)器上使用圖像處理 工具箱中的函數(shù)或自編的 m文件來(lái)實(shí)現(xiàn)。其次，MATLAB用行解 釋方式執(zhí)行代碼，執(zhí)行速度 很慢。第三，MATLAB擅長(zhǎng)矩陣運(yùn)算，但對(duì)于循環(huán)處理和圖形界面的處理不及C+等語(yǔ)言。為此，通應(yīng)用程序接口 API和編譯器與其他高

8、級(jí)語(yǔ)言（如 C C+、Java等）混合編程將會(huì)發(fā) 揮各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言之長(zhǎng)協(xié)同完成圖像處理任務(wù)。API支持MATLAB與外部數(shù)據(jù)與程序的交互。編譯器產(chǎn)生獨(dú)立于MATLAB環(huán)境的程序，從而使其他語(yǔ)言的應(yīng)用程序使用MATLAB9. 常見(jiàn)的數(shù)字圖像應(yīng)用軟件有哪些？各有什么特點(diǎn)？答：圖像應(yīng)用軟件是可直接供用戶(hù)使用的商品化軟件。用戶(hù)從使用功能出發(fā)，只要了解軟件的操作方法就可以完成圖像處理的任務(wù)。對(duì)大部分用戶(hù)來(lái)說(shuō)，商品化的圖像應(yīng)用軟件無(wú)需用戶(hù)進(jìn)行編程，操作方便，功能齊全，已經(jīng)能滿(mǎn)足一般需求，因而得到廣泛應(yīng)用。常用圖 像 處理應(yīng)用軟件有以下幾種：1. PHOTOSHOP!今世界上一流的圖像設(shè)計(jì)與制作工具，其優(yōu)

9、越性能令其產(chǎn)品望塵莫及。PHOTOSHO已成為出版界中圖像處理的專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。高版本的PHOTOSH0支持多達(dá)20多種圖像格式和TWAIN接口，接受一般掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等圖像輸入設(shè)備采集的圖像。PHOTOSHO支持多圖層的工作方式，只是 PHOTOSH O的最大特色。使用圖層功能可以很方便地編輯和修改圖像，使平面設(shè)計(jì)充滿(mǎn)創(chuàng)意。利用PHOTOSHO還可以方便地對(duì)圖像進(jìn)行各種平面處理、繪制 簡(jiǎn)單的幾何圖形、對(duì)文字進(jìn)行藝術(shù)加工、 進(jìn)行圖像格式和顏色模式的轉(zhuǎn)換、改變圖像的尺寸和分辨率、制作網(wǎng)頁(yè)圖像等。2. CorelDRAW 一種基于矢量繪圖、功能強(qiáng)大的圖形圖像制作與設(shè)計(jì)軟件。位圖式圖像是由象素組成的，與

10、其相對(duì)，矢量式圖像以幾何、色彩參數(shù)描述圖像，其內(nèi)容以線(xiàn)條和色塊 為主。 可見(jiàn)，采用不同的技術(shù)手段可以滿(mǎn)足用戶(hù)的設(shè)計(jì)要求。位圖式圖像善于表現(xiàn)連續(xù)、 豐 富色調(diào)的自然景物，數(shù)據(jù)量較大；而矢量式圖像強(qiáng)于表現(xiàn)線(xiàn)條、色塊的圖案，數(shù)據(jù)量較小。合理的利用兩種不同類(lèi)型的圖像表現(xiàn)方式， 往往會(huì)收到意想不到的藝術(shù)效果。 CorelDraw是當(dāng)今流行 的圖像處理軟件中為數(shù)不多的特點(diǎn)明顯、 功能強(qiáng)大的基于矢量繪圖的軟件包。 利用 它，可以方 便地制作精美的名片、賀卡、書(shū)簽、圖書(shū)封面、廣告、宣傳畫(huà)等作品。3. ACDSee快速、高性能的看圖程序，是目前最享盛名的圖片瀏覽器。它能廣泛應(yīng)用于圖片的獲取、管理、瀏覽和優(yōu)化，支

11、持BMP GIF、JPG TGA TIF等超過(guò)50種常見(jiàn) 的圖形文件格 式，圖片打開(kāi)速度極快， 可以直接查看動(dòng)畫(huà) GF，處理如Mpeg之類(lèi)常用的視 頻文件，還可以為 每一個(gè)目錄建立一個(gè)相冊(cè)。 ACDSee可以從數(shù)碼相機(jī)和掃描儀高效獲取圖 片，并進(jìn)行便捷的查找、組織和預(yù)覽。ACDSee還是得心應(yīng)手的圖片編輯工具，輕松處理數(shù)碼影像，擁有去紅眼、剪切圖像、銳化、浮雕特效、曝光調(diào)整、 旋轉(zhuǎn)、鏡像等功能，還能進(jìn)行批量處理。10. 討論數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用。答：圖像處理的應(yīng)用幾乎滲透科學(xué)研究、工程技術(shù)和人類(lèi)社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。教師可以分組對(duì)學(xué)生布置以下6個(gè)方面的課題，通過(guò)閱讀參考文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)資源等手段寫(xiě)數(shù)

12、字圖像處 理的主 要應(yīng)用的短文，并安排交流機(jī)會(huì)。1 航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用2生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用3. 通信工程方面的應(yīng)用4工業(yè)自動(dòng)化和機(jī)器人視覺(jué)方面的應(yīng)用5.軍事和公安方面的應(yīng)用6生活和娛樂(lè)方面的應(yīng)用第二章數(shù)字圖像表示及其處理課后4什么是量化噪聲，它是什么引起的？語(yǔ)言信號(hào)采樣量化過(guò)程中導(dǎo)致的噪聲。如：A/D轉(zhuǎn)換（模擬到數(shù)字）。在語(yǔ)言編碼通信中，解調(diào)后信號(hào)和原傳遞信號(hào)的差異是因幅度和時(shí)間的量化而產(chǎn)生的，這種失真稱(chēng)為量化失真。因?yàn)檫@種失真和雜 亂的干擾一樣，聽(tīng)起來(lái)和元件產(chǎn)生的熱噪聲相似，所以叫做量化噪聲。1. 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

13、 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。2. 圖像的數(shù)字化包含哪些步驟？簡(jiǎn)述這些步驟。圖像的數(shù)字化主要包含采樣、量化兩個(gè)過(guò)程。采樣是將空域上連續(xù)的圖像變換成離散采樣點(diǎn)集合， 是對(duì)空間的離散化。經(jīng)過(guò)采樣之后得到的二維離散信號(hào)的最小單位是像素。量化就是把采樣點(diǎn)上表 示亮暗信息的連續(xù)量離散化后，用數(shù)值表示出來(lái)，是對(duì)亮度大小的離散化。經(jīng)過(guò)采樣和量化后，

14、數(shù) 字圖像可以用整數(shù)陣列的形式來(lái)描述。3. 圖像量化時(shí)，如果量化級(jí)比較小會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？為什么?如果量化級(jí)數(shù)過(guò)小，會(huì)出現(xiàn)偽輪廓現(xiàn)象。量化過(guò)程是將連續(xù)變化的顏色劃分到有限個(gè)級(jí)別中，必然 會(huì)導(dǎo)致顏色信息損失。當(dāng)量化級(jí)別達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，人眼感覺(jué)不到顏色信息的丟失。當(dāng)量化級(jí)數(shù)過(guò) 小時(shí)，圖像灰度分辨率就會(huì)降低，顏色層次就會(huì)欠豐富，不同的顏色之間過(guò)度就會(huì)變得突然，可能 會(huì)導(dǎo)致偽輪廓現(xiàn)象。4. 簡(jiǎn)述二值圖像與彩色圖像的區(qū)別。二值圖像是指每個(gè)像素不是黑，就是白，其灰度值沒(méi)有中間過(guò)渡的圖像。這種圖像又稱(chēng)為黑白圖像。二值圖像的矩陣取值非常簡(jiǎn)單，每個(gè)像素的值要么是1,要么是0，具有數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)。彩色圖像是根據(jù)三原

15、色成像原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界中的色彩描述的。紅、綠、藍(lán)這三種基色的的灰度分別 用256級(jí)表示，三基色之間不同的灰度組合可以形成不同的顏色。5. 簡(jiǎn)述二值圖像與灰度圖像的區(qū)別。二值圖像是指每個(gè)像素不是黑，就是白，其灰度值沒(méi)有中間過(guò)渡的圖像。這種圖像又稱(chēng)為黑白圖像。二值圖像的矩陣取值非常簡(jiǎn)單，每個(gè)像素的值要么是1,要么是0，具有數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)?；叶葓D像是指每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化后的灰度級(jí)來(lái)描述的數(shù)字圖像，灰度圖像中不包含彩色信息。標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值是0-255之間的一個(gè)值，灰度級(jí)數(shù)為256級(jí)。6. 簡(jiǎn)述灰度圖像與彩色圖像的區(qū)別?；叶葓D像是指每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化后的灰度級(jí)來(lái)描述的數(shù)字圖

16、像，灰度圖像中不包含彩色信息。標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值是0-255之間的一個(gè)值，灰度級(jí)數(shù)為256級(jí).彩色圖像是根據(jù)三原色成像原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界中的色彩描述的。紅、綠、藍(lán)這三種基色的的灰度分別用256級(jí)表示，三基色之間不同的灰度組合可以形成不同的顏色。1. 設(shè)圖像的大小為32 X 32的圖標(biāo)，每個(gè)像素有16種顏色，共有多少種不同的圖標(biāo)？如果每100萬(wàn)個(gè)可能的圖標(biāo)中有一個(gè)有意義，識(shí)別一個(gè)有意義的圖標(biāo)需要 1秒鐘，則選出所有有意義的圖標(biāo)需要多長(zhǎng)時(shí)32 X 326102461227間？解：163232/106 = 16 1024/106= 1.044 X 101227 s。可見(jiàn)隨機(jī)圖像的復(fù)雜度是

17、非常高的。2. 掃描儀的光學(xué)分辨率是 600X 1200線(xiàn)，一個(gè)具有5000個(gè)感光單元的CCD器件，用 于A4幅面掃描儀，A4幅面的紙張寬度是8.3英寸，該掃描儀的光學(xué)分辨率是多少dpi ?解:（1 ） 600 X 1200線(xiàn)，其中前一個(gè)數(shù)字代表掃描儀的橫向分辨率，后一數(shù)字則代表縱向分辨率。（2）dpi是指單位面積內(nèi)像素的多少，也就是掃描精度，目前國(guó)際上都是計(jì)算一英寸面積內(nèi)像素的多少。光學(xué)分辨率是掃描儀的光學(xué)部件在每平方英寸面積內(nèi)所能捕捉到的實(shí)際的光點(diǎn)數(shù)，是指掃描儀CCD的物理分辨率，也是掃描儀的真實(shí)分辨率，它的數(shù)值是由CCD的像素點(diǎn)除以?huà)呙鑳x水平最大可掃尺寸得到的數(shù)值。每一個(gè)感光單元對(duì)應(yīng)一個(gè)

18、像素。由于CCD感光單元個(gè)數(shù)為5000, 5000/8.3 = 602 （dpi）第三章圖像增強(qiáng)課后5.空間濾波的平滑濾波器和銳化濾波器的相同點(diǎn)、不同點(diǎn)及聯(lián)系。低通濾波器是保留小于截止頻率的信號(hào)，而高通濾波器是保留大于截止頻率的信號(hào)解答：相同點(diǎn)：都能減弱或消除傅立葉空間的某些分量，而不影響或較少影響其他分量，從而達(dá)到增強(qiáng)某些頻率分量的效果。不同點(diǎn)：平滑濾波器減弱或消除傅立葉空間的高頻分量，所以達(dá)到了增強(qiáng)低頻分量、平滑圖像中細(xì)節(jié)的效果。銳化濾波器減弱或消除傅立葉空間的低頻 分量，所以達(dá)到了增強(qiáng)高頻分量、銳化圖像中細(xì)節(jié)的效果。聯(lián)系：兩者效果相反，互為補(bǔ)充，從原圖像中減去平滑濾波器的結(jié)果得到銳化濾波

19、器的效果，從原圖像中減去銳化濾波器的結(jié)果可得到平滑濾波器的結(jié)果1圖像增強(qiáng)的目的是什么，它包含那些內(nèi)容？解：圖像增強(qiáng)是指對(duì)圖像的某些特征，如邊緣、輪廓、對(duì)比度等進(jìn)行強(qiáng)調(diào)或銳化，以便于顯示、觀察或進(jìn)一步分析與處理。圖像增強(qiáng)所包含的主要內(nèi)容如書(shū)圖4.1。2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(jué)效果，針對(duì)給定圖像的應(yīng)用場(chǎng)合，有目的地強(qiáng)調(diào)圖像的 整體或局部特性，將原來(lái)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，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(shí)別效果，滿(mǎn)足某些特殊分析的需要。3. 圖像增強(qiáng)與圖像復(fù)原的聯(lián)系與區(qū)別？答：

20、（1） 二者的目的都是為了改善圖像的質(zhì)量。（2）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。（3）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。（4）如果圖像已退化，應(yīng)先作復(fù)原處理，再作增強(qiáng)處理4、什么是直方圖均衡化? 答：將原圖象的直方圖通過(guò)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(jí)具有相同的出現(xiàn)頻數(shù)，那么由于灰度級(jí) 具有均勻的概率分布，圖象看起來(lái)就更清晰了。5. 圖像銳化

21、濾波的幾種方法。答：（1）直接以梯度值代替；（2）輔以門(mén)限判斷；（3）給邊緣規(guī)定一個(gè)特定的灰度級(jí)；（4）給背景規(guī)定灰度級(jí)；（5 ）根據(jù)梯度二值化圖像。6. 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(huì)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：都屬于圖像增強(qiáng)，改善圖像效果。7. 簡(jiǎn)述直方圖均衡化的基本原理 。答：直方圖均衡化方法的基本思想 是，對(duì)在圖像中像素個(gè)數(shù)多的灰度級(jí)進(jìn)行展寬，而對(duì)像素個(gè) 數(shù)少的灰度級(jí)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。直方圖均衡化是

22、將原圖象的直方圖通過(guò)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(jí)具有相同的出現(xiàn)頻 數(shù)，那么由于灰度級(jí)具有均勻的概率分布，圖象看起來(lái)就更清晰了。直方圖均衡化實(shí)質(zhì)上是減 少圖象的灰度級(jí)以換取對(duì)比度的加大。在均衡過(guò)程中，原來(lái)的直方圖上頻數(shù)較小的灰度級(jí)被歸 入很少幾個(gè)或一個(gè)灰度級(jí)內(nèi)，故得不到增強(qiáng)。若這些灰度級(jí)所構(gòu)成的圖象細(xì)節(jié)比較重要，則需 采用局部區(qū)域直方圖均衡。對(duì)離散圖像的直方圖均衡化是不能產(chǎn)生完全平坦的直方圖的。理由是：（1）直方圖是近似概率密度函數(shù)，（2）簡(jiǎn)并現(xiàn)象的存在使處理的灰度級(jí)總是要減少的，這是像素灰度有限的必然結(jié)果。均衡化只

23、是近似的，其結(jié)果只能是產(chǎn)生近似均勻的直方圖。對(duì)一副圖像進(jìn)行直方圖均衡化處理，然后在進(jìn)行一次直方圖均衡化處理，結(jié)果不會(huì)發(fā)生變化。理由是：（1）對(duì)于不同的圖像，只要具有相同的灰度分布情況，其對(duì)應(yīng)的灰度直方圖是一致的；（2）任意一副圖像都有唯一的與其對(duì)應(yīng)的一個(gè)灰度直方圖。對(duì)一副灰度級(jí)為2的n次方且已經(jīng)直方圖均衡化的圖像能否用變長(zhǎng)編碼方法進(jìn)行壓縮？效果如何？答：能。因?yàn)橹狈綀D均衡化并不能消除圖像中的冗余信息和不相干信息。如果均衡化過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生灰度合并，則壓縮效率與均衡化無(wú)關(guān)；如果發(fā)生了灰度合并，則壓縮效率會(huì)有所提高。8、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

24、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。9什么是圖像平滑？試述均值濾波的基本原理。解：為了去除或減弱圖像中的噪聲，可以對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理， 稱(chēng)為圖像

25、平滑。大部分的噪聲都可以看作是隨機(jī)信號(hào)， 它們對(duì)圖像的影響可以看作是孤立的。 對(duì)于某一像素而言， 如 果它與周?chē)袼攸c(diǎn)相比，有明顯的不同，我們就認(rèn)為該點(diǎn)被噪聲感染了。 基于這樣的分析， 我們 可以用求均值的方法，來(lái)判斷每一點(diǎn)是否含有噪聲，并用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏl(fā)現(xiàn)的噪聲。10. 平滑和銳化濾波器的異同及聯(lián)系？答：同：都能減弱或消除傅葉空間的某些分量，而不影響或較少影響其他分量，從而達(dá)到增強(qiáng) 某些頻率分量的效果。異：平滑減弱或消除傅葉空間的高頻分量，達(dá)到了增強(qiáng)低頻分量、平滑 圖像細(xì)節(jié)的效果；銳化減弱或消除傅葉空間的低頻分量，達(dá)到了增強(qiáng)高頻分量、銳化圖像細(xì)節(jié) 的效果。聯(lián)系：兩者效果相反，互為補(bǔ)充，從

26、原始圖像中減去平滑濾波器的結(jié)果得到銳化濾波 器的效果，反之亦然。11. 圖像增強(qiáng)時(shí)，平滑和銳化有哪些實(shí)現(xiàn)方法？答：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。12. 什么是中值濾波，有何特點(diǎn)？解：中值濾波是非線(xiàn)性的處理方法，在去噪的同時(shí)可以兼顧到邊界信息的保留。中值濾波首先選一個(gè)含有奇數(shù)點(diǎn)的窗口W,將這個(gè)窗口在圖像上掃描， 把該窗口中所含的 像 素點(diǎn)按灰度級(jí)的升（或降）序排列，取位于中間的灰度值，來(lái)代替該點(diǎn)的灰度值。13. 什么是中值濾波及其它的原理？答：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(xiàn)性信號(hào)處理技術(shù)，基本原理是把

27、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?chē)南袼刂到咏恼鎸?shí)值，從而消除孤立的噪聲點(diǎn)。特點(diǎn)：是一種非線(xiàn)性的圖像平滑法，它對(duì)脈沖干擾級(jí)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。14. 圖像空域增強(qiáng)與頻域增強(qiáng)的基本原理答：頻域增強(qiáng)是指在圖像的頻率域內(nèi)，對(duì)圖像的變換系數(shù)（頻率成分）直接進(jìn)行運(yùn)算，然后通過(guò)傅里葉逆變換以獲得圖像的增強(qiáng)效果。空域增強(qiáng)是在圖像上直接進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，基本上是以灰度映射變換的。15. 頻域增強(qiáng)與空域增強(qiáng)有何不同答：空域增強(qiáng)是在圖像上直接進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，常見(jiàn)的處理方法有：線(xiàn)性拉伸、直方圖均衡化等。頻域增強(qiáng)主要有基于傅里葉變換的算法

28、、基于小波變換的算法等。二者在圖像增強(qiáng)時(shí)都已產(chǎn)生“振鈴”現(xiàn)象。16. 高通濾波與低通濾波有何特點(diǎn)？答：低通濾波器容許低頻信號(hào)通過(guò)，但減少頻率高于截止頻率的信號(hào)的通過(guò)。對(duì)于不同濾波器而言，每個(gè)頻率的信號(hào)的減弱程度不同。高通濾波器是去掉信號(hào)中不必要的低頻成分，去掉低頻干擾的濾波器。高通濾波器和低通濾波器常常成對(duì)出現(xiàn)，無(wú)論哪一種，都是為了把一定的17. 什么叫同態(tài)濾波？有何特點(diǎn)？答：同態(tài)濾波是一種在頻域中對(duì)圖像同時(shí)進(jìn)行圖像對(duì)比度增強(qiáng)和壓縮圖像亮度范圍的濾波方法。同態(tài)濾波可以使圖像處理符合人眼對(duì)于亮度響應(yīng)的非線(xiàn)性特性，避免了直接對(duì)圖像進(jìn)行傅里葉變換處理的失真。18. 對(duì)于椒鹽噪聲，為什么中值濾波效果比

29、均值濾波效果好？答：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(lái)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。19. 理想低通濾波器缺點(diǎn)?答：會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的模糊和振鈴現(xiàn)象，半徑越小，模糊和振鈴越明顯，平滑效果也越差。振 鈴原因：時(shí)域圖，頻域圖，旁瓣圍繞橫坐標(biāo)震動(dòng)，所以。20. 二維傅里葉變換的分離性有什么實(shí)際意義？解：該性質(zhì)表明，一個(gè)二維傅里葉變換可由連續(xù)兩次一維傅里葉變換來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的方法如下圖所示：21. 給出一維連續(xù)圖像函數(shù)傅里葉變換的定義，并描述空間頻率的概念。（10分）答：1 一維連續(xù)圖像

30、函數(shù)；二的傅立葉變換定義為:（5分）2空間頻率是指單位長(zhǎng)度內(nèi)亮度作周期變化的次數(shù)。（2分）對(duì)于傅立葉變換基函數(shù)知M = cos2tt（wx）-jsin 2桿（疏），考慮的最大值直線(xiàn)在坐標(biāo)軸上的截距為1匸，則1匚表示空間周期，.i即為空間頻率。（3分）22. 傅里葉變換在圖像處理中有著廣泛的應(yīng)用，請(qǐng)簡(jiǎn)述其在圖像的高通濾波中的應(yīng)用原理。圖像經(jīng)過(guò)傅里葉變換后，景物的概貌部分集中在低頻區(qū)段，景物的細(xì)節(jié)部分集中在高頻區(qū) 段，可以通過(guò)圖像的高通濾波將圖像中景物的細(xì)節(jié)提取出來(lái)。具體做法是，將傅里葉變換得到 頻譜圖的低頻部分強(qiáng)制為 0,而將高頻部分的信息保持不變，就相當(dāng)于使用一個(gè)只保持高頻部 分信息不變，而低

31、頻信息被完全抑制的高通濾波器作用在原始圖像上。將經(jīng)過(guò)這樣處理后的頻 譜進(jìn)行傅里葉逆變換，就可以得到圖像的細(xì)節(jié)部分。23. 傅里葉變換在圖像處理中有著廣泛的應(yīng)用，請(qǐng)簡(jiǎn)述其在圖像的低通濾波中的應(yīng)用原理。圖像經(jīng)過(guò)傅里葉變換后，景物的概貌部分集中在低頻區(qū)段，景物的細(xì)節(jié)部分集中在高頻區(qū)段， 可以通過(guò)圖像的低通濾波將圖像中景物的概貌提取出來(lái)。具體做法是，將傅里葉變換得到頻譜 圖的高頻部分強(qiáng)制為 0，而將低頻部分的信息保持不變，就相當(dāng)于使用一個(gè)只保持低頻部分信 息不變，而高頻信息被完全抑制的低通濾波器作用在原始圖像上。將經(jīng)過(guò)這樣處理后的頻譜進(jìn) 行傅里葉逆變換，就可以得到圖像的概貌部分。24. 什么是小波？小

32、波基函數(shù)和傅里葉變換基函數(shù)有何區(qū)別？解：小波信號(hào)的非零點(diǎn)是有限的。它與傅里葉變換的基函數(shù) （三角函數(shù)、指數(shù)信號(hào)）是 不同的,傅里葉變換的基函數(shù)從負(fù)無(wú)窮到正無(wú)窮都是等幅振蕩的。25. 傅里葉變換、加窗傅里葉變換和小波變換的時(shí)間-頻率特性有什么不同？解：傅里葉變換使得時(shí)間信號(hào)變成了頻域信號(hào)，加窗傅里葉變換使得時(shí)間信號(hào)變成了時(shí)頻信號(hào)，但是窗口是固定的，小波變換同樣變成了視頻信號(hào)，但是時(shí)頻的窗口是變化的。26. 均值濾波器對(duì)高斯噪聲的濾波效果如何？試分析其中的原因。均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對(duì)待處理的像素給定一個(gè)模板，該模板包括了其周?chē)泥徑袼亍⒛０逯械娜w像素的均值來(lái)替代原來(lái)的像素值的方

33、法。均值濾波器對(duì)高斯噪聲的濾波結(jié)果較好。原因：高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分布，但分布在每點(diǎn)像素上。因?yàn)檎龖B(tài)分布的均值為0,所以均值濾波可以消除噪聲。27. 簡(jiǎn)述均值濾波器對(duì)椒鹽噪聲的濾波原理，并進(jìn)行效果分析。均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對(duì)待處理的像素給定一個(gè)模板，該模板包括了其周?chē)泥徑袼亍⒛０逯械娜w像素的均值來(lái)替代原來(lái)的像素值的方法。均值濾波器對(duì)椒鹽噪聲的濾波結(jié)果不好。原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干凈點(diǎn)也有污染點(diǎn)。因?yàn)樵肼暤木挡粸?0，所以均值濾波不能很好地去除噪聲點(diǎn)。28. 中值濾波器對(duì)椒鹽噪聲的濾波效果如何？試分析其中的原因。中值濾波器的濾波原理

34、是：在圖像上，對(duì)待處理的像素給定一個(gè)模板，該模板包括了其周?chē)泥徑袼?。取模板中排在中間位置上的像素的灰度值替代待處理像素的值，就可以達(dá) 到濾除噪聲的目的。中值濾波器對(duì)椒鹽噪聲的濾波效果較好。原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干凈點(diǎn)也有污染點(diǎn)。使用中值濾波時(shí)，被污染的點(diǎn)一般不處于中值的位置，即選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)來(lái)替代污染點(diǎn)的值 ，所以處理效果好。29. 使用中值濾波器對(duì)高斯噪聲和椒鹽噪聲的濾波結(jié)果相同嗎？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？ 中值濾波器對(duì)椒鹽噪聲的濾波效果較好，對(duì)高斯噪聲的處理效果不好。中值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對(duì)待處理的像素給定一個(gè)模板，該模板包括了其周?chē)泥徑?/p>

35、像素。取模板中排在中間位置上的像素的灰度值替代待處理像素的值，就可以達(dá) 到濾除噪聲的目的。原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干凈點(diǎn)也有污染點(diǎn)。使用中值濾波時(shí)，被污染的點(diǎn)一般不處于中值的位置，即選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)來(lái)替代污染點(diǎn)的值，所以處理效果好。高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分布，但分布在每點(diǎn)像素上。找不到干凈的點(diǎn) 來(lái)替代被污染的點(diǎn)，故處理效果不好。30. 使用均值濾波器對(duì)高斯噪聲和椒鹽噪聲的濾波結(jié)果相同嗎？為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象？ 均值濾波器對(duì)高斯噪聲的濾波結(jié)果較好，對(duì)椒鹽噪聲的濾波結(jié)果不好。均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對(duì)待處理的像素給定一個(gè)模板，該模板包括了其周?chē)泥徑袼亍?/p>

36、將模板中的全體像素的均值來(lái)替代原來(lái)的像素值的方法。原因：高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分布，但分布在每點(diǎn)像素上。因?yàn)檎龖B(tài)分布的均值為0，所以均值濾波可以消除噪聲。椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干凈點(diǎn)也有污染點(diǎn)。因?yàn)樵肼暤木挡粸?,所以均值濾波不能很好地去除噪聲點(diǎn)。31. 幾種邊緣檢測(cè)算子的優(yōu)缺點(diǎn)?答：Roberts算子：邊緣定位精度高，但容易丟失一部分邊緣，不具備抑制噪聲的能力。該算子對(duì)具有陡峭邊緣且含噪聲少的圖像效果較好。Sobel算子和Prewitt算子：對(duì)圖像先進(jìn)行加權(quán)平滑處理，所以對(duì)噪聲有一定的抑制能力，檢測(cè)出的邊緣容易出現(xiàn)多像素寬度。拉普拉 斯算子：對(duì)圖像中的階躍型

37、邊緣點(diǎn)定位準(zhǔn)確，使噪聲成分得到加強(qiáng)，造成一些不連續(xù)的檢測(cè)邊 緣，抗噪能力差。LG改善了抑制噪聲的能力，圖像中的尖銳邊緣無(wú)法檢測(cè)到。Canny：具有較強(qiáng)噪聲的能力，將一些高頻邊緣平滑掉了，造成緣丟失。32. 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（梯度算子）（Laplacia n算子）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）相冋點(diǎn)都能用于檢測(cè)邊緣，且都對(duì)噪聲敏感。33、簡(jiǎn)述梯度法與Laplaci

38、an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11-411（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Laplacia n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）34. 偽彩色增強(qiáng)與假彩色增強(qiáng)有何異同點(diǎn)？答：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；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同的彩色圖像；主要差異在于處 理對(duì)象不同。（4）相同

39、點(diǎn)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）35. 偽彩色增強(qiáng)和真彩色增強(qiáng)有何異同點(diǎn)。答：偽彩色增強(qiáng)是將一幅灰度圖像變換為彩色圖像，從而將人眼難以區(qū)分的灰度差異變換為極 易區(qū)分的色彩差異。它實(shí)質(zhì)上只是一個(gè)圖像的著色過(guò)程，是一種灰度到彩色的映射技術(shù)。而真 彩色增強(qiáng)則是對(duì)原始圖像本身所具有的顏色進(jìn)行調(diào)節(jié)，是一個(gè)彩色到彩色的映射過(guò)程。36 真彩色圖像與索引圖像的文件結(jié)構(gòu)真彩色圖像索引圖像文件頭文件頭信息頭信息頭像素的RGB彩色模型像素的調(diào)色板索引值1 將M幅圖像相加求平均可以起到消除噪聲的效果.用-個(gè)”X”的模板進(jìn)行平滑濾波也可 以起到消除嗓聲的效果.試

40、比較這兩種方法的消噪效果.將M幅用像相加求平均利用了 M幅圖像中同一位置的M個(gè)像索的 平均值.用一 個(gè)十n的模板進(jìn)彳廠(chǎng)卜滑濾波利川J同幅圖像中的nF個(gè)像素的平均值因?yàn)閰⑴c的像素個(gè) 數(shù)越多消除嗓聲的能力越強(qiáng).所以如果M>n恤.則前者消除噪聲的效果較好.反之則后 者消除噪聲的效果較好。2圖像銳化I j圖俾平滑右何區(qū)別lj聯(lián)系？圖彖銳化是用于增強(qiáng)邊緣.導(dǎo)致崗頻分址増強(qiáng)，會(huì)便圖像消晰：圖線(xiàn)半潸用寸玄噪. 對(duì)圖像高頻分繪即圖像邊緣會(huì)有彫響。都屬于圖象增強(qiáng)改善圖像效果，3. 比較均值波波和中（H波液對(duì)圖像的擬鹽噪卅和島斯噪卅抑制過(guò)樸'中的優(yōu)如井說(shuō)明其總 因。對(duì)于椒鹽噪聲中位濾波效果比均值濾波

41、效果好。其康因?yàn)椋航烦雽禽椫到?HI等但陸機(jī)分布在不同位置上.圖像中有干凈點(diǎn)也冇污染點(diǎn)中值濾波是選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)來(lái)秤 代污染點(diǎn)的值.所以處理效巣好。IM為噪出的均值不為0M以均值池波不能很好地去除噪 聲點(diǎn).對(duì)于高斯噪聲均值濾波效果比中值濾波效栄好 直原因?qū)?島斯噪聲是無(wú)值近似匸 態(tài)分布.但分布在毎點(diǎn)像索上.因?yàn)閳D像中的倚點(diǎn)都是污染點(diǎn).所中值濾波選不到合適的干 凈點(diǎn)。因?yàn)檎龖B(tài)分布的均值為o所以根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué).均值可以消除噪聲。4. 偽彩色増強(qiáng)和假彩色増強(qiáng)冇何并同點(diǎn)？偽彩色增強(qiáng)是對(duì)一幅灰度圖線(xiàn)經(jīng)過(guò)三種變換得到三幅圖線(xiàn).進(jìn)行彩色合成得到一 啊彩色圖像；假彩色增強(qiáng)則是對(duì) 輸彩色圖像進(jìn)行處理得到與廉圖象

42、不同的彩色圖像；主要 差異在于處理對(duì)彖不同相同點(diǎn)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)用人眼敬感的顔色表示1 試給出把灰度范圍0. 10）變換為（10. 15）.把灰度范圍（10. 20）移到（15. 25）. 并把灰度范FH（20. 30）壓編為（25, 30）的灰度變換公式（這卑令原圖像為.變換后的圖 像為）。£/(兒刃 +10,/(凡)') (0,10)(x,y) = < /(.v, y) + 5, f(x,y) g (10,20)£/(兒 y) + 15,/(x,y) e (20,30)IL出同態(tài)濾波的流稈圖并簡(jiǎn)述濾波過(guò)粘見(jiàn)書(shū)P 1

43、 5 1& 宜方圖修止有邨兩種方法？二者有何主要區(qū)別丁聯(lián)系？方法：宜方圖均銜化和血方用規(guī)定化.區(qū)別：n方圖均衡化丙到的結(jié)栗是整幅圖對(duì)比度的增強(qiáng).但 些較暗的區(qū)域有些細(xì)節(jié)仍不太 清楚.直方BW定化處理用規(guī)定化函8（在高RJS區(qū)域較大.所以變換的結(jié)果圖像比均衡化更 亮.鈿節(jié)更為清粧 聯(lián)泵：都是以概率論為卑礎(chǔ)的.通過(guò)改變直方圖的形狀來(lái)達(dá)到增強(qiáng)圖像 對(duì)比度的效果。9數(shù)字圖像處理與PHOTOSHOP軟件的區(qū)別打聯(lián)系？（1）ps是軟件.數(shù)字圖像處理是一門(mén)孑科：（2）ps是圖像到圖像.數(shù)字圖像處理是研究圖像到圖像.或者圖像到?jīng)Q笫：（3）ps是數(shù)字圖像處理的一個(gè)應(yīng)用.一個(gè)JI體的分支.10為何離散用像

44、的II方圖均衡化并不能產(chǎn)生完全平坦的胃方圖均銜化就楚通過(guò)變換函數(shù)將原圖像的衍方圖修止為平坦的H方用.以此來(lái)修正 原圖像之灰度值由丁數(shù)字圖像灰皮級(jí)的離敬性 n方圖均飪化時(shí)會(huì)出現(xiàn)灰度級(jí)歸并現(xiàn)彖. 結(jié)果口方圖不會(huì)完全均勻.但趨于平坦。f(221, 396)-18, f (221, 397)=45, f(222, 396)=52. f<222, 397)=36,試分別用最鄰近捕值法和雙線(xiàn) 性抽值法，分別計(jì)算f(22L比396. 7)的值.解：設(shè)L已知點(diǎn)(2213, 346,7)的周同像索的坎度值.用最鄰近插值法，求點(diǎn)(2213. 37)的尿 度值,72213-221 <222-2313 且

45、 396.7-396>397-3%.7 ,Hfl 所求點(diǎn)離點(diǎn)22L397 雇近第丁貞(艾I?貞)Af(2213. 396.7M22U 397>=452雙線(xiàn)性捕值注設(shè)扎y為所求點(diǎn)至點(diǎn)<22h 3%)的3坐標(biāo)增魚(yú)如圖所示1U396戶(hù)R221J9&H x * ( (22296)-(2216)-18+34*x-45-9*x(222, 397)flx397)-t221n397H x * ( (22297)-217)R 汕 y MW96) + y*(魅加7 卜 Rx3 呦)=18+34*x + y*(45-A f(O.3T0JW3S-S+34x+27y-43xy1. 已知.1 -

46、."'的圖像數(shù)據(jù)如圖所示，請(qǐng)計(jì)算：(15分)a的離散傅里葉變換；b、的哈德瑪變換。'1 4 4 r2 4 4 22 4 4 214 4 1題3圖1 3 3尺(以)二石三刀了(2)exp(-j2x+yy)/JV) 答：1'.-丁 - II'./：令" =n/p； -WWwwf（v）= 1aA ='111 1 _144f111 _11-J-1 j24421-J -1j41-11 -124421-11-11j-1 一上_1441_：j T?（5分）44-2-2j0-2 + 2J-10-lOj-2j0-20000-10 + 10j-20111

47、11-11-111-1一 11-1-11（3 分）則.哈德瑪變換為_(kāi)1 1 1 1 _1 4 4 1j 111 _11-11-12 4 4 21-11-1T=ACJAP = -11-1-12 4 4 211-1-11-11 114 4 11 -1 -1 1_4400-201000040000_-400-41100"0-1（T-15-10-10一1（3 分）-12. 寫(xiě)出頻域拉普拉斯算子的傳遞函數(shù)，并說(shuō)明掩模矩陣15 分）對(duì)圖像匸"I的卷積與拉普拉斯算子對(duì)圖像二運(yùn)算結(jié)果之間的關(guān)系。（答：仁=（J2就盹旳+02對(duì)V）=（躋）F （u, v） *11 C fu, v）'

48、. - 1（6 分）2相當(dāng)于原圖像與拉普拉斯算子運(yùn)算之差（3分）。因?yàn)閃 北二允-叮）+北+） +北_01廠(chǎng)1-41拉式算子：u1（2分）所以0-1 0 "_000_010_-15 -10101-410-1 0=000010分）3. 如圖為一幅16級(jí)灰度的圖像。請(qǐng)寫(xiě)出均值濾波和中值濾波的3x3濾波器；說(shuō)明這兩種濾波15器各自的特點(diǎn)；并寫(xiě)出兩種濾波器對(duì)下圖的濾波結(jié)果（只處理灰色區(qū)域，不處理邊界）。（分）答：均值濾波:11191（2 分）中值濾波:-:（ 2 分）均值濾波可以去除突然變化的點(diǎn)噪聲，從而濾除一定的噪聲，但其代價(jià)是圖像有一定程度的模糊；中值濾波容易去除孤立的點(diǎn)、線(xiàn)噪聲，同時(shí)保

49、持圖像的邊緣。（5分）12233Ti3p2302421n022（3 分）中值濾波:122222爭(zhēng)Mi2222302221nA*022（3分）4. 設(shè)原圖像為：247435464 44,求經(jīng)過(guò)中值濾波后的值，中值 濾波取一維的模板如下圖b所示，待處理像素的灰度取這個(gè)模板中的灰度的中值。邊界點(diǎn)保 持不變。m-2m-1m+1m+2解: 2 4 4 4 4 4 4 4 4 41.設(shè)圖像為:'1214311023斗526885570856783請(qǐng)使用以下模板對(duì)其進(jìn)行均值濾波處理，寫(xiě)出處理過(guò)程和結(jié)果。4.設(shè)圖像為:12143110234526885570g5678g請(qǐng)使用3X3的模板對(duì)其進(jìn)行中值濾

50、波處理，寫(xiě)出處理過(guò)程和結(jié)果。5、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？k答：sk =送p(ri) , k=0, 1,7,用累積分布函數(shù)(CDF作為變換函數(shù) Tr處理時(shí),i =0均衡化的結(jié)果使動(dòng)態(tài)范圍增大。riPrWi)Sk計(jì)Q并SkPr(Sk)ro=O0.1740.1741/7So=1/70.1741=1/70.0880.2622/7r 2=2/70.0860.3482/7S1=2/70.174r 3=3/70.080.4283/7r

51、 4=4/70.0680.4963/7S2=3/70.148r 5=5/70.0580.5544/7r 6=6/70.0620.6164/7S3=4/70.1207=10.38411S4=10.38401234567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、7 6、理想低通濾波器的截止頻率選擇不恰當(dāng)時(shí)，會(huì)有很強(qiáng)的振鈴效應(yīng)。試從原理上解釋振鈴效應(yīng)的產(chǎn)生原因。（10分）答：理想低通濾波器（頻域）的傳遞函數(shù)為:H(u,v)D(u,v) 一 DoD(u,v) Do濾波器半徑交叉部分（側(cè)面圖）/(H,l)對(duì)應(yīng)空間域(進(jìn)行傅立葉反變換，為sine函數(shù)

52、)：用理想低通濾波器濾波時(shí)，頻域： G(u,v)二F(u,v)H(u,v)，傅立葉反變換到時(shí)域有：g(x, y)二f(x, y)* h(x, y)，頻域相乘相當(dāng)于時(shí)域作卷積。因此，圖像經(jīng)過(guò)理想低通濾波器后，時(shí)域上相當(dāng)于原始圖像與sine函數(shù)卷積，由于sine函數(shù)振蕩，則卷積后圖像也會(huì)振蕩；或者說(shuō)由于sine函數(shù)有兩個(gè)負(fù)邊帶，卷積后圖像信號(hào)兩側(cè)出現(xiàn)“過(guò)沖現(xiàn)象”，而且能量不集中，即產(chǎn)生振鈴效應(yīng)。若截止頻率越低，即 DO越小，則sine函數(shù)主瓣越大，表現(xiàn)為中心環(huán)越寬，相應(yīng)周?chē)h(huán)(旁瓣)越大。而中心環(huán)主要決定模糊，旁瓣主要決定振鈴效應(yīng)。因此當(dāng)介質(zhì)頻率較低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的振鈴效應(yīng)。選擇適當(dāng)?shù)慕刂诡l率，會(huì)

53、減小振鈴效應(yīng)。7. 在MATLAB環(huán)境中，完成圖像的增亮、變暗處理。解：MATLAB程序如下：A=imread('pout.tif);蹶入圖像imshow(A);%顯示圖像figure,imhist(A);%顯示圖像的直方圖 J仁 imadjust(A,0.3 0.7,);鳩圖像在0.3 X 2550.7 X 255灰度之間的值通過(guò)線(xiàn)性變換映射到0255之間 圖 J2=imadjust(A,0 0.7);figure,imshow(J1);%輸出圖像效果圖礎(chǔ)用此函數(shù)，將圖像灰度通過(guò)線(xiàn)性變換映射到0255X 0.7之間figure,imshow(J2);%輸出圖像效果圖figure,imhist(J2)%俞出圖像的直方圖8. 在MATLAB環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)一幅圖像的傅里葉變換。解：MATLAE程序如下：A=imread('rice.tif');imshow(A);A2=fft2(A); A2=fftshift(A2);figure,imshow(log(abs(A2)+1),0 10);9. 利用MATLAB對(duì)一幅512 X 512的圖像進(jìn)行 DCT變換，并保留256 X 256個(gè)DCT 變換系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)圖像，比較重建圖像與原始圖像的差異。解：MATLA程序如下：RGB=imread('pout512.bmpI = rgb2gray(