1、数 字 图 像 处 理 习 题 集1. 图 像 的 概 念 及 分 类学 科 定 义 ： 给 定 条 件 下 被 摄 目 标 电 磁 波 性 质 （ 反 射 、 辐 射 、 透 射 ） 的一 种 表 现 形 式广 义 上 ： 图 像 是 对 所 表 示 物 体 的 信 息 描 述分 类 ： 1） 、 二 值 图 像 ： 图 像 中 只 能 取 值 为 0 或 1。 2） 、 灰 度 图 像 : 单 色 图 像 ， 只 包 含 亮 度 信 息 。 3） 、 彩 色 图 像 ： 3 波 段 单 色 图 像 ， 每波 段 代 表 不 同 颜 色 ， 通 常 为 红 色 、 绿 色 、 蓝 色 。2.
2、 决 定 图 像 质 量 的 主 要 因 素 有 哪 些 ？被 摄 目 标 性 质 ， 成 像 的 条 件 ， 干 扰 条 件3. 图 像 可 用 数 学 函 数 I= f (x, y, z, , t) 表 示 ， 请 解 释 函 数 中 各参 量 的 含 义 。(x,y,z)为 空 间 坐 标 ， 为 波 长 ， t 为 时 间 ， I 为 光 点 的 强 度 。4. 说 明 图 像 技 术 的 层 次 ， 并 叙 述 各 层 次 的 主 要 研 究 内 容 ；图 像 技 术 包 含 三 个 层 次 :图 像 处 理 -从 图 像 到 图 像 的 过 程 ； 利 用 计 算 机 把 原 始
3、图 像 （ 或 图 像 信 息 ）处 理 成 期 望 图 像 （ 或 图 像 信 息 ） 的 过 程 。 图 像 处 理 是 对 图 像 进 行 分 析 、 加工 、 和 处 理 ， 使 其 满 足 视 觉 、 心 理 以 及 其 他 要 求 的 技 术 。 图 像 处 理 是 信 号处 理 在 图 像 域 上 的 一 个 应 用 。图 像 分 析 从 图 像 到 数 据 的 过 程 ； 图 像 分 析 要 求 对 图 像 中 感 兴 趣 的 目 标 进行 检 测 和 测 量 ， 以 获 得 它 们 的 客 观 信 息 ， 从 而 帮 助 我 们 建 立 对 图 像 的 描 述 。图 像 理
4、解 图 像 解 释 与 知 识 推 理 ； 以 图 像 为 对 象 ， 知 识 为 核 心 ， 研 究 图 像中 有 什 么 目 标 、 目 标 之 间 的 相 互 关 系 、 图 像 是 什 么 场 景 以 及 如 何 应 用 场 景的 一 门 技 术 。5. 简 述 图 像 处 理 的 主 要 目 的 及 主 要 处 理 技 术 ；数 字 图 像 处 理 目 的 ;改 善 图 像 质 量 ;增 强 图 像 定 位 精 度 ;提 高 信 息 传输 效 率 ;减 少 图 像 信 息 存 贮 容 量 ;建 立 图 像 信 息 库1. 图 像 增 强 :2、 图 像 复 原 3、 几 何 处 理
5、:4、 图 像 压 缩 与 编 码 :5、 图 像重 建 :6、 图 像 分 割 7、 图 像 描 述 8、 图 像 匹 配6. 什 么 是 彩 色 三 要 素 ， 解 释 各 要 素 的 含 义 ；彩 色 三 要 素 ： 亮 度 ， 色 调 和 饱 和 度 。 亮 度 ， 指 彩 色 光 作 用 于 人 眼 时 引 起 人眼 视 觉 的 明 暗 程 度 ； 色 调 ， 是 一 种 颜 色 区 别 于 另 外 一 种 颜 色 的 特 征 。 饱 和度 ， 指 色 调 的 纯 洁 程 度 。7. 简 述 三 基 色 原 理 ；1) 自 然 界 里 的 大 多 数 彩 色 光 可 以 分 解 为
6、三 种 基 色 成 份 ， 而 这 三 种 基 色 也可 以 按 一 定 比 例 混 合 得 到 不 同 的 彩 色 光 。2) 三 基 色 必 须 是 相 互 独 立 的 彩 色 ， 即 其 中 任 一 种 基 色 都 不 能 由 其 它 两 种基 色 混 合 产 生 。3) 三 基 色 之 间 的 混 合 比 例 ， 决 定 了 混 合 色 的 色 度 。4) 混 合 色 的 亮 度 等 于 三 基 色 亮 度 之 和 。8. 简 述 RGB 彩 色 模 型 及 HIS 彩 色 模 型 的 概 念 及 定 义 ；9. 叙 述 数 字 图 像 采 样 及 量 化 的 概 念 ， 什 么 是
7、图 像 的 空 间 分 辨 率 及 灰 度 分辨 率 ， 并 说 明 空 间 分 辨 率 及 灰 度 分 辨 率 的 大 小 对 图 像 质 量 的 影 响 ；采 样 ： 完 成 图 像 空 间 坐 标 的 离 散 化 即 把 连 续 图 像 变 成 离 散 点 的 集 合 ； 空 间分 辨 率 越 大 图 像 质 量 越 好量 化 ： 用 有 限 的 值 来 代 替 无 限 的 值 称 为 量 化 。灰 度 分 辨 率 ： 图 像 像 元 灰 度 值 的 离 散 取 值 过 程 。图 像 分 辨 率 ： 指 每 单 位 长 度 上 的 像 素 ， 即 直 观 看 到 的 图 像 的 清 晰
8、与 模 糊 程度 ， 单 位 为 ppi。 另 外 ， 图 像 的 尺 寸 、 图 像 的 分 辨 率 和 图 像 文 件 的 大 小 三者 之 间 有 着 很 密 切 的 联 系 。 图 像 的 尺 寸 越 大 ， 图 像 的 分 辨 率 越 高 ， 图 像 文件 也 就 越 大 ， 调 整 图 像 的 大 小 和 分 辨 率 即 可 以 改 变 图 像 文 件 的 大 小 。10.叙 述 灰 度 、 颜 色 、 色 度 、 亮 度 、 饱 和 度 、 层 次 、 对 比 度 、 清 晰 度 等 基本 概 念 。1、 灰 度 ： 表 示 光 的 强 度 的 数 值 量 度 ； 光 强 量 化
9、 到 256 级 ， 0 对 应 黑 色 ，255 对 应 白 色 。 灰 度 图 像 ： 仅 含 有 黑 、 灰 、 白 等 无 彩 色 的 图 像2、 颜 色 ： 一 个 物 体 反 射 或 折 射 的 光 的 一 种 特 性 ， 并 且 是 一 种 感 觉 特 性 。所 有 颜 色 都 可 被 看 作 三 基 色 （ 红 、 绿 、 蓝 ） 的 不 同 组 合 ： R+B=M（ 紫 ） 、B+G=C（ 青 ） 、 R+G=Y(黄 ） 。 彩 色 图 像 ： 指 每 个 像 素 的 信 息 由 RGB 三 原色 构 成 的 图 像 ， 其 中 RGB 是 由 不 同 的 灰 度 级 来 描
10、 述 的 。3、 色 度 ： 观 察 者 获 得 的 颜 色 的 感 觉 ； 亮 度 ： 彩 色 光 作 用 于 人 眼 时 对 人眼 视 觉 的 明 暗 程 度 ； 色 调 ： 一 种 颜 色 区 别 另 一 种 颜 色 的 特 征 ； 饱 和 度 ： 色 调 的 纯 洁 程 度4、 灰 度 级 ： 表 示 像 素 的 明 暗 程 度 的 整 数 量5、 层 次 ： 表 示 图 像 实 际 拥 有 的 灰 度 级 的 数 量 6、 清 晰 度 ： 亮 度 、 对 比 度 、 尺 小 、 细 微 层 次 、 颜 色 饱 和 度 等 综 合 因 素 的影 响 结 果 。影 响 图 像 质 量 的
11、 三 个 因 素 ： 灰 度 级 ， 层 次 ， 清 晰 度 。11.叙 述 像 素 、 邻 域 等 基 本 概 念 。像 素 ： 最 基 本 的 图 像 元 素 ， 数 字 图 像 的 最 小 的 单 元 ； 领 域 ： 给 定 像 素 附近 像 素 的 集 合12.叙 述 BMP 格 式 图 像 的 文 件 存 储 结 构 。位 图 文 件 头 ： 文 件 类 型 ， 指 定 文 件 大 小 ， 从 文 件 头 到 位 图 数 据 的 偏 移 字位 图 信 息 头 ： 图 像 高 、 宽 、 颜 色 位 数 、 压 缩 类 型 、 占 用 字 节 数 、 颜 色 数 、分 辨 率调 色 板
12、 ： 颜 色 查 找 表图 像 数 据 ： 每 行 每 列 顺 序 排 列 ， 行 字 节 数 必 须 为 4 的 倍 数 ， 从 下 到 上 、从 左 到 右13.说 明 数 字 图 像 每 行 所 占 字 节 数 与 图 像 宽 度 的 关 系 ；例 1： 一 幅 图 像 为 256 色 ， 宽 为 31 个 像 素 ， 问 存 储 一 行 需 多 少 个 字 节 ？分 析 ： 256 色 ， biBitCount=8;宽 为 31， biWidth=31;W=31*8/8=31 字 节 ,31 不 是 4 的 倍 数 ， 补 一 个 字 节 的 0， 32 个 字 节 是 4的 倍 数
13、。所 以 ， 对 于 这 幅 图 像 ， 每 一 行 数 据 后 面 都 有 一 个 无 效 的 字 节 ， 再 往 后 才 是另 一 行 的 数 据 。宏 定 义 计 算 ： W=(31*8+31)/32*4=279/32*4=8*4=3214.叙 述 将 一 副 数 字 图 像 缩 小 一 半 的 图 像 处 理 运 算 方 法 ；1. 建 立 起 重 建 物 理 图 像 的 计 算 模 型2. 建 立 起 目 的 图 像 与 原 始 图 像 的 坐 标 变 换 关 系3. 计 算 目 的 图 像 中 点 (i, j) 在 原 始 图 像 中 对 应 点 的 坐 标 (x, y)4. 根
14、据 计 算 模 型 计 算 出 原 始 图 像 中 点 (x, y) 处 的 颜 色 值 c5. 将 目 的 图 像 中 点 (i, j) 的 颜 色 值 设 置 为 颜 色 值 c6. 处 理 完 目 的 图 像 上 每 一 个 像 素 点 ， 即 可 完 成 缩 放15.叙 述 将 一 副 数 字 图 像 放 大 k 倍 的 图 像 处 理 运 算 方 法 ， 如 果 采 用 kk子 块 填 充 的 放 大 运 算 方 法 ， 其 缺 点 是 什 么 ， 采 用 何 种 算 法 可 以 改 善 ；成 比 例 放 大 ： 如 果 需 要 将 原 图 像 放 大 k 倍 ， 则 将 一 个 像
15、 素 值 添 在 新 图 像的 k*k 的 子 块 中 。 如 果 放 大 倍 数 太 大 ， 按 照 前 面 的 方 法 处 理 会 出 现 马 赛 克效 应 。 采 用 双 线 性 插 值 法 进 行 图 像 放 大 。16.说 明 双 线 性 插 值 法 进 行 图 像 放 大 的 基 本 算 法 ；17.说 明 有 哪 几 种 图 像 镜 像 的 方 式 ， 并 叙 述 各 自 的 算 法 ；水 平 镜 像 ， 垂 直 镜 像 ， 对 角 镜 像 。18.以 下 为 一 幅 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 将 该 图 像 缩 小 为 原 图 的 2/3。2 3 5 4 6 74 4
16、 6 7 7 63 3 7 7 6 52 4 5 3 5 44 5 5 6 6 51 2 3 5 6 219.以 下 为 一 幅 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 采 用 双 线 性 差 值 法 将 该 图 像 放 大 为 原图 的 3 倍 。2 3 54 4 63 3 72 5 4 73 7 7 52 5 3 41 3 5 21,1,1, baffbaffxy ffxfaf20.以 下 为 一 幅 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 分 别 给 出 该 图 像 的 水 平 、 垂 直 、 对 角镜 像 的 图 像 数 据 。2 3 54 4 63 3 721.图 像 的 仿 射 变 换 公
17、 式 如 下 ，解 答 ：10 yxdcbayx请 分 别 用 该 公 式 的 形 式 表 示 出 图 像 平 移 、 旋 转 ， 镜 像 ， 等 的 运 算 公 式 。22.列 举 代 数 运 算 的 种 类 及 各 种 代 数 运 算 的 主 要 应 用 。图 像 相 加 ： 可 以 将 一 幅 图 像 内 容 加 到 另 一 幅 图 像 上 ， 以 达 到 二 次 暴 光 的 要求 （ double exposure） 。 图 像 相 加 可 以 对 同 一 场 景 的 多 幅 图 像 求 平 均 值 ，以 降 低 加 性 （ additive） 随 机 噪 声 。图 像 相 减 ： 可
18、 去 除 图 像 中 不 需 要 的 加 性 图 案 。 图 像 相 减 也 可 用 于 运 动 检测 。 掩 膜 图 像 。乘 法 应 用 ： 图 像 局 部 显 示 ； 生 成 合 称 图 像 ；除 法 运 算 ： 可 产 生 对 颜 色 和 多 光 谱 图 像 分 析 十 分 重 要 的 比 率 图 像 （ 或 比 值图 像 ） ， 以 提 取 颜 色 和 光 谱 信 息 ， 提 取 植 被 或 其 它 地 物 信 息 ， 还 可 以 用 来区 分 一 幅 图 像 中 的 不 同 颜 色 区 域 ， 以 及 去 掉 地 形 影 响 等 。23.说 明 图 像 加 、 减 运 算 有 哪
19、些 应 用 ；加 法 应 用 ： 求 均 值 图 像 ： 去 除 “叠 加 性 ”噪 声 ； ,生 成 图 像 叠 加 效 果 ，会 得 到 二 次 曝 光 的 效 果 可 以 得 到 各 种 图 像 合 成 的 效 果 ， 也 可 以 用 于 两 张 图片 的 衔 接 。减 法 应 用 ： 1， 去 除 一 幅 图 像 中 所 不 需 要 的 加 性 图 案 2， 可 检 测 同 一 场景 的 两 幅 图 像 之 间 的 变 化 。 3， 去 除 固 定 的 背 景 信 息 ， 生 成 合 称 图 像 。24.简 述 直 方 图 的 概 念 ；定 义 ： 灰 度 直 方 图 是 灰 度 级
20、的 函 数 ， 描 述 的 是 图 像 中 具 有 该 灰 度 级 的 像 素的 个 数 ， 其 横 坐 标 是 灰 度 级 ， 纵 坐 标 是 该 灰 度 出 现 的 频 率 （ 像 素 个 数 ） 。25.以 下 为 一 幅 3 位 灰 度 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 绘 制 出 该 图 像 的 灰 度 直 方 图 。2 3 5 7 6 74 4 6 5 7 63 3 7 7 6 52 4 4 7 3 45 3 26 4 47 3 37 6 53 4 33 4 23 3 74 4 62 3 5ydcxyba101 yxyx 10cosini yx10 yxw4 5 5 6 6 51
21、 2 3 5 6 226.叙 述 灰 度 直 方 图 的 性 质 及 作 用 。直 方 图 性 质 ： 反 映 总 体 灰 度 分 布 ； 不 包 含 空 间 位 置 信 息直 方 图 作 用 ： 数 字 化 参 数 的 选 择 ； 边 界 阈 值 选 择 ； 面 积 统 计27.请 编 写 一 段 C 语 言 程 序 ， 用 于 计 算 数 字 图 像 的 直 方 图 ；int iWidth = pDib-GetWidth(); / 获 取 图 像 宽 度int iHeight = pDib-GetHeight(); / 获 取 图 像 高 度int iBitsWidth = pDib-Ge
22、tBitsWidth(); / 获 取 图 像 存 储 宽 度unsigned char * lpPixel; / 指 向 像 素 的 指 针LPSTR lpStartBit = pDib-GetPixelBit(); / 图 像 数 据 起 始 位 置int i， j; / 循 环 变 量 long plCount256; / 每 一 个 灰 度 级 像 素 数for (i = 0; i iHeight; i +)for (j = 0; j iWidth; j +)lpPixel = (unsigned char *) lpStartBit + iBitsWidth * i + j; plC
23、ount*(lpPixel)+;28.请 说 明 有 那 些 常 用 的 图 像 点 运 算 算 法 。线 性 变 换 ：压 缩 灰 度 范 围 ； 拉 伸 灰 度 范 围 ； 灰 度 反 转 ； 窗 口 变 换 ； 限 幅 变 换分 段 线 性 变 换 ； 锯 齿 波 变 换非 线 性 变 换 ：点 运 算 ： 通 过 一 个 非 线 性 变 换 关 系 T， 改 变 像 素 点 灰 度 ；对 数 变 换 :低 灰 度 拉 伸 ； 高 灰 度 压 缩 。指 数 变 换 :低 灰 度 压 缩 ； 高 灰 度 拉 伸 。29.请 说 明 对 图 像 进 行 阈 值 变 换 有 何 应 用 ；阈
24、值 变 换 ： 应 用 ： 背 景 分 离 ， 数 字 提 取30.常 用 的 线 性 变 换 有 哪 些 种 类 ；TyxGifyx,250,tanfg31.叙 述 常 用 的 图 像 对 比 度 增 强 方 法 ， 以 及 他 们 的 优 缺 点 。图 像 对 比 度 增 强 是 改 善 图 像 视 觉 效 果 的 重 要 措 施 之 一 。黑 白 图 像 的 对 比 度 的 大 小 主 要 决 定 于 图 像 的 灰 度 级 之 间 的 级 差 。 通 过 被 摄 景 物 最 亮 部 分 与 最 暗 部 分 的 密 度 差 ， 来 实 现 图 像 的 对 比 度 调 整 。线 性 增 强
25、 ： 1： 基 本 线 性 增 强 ： 计 算 简 洁 ；适 用 于 灰 度 级 变 化 比 较 平 滑 的 图 像 （ 图 像 直 方 图 近 似 表 现 为 高 斯 分 布 ） ； 算 法 缺 点 有 可 能 受 到 个 别 极 限 灰 度 级 的 不 良 影 响 ； 2： 统 计 量 算 法 增 强 ：剔 除 个 别 极 限 灰 度 值 的 抑 制 作 用 ， 在 整 体 上 能 较 好 地 保 障 图 像 的 对 比 度 增强 效 果 。 3： 分 段 线 性 增 强 ： 更 适 应 于 有 选 择 性 地 对 图 像 进 行 局 部 线 性 对比 度 增 强 ； 4： 非 线 性 增
26、 强 ： 可 以 有 选 择 地 对 曝 光 不 足 或 曝 光 过 度 的 图 像进 行 指 数 或 对 数 函 数 变 换 ， 使 图 像 的 对 比 度 得 到 调 整 。5： 直 方 图 增 强 ： 直 方 图 均 衡 化 理 想 情 况 下 ， 经 过 直 方 图 均 衡 化 以 后 的 图 像直 方 图 应 是 十 分 平 坦 的 ， 但 实 际 情 况 并 非 如 此 ， 产 生 的 新 的 直 方 图 比 变 换前 平 坦 多 了 ， 但 和 理 论 分 析 有 差 异 ， 此 外 ， 灰 度 级 减 少 了 。32.以 下 为 一 幅 4 位 灰 度 图 像 的 图 像 数
27、据 ， 请 分 别 采 用 基 本 线 性 增 强 及 统计 量 增 强 算 法 对 图 像 进 行 增 强 运 算 。2 3 5 4 6 7 74 4 6 5 7 6 63 3 7 7 6 5 52 4 7 6 5 4 44 5 5 6 6 15 51 2 3 5 6 2 21 2 3 5 6 2 233.以 下 为 一 幅 3 位 灰 度 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 对 该 幅 图 像 进 行 直 方 图 均 衡化 ， 给 出 均 衡 化 的 计 算 过 程 及 计 算 结 果 。2 3 5 2 6 7 74 4 6 3 7 6 63 3 7 7 6 5 52 4 6 7 5 4
28、44 5 5 6 6 5 51 2 3 5 6 2 21 2 3 5 6 2 234.叙 述 直 方 图 规 定 化 的 运 算 步 骤 ；35.简 述 图 像 噪 声 的 概 念 ；图 像 噪 声 ： 图 像 在 摄 取 或 传 输 时 所 受 到 的 随 机 干 扰 信 号 ， 阻 碍 人 们接 受 信 息 的 因 素 。36.分 别 按 照 噪 声 产 生 原 因 、 噪 声 频 谱 、 噪 声 与 信 号 的 关 系 、 概 率 密 度函 数 等 方 式 对 图 像 噪 声 进 行 分 类 ；噪 声 产 生 原 因 ， 内 部 噪 声 ， 外 部 噪 声 。 噪 声 频 谱 ， 白 噪
29、 声 ， 1/f 噪声 ， 三 角 噪 声 。 噪 声 与 信 号 的 关 系 ， 加 性 噪 声 ， 乘 性 噪 声 。 概 率 密 度函 数 ， 高 斯 噪 声 ， 瑞 利 噪 声 ， 伽 马 噪 声 ， 指 数 分 布 噪 声 ， 均 匀 分 布 噪声 ， 脉 冲 噪 声 ， 椒 盐 噪 声 。37.说 明 抑 制 图 像 噪 声 的 主 要 方 法 ， 并 叙 述 各 种 滤 波 方 法 的 特 性 与 效 果 。1： 邻 域 平 均 法 ： 邻 域 平 均 后 ， 噪 声 均 值 为 0， 方 差 降 低 。 若 邻 域 内 有 噪声 存 在 ， 经 过 平 均 ， 噪 声 的 幅
30、度 会 大 为 降 低 。 小 邻 域 ， 噪 声 抑 制 不 足 。 大邻 域 ， 边 缘 模 糊 。 邻 域 平 均 适 合 于 对 高 斯 噪 声 图 像 进 行 滤 波 2： 阈 值 平 均 法 ： 加 门 限 值 减 小 模 糊3： 加 权 平 均 法 ： 利 用 邻 域 平 均 的 思 想 ， 同 时 也 突 出 (m， n)点 本 身 的 重要 性 ， 可 将 (m， n)点 加 权 计 入 平 均 中 ， 可 在 一 定 程 度 上 减 小 图 像 模 糊 。4： 模 版 平 滑 法 ： 无 论 邻 域 平 均 还 是 加 权 平 均 ， 实 际 都 是 用 某 点 (m， n
31、)的 邻 域 内 的 平 均 值 加 入 本 点 的 加 权 平 均 值 来 代 替 (m， n)的 值 ， 具 体 运 算相 当 于 进 行 卷 积 运 算 。 模 版 条 件 ： 模 版 内 的 系 数 全 部 为 正 数 ； 模 版 系 数 和为 1， 表 示 对 图 像 进 行 处 理 后 亮 度 水 平 保 持 不 变 。5： 高 斯 滤 波 器 （ 高 斯 模 板 ） ： 根 据 高 斯 函 数 的 形 状 来 选 择 权 值 的 线 性 平 滑滤 波 器 。 高 斯 平 滑 滤 波 器 对 于 抑 制 服 从 正 态 分 布 的 噪 声 非 常 有 效 ， 是 十 分有 效 的
32、低 通 滤 波 器 。 二 维 高 斯 函 数 具 有 旋 转 对 称 性 ， 即 滤 波 器 在 各 个方 向 上 的 平 滑 程 度 是 相 同 的 。 高 斯 函 数 是 单 值 函 数 。 高 斯 函 数 的 付 立 叶 变换 频 谱 是 单 瓣 的 。 高 斯 滤 波 器 宽 度 (决 定 着 平 滑 程 度 )是 由 参 数 表 征的 ， 而 且 和 平 滑 程 度 的 关 系 是 非 常 简 单 的 。 越 大 ， 高 斯 滤 波 器 的频 带 就 越 宽 ， 平 滑 程 度 就 越 好 。 由 于 高 斯 函 数 的 可 分 离 性 ， 较 大 尺 寸 的 高斯 滤 波 器 可
33、 以 得 以 有 效 地 实 现 。6： 中 值 滤 波 效 果 分 析 ： 与 均 值 滤 波 相 比 ， 去 除 椒 盐 噪 声 效 果 好 ， 而 且 模 糊轻 微 ， 边 缘 保 留 较 好 ； 中 值 滤 波 是 选 择 适 当 的 点 来 替 代 污 染 点 的 值 ， 所 以处 理 效 果 好 。 对 于 高 斯 噪 声 ， 均 值 滤 波 效 果 比 中 值 滤 波 效 果 好 。7： 边 界 保 持 平 滑 滤 波 ： 在 进 行 平 滑 处 理 时 ， 首 先 判 别 当 前 像 素 是 否 为 边 界上 的 点 ， 如 果 是 ， 则 不 进 行 处 理 ， 如 果 不
34、是 ， 则 进 行 平 滑 处 理 。 8： 噪 声 对 应 于 高 频 部 分 ， 所 以 去 噪 可 以 采 用 低 通 滤 波 。38.比 较 临 域 平 均 法 与 阈 值 平 均 法 进 行 图 像 滤 波 的 优 缺 点 ；邻 域 平 均 法 ： 邻 域 平 均 后 ， 噪 声 均 值 为 0， 方 差 降 低 。 若 邻 域 内 有 噪 声存 在 ， 经 过 平 均 ， 噪 声 的 幅 度 会 大 为 降 低 。 小 邻 域 ， 噪 声 抑 制 不 足 。 大 邻域 ， 边 缘 模 糊 。 邻 域 平 均 适 合 于 对 高 斯 噪 声 图 像 进 行 滤 波 。 阈 值 平 均
35、 法 ：加 门 限 值 减 小 模 糊 ， 但 是 噪 声 降 低 效 果 不 如 邻 域 滤 波 法 。39.对 图 像 进 行 模 版 平 滑 时 ， 要 求 模 板 应 满 足 什 么 条 件 ？模 版 条 件 ： 模 版 内 的 系 数 全 部 为 正 数 ；模 版 系 数 和 为 1， 表 示 对 图 像 进 行 处 理 后 亮 度 水 平 保 持 不 变 。40.简 述 高 斯 滤 波 器 的 主 要 特 性 。高 斯 滤 波 器 ： 根 据 高 斯 函 数 的 形 状 来 选 择 权 值 的 线 性 平 滑 滤 波 器 。 高 斯平 滑 滤 波 器 对 于 抑 制 服 从 正 态
36、 分 布 的 噪 声 非 常 有 效 ， 是 十 分 有 效 的 低 通 滤 波器 。特 性 1： 二 维 高 斯 函 数 具 有 旋 转 对 称 性 ； 特 性 2： 高 斯 函 数 是 单值 函 数 特 性 3： 高 斯 函 数 的 付 立 叶 变 换 频 谱 是 单 瓣 的 ； 特 性 4： 高 斯 滤 波 器 宽度 (决 定 着 平 滑 程 度 )是 由 参 数 表 征 的 。 越 大 ， 高 斯 滤 波 器 的 频 带就 越 宽 ， 平 滑 程 度 就 越 好 ；特 性 5： 由 于 高 斯 函 数 的 可 分 离 性 ， 较 大 尺 寸 的 高 斯 滤 波 器 可 以 得 以 有
37、效地 实 现 。41.如 何 设 计 高 斯 滤 波 器 的 宽 度 及 高 斯 滤 波 模 版 ？42.请 给 出 中 值 滤 波 与 均 值 滤 波 的 特 性 分 析 及 各 自 的 适 用 对 象 ；中 值 滤 波 ： 因 为 噪 声 的 出 现 ， 使 该 点 像 素 比 周 围 的 像 素 亮 （ 暗 ） 许 多 。 可把 图 像 中 某 一 子 块 的 图 像 数 据 （ 数 字 序 列 ） 按 大 小 顺 序 排 列 起 来 ， 则 噪声 点 的 图 像 数 据 可 能 会 排 列 在 序 列 的 首 位 获 末 位 ， 取 排 序 后 数 字 序 列 的中 间 值 代 替 图
38、 像 某 点 的 数 据 ， 则 可 有 效 地 去 除 噪 声 。效 果 分 析 ： 与 均 值 滤 波 相 比 ， 去 除 椒 盐 噪 声 效 果 好 ， 而 且 模 糊 轻 微 ， 边缘 保 留 较 好 ； 对 脉 冲 性 噪 声 、 随 机 噪 声 滤 除 性 较 好 ； 对 于 高 斯噪 声 ， 均 值 滤 波 效 果 比 中 值 滤 波 效 果 好 。43.叙 述 K 近 邻 平 滑 滤 波 器 的 算 法 思 想 ；在 一 个 与 待 处 理 像 素 邻 近 的 范 围 内 ， 寻 找 出 其 中 像 素 值 与 之 最 接 近 的K 个 邻 点 ， 将 该 K 个 邻 点 的
39、均 值 （ 或 中 值 ） 替 代 原 像 素 。44.叙 述 采 用 低 通 滤 波 法 对 图 像 进 行 滤 波 的 算 法 步 骤 ；噪 声 对 应 于 高 频 部 分 ， 所 以 去 噪 可 以 采 用 低 通 滤 波 。 空 域 滤 波 是 建 立 在 卷积 运 算 的 基 础 上 ， 即 其 中 ： f(x,y)为 原 图 像 函 数 ， h(x,y)为 滤 波 函 数 ， g(x,y)为 滤 波 后 的 期望 图 像 。则 据 卷 积 定 理 有 频 率 域 滤 波 的 基 本 算 式 。H(u,v)叫 做 滤 波 器 的 传 递 函 数 ， 或 滤 波 器 。45.以 下 为
40、 一 幅 3 位 灰 度 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 分 别 采 用 邻 域 平 均 （ 33),(*),fg),(vuHFvuG邻 域 ） 、 阈 值 平 均 （ 33 邻 域 、 阈 值 取 3） 、 中 值 滤 波 （ 33 邻 域 ）等 方 法 对 该 幅 图 像 进 行 滤 波 ， 给 出 滤 波 运 算 过 程 及 计 算 结 果 。2 3 5 6 6 7 74 4 6 7 0 6 63 3 7 7 6 5 52 4 3 0 3 4 44 5 1 6 6 5 51 2 3 5 6 2 21 2 3 5 6 2 246.简 述 图 像 锐 化 的 概 念 及 用 途 。图 像
41、 锐 化 ： 是 增 强 或 者 提 取 图 像 中 目 标 轮 廓 线 （ 或 称 边 缘 ） 的 技 术 过 程 。图 像 中 目 标 的 轮 廓 线 ， 是 由 相 邻 像 元 灰 度 的 急 剧 变 化 形 成 的 ， 轮 廓 线 属 于高 频 成 分 。用 途 ： 突 出 图 像 中 的 细 节 ， 增 强 被 模 糊 了 的 细 节 ； 细 微 层 次 强 调 。 弥 补 扫描 对 图 像 的 钝 化 ； 超 声 探 测 成 像 ， 分 辨 率 低 ， 边 缘 模 糊 ， 通 过 锐 化 来 改 善 ；图 像 识 别 中 ， 分 割 前 的 边 缘 提 取 ； 锐 化 处 理 恢
42、复 过 度 钝 化 、 暴 光 不 足 的 图像 ； 尖 端 武 器 的 目 标 识 别 、 定 位 。47.以 下 为 一 幅 3 位 灰 度 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 计 算 该 幅 图 像 的 梯 度 图 像 ，给 出 计 算 公 式 及 计 算 结 果 。2 3 5 7 6 74 4 6 7 7 63 3 7 7 6 52 4 6 7 6 44 5 5 6 6 51 2 3 5 6 248.以 下 为 一 幅 3 位 灰 度 图 像 的 图 像 数 据 ， 请 分 别 用 水 平 及 垂 直 一 阶 微分 算 子 、 Robert 算 子 、 Sobel 算 子 、 Lapl
43、ace 算 子 、 LOG 算 子 对 该幅 图 像 进 行 锐 化 运 算 ， 给 出 计 算 公 式 及 计 算 结 果 。2 3 5 6 6 74 4 6 4 7 63 3 7 7 6 52 4 3 0 7 44 5 5 6 6 51 2 3 5 6 249.说 明 对 图 像 进 行 伪 彩 色 处 理 的 概 念 及 目 的 ；伪 彩 色 （ pseudocoloring， 也 称 为 假 彩 色 ） 处 理： 指 将 灰 度 图 像 转 化 为 彩 色 图 像 ， 或 者 将 单 色 图 像 变 换 成 给 定 彩 色 分 布 的图 像 。jifjifjifjifjifG,1, 目
44、 的 ： 为 了 提 高 人 眼 对 图 像 的 细 节 分 辨 能 力 ， 以 达 到 图 像 增 强 的 目 的 。50.叙 述 伪 彩 色 处 理 的 主 要 方 法 ；伪 彩 色 处 理 方 法 主 要 有 强 度 分 层 、 灰 度 级 到 彩 色 变 换 法 、 频 域 滤 波 法 。强 度 分 层 法 ,用 一 个 平 行 于 图 像 坐 标 平 面 XY 的 平 面 去 切 割 图 像 亮 度 函 数 ，对 每 一 个 输 入 灰 度 值 ， 如 果 它 在 切 割 灰 度 值 lm 之 上 就 赋 予 某 一 种 颜 色 ，如 果 它 在 lm 之 下 就 赋 予 另 一 种
45、 颜 色 。 灰 度 级 到 彩 色 变 换 法 ,基 本 概 念 是对 任 何 输 入 像 素 的 灰 度 级 执 行 三 个 独 立 的 变 换 。 然 后 ， 用 三 个 变 换 结 果 合成 彩 色 图 像 。 这 种 方 法 产 生 一 幅 合 成 图 像 ， 其 彩 色 内 容 受 变 换 函 数 特 性 调制 。 频 域 滤 波 ,对 原 来 灰 度 图 象 中 的 不 同 频 率 分 量 （ 可 分 别 借 助 低 通 ， 带通 /带 阻 ， 高 通 滤 波 器 获 得 ） 赋 予 不 同 的 颜 色 。51.说 明 假 彩 色 增 强 的 概 念 及 用 途 ；把 真 实 的
46、 自 然 彩 色 图 象 或 遥 感 多 光 谱 图 象 处 理 成 假 彩 色 图 象 。用 途 ：（ 1） 景 物 映 射 成 奇 异 彩 色 ， 比 本 色 更 引 人 注 目 。（ 2） 适 应 人 眼 对 颜 色 的 灵 敏 度 ， 提 高 鉴 别 能 力 。（ 3） 遥 感 多 光 谱 图 象 处 理 成 假 彩 色 ， 以 获 得 更 多 信 息 。 52.什 么 是 彩 色 平 衡 ？摄 像 机 在 拍 摄 图 像 时 ， 由 于 各 个 彩 色 通 道 不 同 的 敏 感 度 导 致 R、 G、 B三 个 分 量 图 像 出 现 不 同 的 线 性 变 换 ， 使 结 果 图
47、 像 的 三 原 色 不 平 衡 ， 图 像 中色 彩 偏 离 实 际 真 实 颜 色 。表 现 ： 现 实 中 的 灰 色 区 域 在 图 像 中 对 应 为 有 色 彩 区 域 ， 白 色 对 应 有 彩 色 。53.什 么 是 图 像 退 化 、 什 么 是 图 像 复 原 ？退 化 ： 图 像 在 形 成 、 传 输 和 记 录 过 程 中 ， 由 于 成 像 系 统 、 传 输 介 质 和 设 备的 不 完 善 ， 使 图 像 的 质 量 变 坏 ， 这 一 过 程 称 为 图 像 的 退 化 。复 原 ： 图 像 的 复 原 就 是 要 尽 可 能 恢 复 退 化 图 像 的 本
48、来 面 目 ， 它 是 沿 图 像 降质 的 逆 向 过 程 进 行 。54.图 像 复 原 与 图 像 增 强 由 什 么 异 同 点 ？图 像 增 强 ： 不 考 虑 图 像 是 如 何 退 化 ， 只 通 过 试 探 各 种 技 术 来 增 强 图 像 的视 觉 效 果 。 不 顾 增 强 后 的 图 像 是 否 失 真 ， 只 要 看 得 舒 服 就 行 。复 原 ： 需 知 道 图 像 退 化 的 机 制 和 过 程 的 先 验 知 识 ， 据 此 找 出 一 种 相 应 的 逆过 程 方 法 ， 从 而 得 到 复 原 的 图 像 。 如 果 图 像 已 退 化 ， 应 先 作 复
49、 原 处 理 ， 再作 增 强 处 理 。55.说 明 逆 滤 波 法 复 原 图 像 的 基 本 原 理 及 步 骤 。答 ： (1)对 退 化 图 像 g(x， y)作 二 维 离 散 傅 立 叶 变 换 ， 得 到 G(u,v)；(2)计 算 系 统 点 扩 散 函 数 h(x， y)的 二 维 傅 立 叶 变 换 ， 得 到 H(u,v)。 （ 3） 计 算(4)计 算 的 逆 傅 立 叶 变换 ， 求 得 56.说 明 逆 滤 波 法 复 原 图 像 的 缺 陷 及 解 决方 法 。病 态 性 质),(vuFyxf(1) H(u,v)= 0 ： 无 法 确 定 F(u,v) (2)H(u,v)0： 放 大 噪 声若 噪 声 为 零 ， 则 采 用 逆 滤 波 恢 复 法 能 完 全 再 现 原 图 像 。 若 噪 声 存 在 ， 而且 H（ u,v） 很 小 或 为 零 时 ， 则 噪 声
