数字图像处理1
《数字图像处理》习题参考答案
《数字图像处理》习题参考答案第1 章概述连续图像和数字图像如何相互转换答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。
这样，数字图像可以用二维矩阵表示。
将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像（连续图像）信号，再由模拟/数字转化器（ADC）得到原始的数字图像信号。
图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。
在空间将连续坐标过程称为离散化，而进一步将图像的幅度值（可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。
#采用数字图像处理有何优点答：数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点：1．具有数字信号处理技术共有的特点。
（1）处理精度高。
（2）重现性能好。
（3）灵活性高。
2．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。
3．数字图像处理技术适用面宽。
4．数字图像处理技术综合性强。
数字图像处理主要包括哪些研究内容答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。
]讨论数字图像处理系统的组成。
列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。
答：如图，数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的信息系统。
图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。
图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、图像存储器、图像输出设备等组成。
软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。
$图数字图像处理系统结构图1常见的数字图像处理开发工具有哪些各有什么特点答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++（面向对象可视化集成工具）和MATLAB 的图像处理工具箱（Image Processing Tool box）。
两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。
Microsoft 公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发出来的Win 32 程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。
数字图像处理chapter1
• • •
水利
– 河流分布、水害调查
气象
– 云图分析
通信
– 传真、电视
工业
– 工业探伤、机器人
• 农林
•
– 植被分布调查、农 作估产 法律
– 生物特征识别
•
军事
– 军事侦察、导弹制导
卫星SPOT4图像
机器人
身份识别-生物特征识别
Keystroke, ear shape, odor
自动检测
• X光图片自动检测
数字图像应用实例
数字水印
什么是数字水印技术?
数字水印一般框架(1)
Encoder function 原始图像 包含水印的图像
水印
添加水印的流程图
数字水印一般框架(2)
Decoder function 可能遭到破坏的 包含水印的图像 可能遭到破坏 的水印
一些必要信息
提取水印的流程图
应用背景
• 版权保护 • 证件防伪 • 真伪鉴别 • 秘密通信与信息隐含 • 使用权限控制
14.
15. 16. 34 34 46 34 22 2 3 5 7 46 34 34 34 46 34 2 3 3 17 46 34 34 34 46 34 46 46 34 34 34 46 34 34 34 34 46 46 46 34 34 34 17. 18. 34 34 46 34 46 34 34 58 20 2 3 6 34 34 46 34 34 46 34 46 34 58 34 46 34 34 34 34 34 34 46 34 46 34 46 34 34 46 34 34 34 34 46
1. 坐标原点位于左上角
2. 数据先沿i轴增加 3. 然后沿j轴增加
数字图像处理及应用（MATLAB）第1章习题答案
第一章：习题与思考题参考答案1-1 什么是数字图像? 数字图像处理有哪些特点?数字图像是将连续的模拟图像经过离散化处理后变成计算机能够辨识的点阵图像。
数字图像处理具有以下特点：（1）处理精度高，再现性好。
（2）易于控制处理效果。
（3）处理的多样性。
（4）数字图像中各个像素间的相关性大，压缩的潜力很大。
（5）图像数据量庞大。
(6) 占用的频带较宽。
(7) 图像质量评价受主观因素的影响。
（8）图像处理技术综合性强。
1-2 数字图像处理的目的及主要内容。
一般而言，对图像进行处理主要有以下三个方面的目的(1) 提高图像的视感质量，以达到赏心悦目的目的。
(2) 提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，以便于计算机分析。
(3) 对图像数据进行变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。
数字图像处理的主要研究内容：根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面。
如：图像数字化、图像增强、图像几何变换、图像复原、图像重建、图像隐藏、图像正交变换、图像编码、图像分析等。
1-3 数字图像处理的主要应用图像处理技术广泛用于众多的科学与工程领域，主要有：（1）生物医学领域中的应用（2）工业应用（3）遥感航天中的应用（4）军事、公安领域中的应用（5）其他应用，例如：图像的远距离通信；多媒体计算机系统及应用；服装试穿显示；办公自动化、现场视频管理1-4 在理想情况下获得一幅数字图像时，采样和量化间隔越小，图像的画面效果越好，当一幅图像的数据量被限定在一个范围内时，如何考虑图像的采样和量化使得图像的质量尽可能好。
一般，当限定数字图像的大小时, 为了得到质量较好的图像可采用如下原则： （1）对缓变的图像，应该细量化，粗采样，以避免假轮廓。
（2）对细节丰富的图像，应细采样，粗量化，以避免模糊（混叠）。
1-5 想想在你的工作和生活中，遇见过哪些数字化设备?它们的主要用途是什么?主要有以下几种数字化设备：(1) 图像采集卡通常图像采集卡安装于计算机主板扩展槽中，通过主机发出指令，将某一帧图像静止在存储通道中，即采集或捕获一帧图像，然后可对图像进行处理或存盘。
数字图像处理实验一图像的基本操作和基本统计指标计算实验报告
实验一图像的基本操作和基本统计指标计算一、实验目的熟悉MATLAB图像处理工具箱，在掌握MATLAB基本操作的基础上，本课程主要依靠图像处理工具箱验证和设计图像处理算法。
对于初学者来说，勤学多练、熟悉MATLAB图像处理工具箱也是学号本课程的必经之路。
了解计算图像的统计指标的方法及其在图像处理中的意义。
了解图像的几何操作，如改变图像大小、剪切、旋转等。
二、实验主要仪器设备（1）台式计算机或笔记本电脑（2）MATLAB（安装了图像处理工具箱，即Image Processing Toolbox(IPT）)（3）典型的灰度、彩色图像文件三、实验原理（1）将一幅图像视为一个二维矩阵。
（2）利用MATLAB图像处理工具箱读、写和显示图像文件。
①调用imread函数将图像文件读入图像数组（矩阵）。
例如“I=imread(‘tire.tif’);”。
其基本格式为：“A=imread(‘filename.fmt’)”，其中，A为二维矩阵，filename.为文件名，fmt为图像文件格式的扩展名。
②调用imwrite函数将图像矩阵写入图像文件。
例如“imwrite(A,’test_image.jpg’);”。
其基本格式为“imwrite(a,filename.fmt)”。
③调用imshow函数显示图像。
例如“imshow(‘tire.tif’);”。
其基本格式为：I为图像矩阵，N为显示的灰度级数，默认时为256。
（3）计算图像有关的统计参数。
四、实验内容（1）利用MATLAB图像处理工具箱和Photoshop读、写和显示图像文件。
（2）利用MATLAB计算图像有关的统计参数。
五、实验步骤（1）利用“读图像文件I/O”函数读入图像Italy.jpg。
（2）利用“读图像文件I/O”的iminfo函数了解图像文件的基本信息：主要包括Filename(文件名)、FileModDate(文件修改时间)、Filesize(文件尺寸)、Format(文件格式)、FormatVersion （格式版本）、Width（图像宽度）、Height（图像高度）、BitDepth（每个像素的位深度）、ColorType （彩色类型）、CodingMethod（编码方法）等。
遥感数字图像处理一
STEP2
STEP3
STEP4
图像校正：包括辐射校正、几何校正。
增强处理：增强图像中的有用信息，利于识别分析。 包括彩色增强、直方图增强、图像运算、邻域增强、频率域增强、信息融合等。
图像变换：消除干扰和滤掉噪声，提高图像质量。
信息提取：图像分类（监督分类、非监督分类、神经网络分类、模糊分类）、空间信息提取、光谱信息提取。
方法：黑白扫描/彩色扫描
扫描时需注意： 扫描的空间分辨率
一般300dpi（像片）/ 600dpi（负片）可满足要求 灰度级：0-255（黑白）/ RGB（彩色）
航空像片的数字化
如何设置分辨率
过程: （1）空间采样 （2）属性量化
分辨率设置
例：将一张1:50000的航空图像扫描成分辨率是2米的数字化图(1pix=2m) 。 50000 lcm=500m 1cm内要有250个pix pix边长=1cm/250pix=0.004cm=0.001575inch (1cm=0.3937inch) 635pix/inch
辅助数据：数字图像尺寸等各种参数
多波段数字图像存储与分发的常用数据格式：
遥感数字图像的表示方法
BSQ(Band sequential)数据格式：按波段顺序依次排列， 1个文件，文件内划分1-K段，第n段数据为第n波段的图像数据[M行][N列]。 多式（Band interleaved by pixel），1个文件，[M行][N列]格式，每个单元顺序记录K个波段的相应数据。 多波段数字图像存储与分发的常用数据格式（2）
BIL数据格式（Band interleaved by line）， 1个文件，逐行按波段次序排列。第1波段的第1行、第2波段的第1行、…、第K波段的第1行；第1波段的第2行、第2波段的第2行、…、第K波段的第2行；…… 多波段数字图像存储与分发的常用数据格式（3）
数字图像处理习题(1)
一、判断题（10分）（正确√，错误×）1.图像处理就是对图像信息进行加工处理，以满足人的视觉心理和实际应用的要求（√）2.在MATLAB中，uint8是无符号8位整数（√）3.在MATLAB中，uint16是无符号16位整数（√）4.图像的点运算与代数运算不相同（√）5.点运算也叫灰度级变换（√）6.线性点运算可以改变数字图像的对比度（√）7.图像的几何变换也叫图像的点运算（×）8.图像的平滑操作实际上是邻域操作（√）9.傅立叶变换后的矩阵处在频域上（√）10.傅立叶变换后的矩阵处在空域上（×）11.傅立叶变换，人们可以在空域和频域中同时思考问题（√）12.像素深度是指存储每个像素所用的位数（√）13.图像经过变换后，图像的大部分能量都集中在中、高频段（×）14.图像经过变换后，图像的大部分能量都集中在低频段（√）15.直方图均衡化也是一种非线性点运算（√）16.仿射变换是空间变换（√）17.空间变换是频域变换（×）18.边缘检测是将边缘像元标识出来的一种图像分割技术（√）19.灰度直方图能反映一幅图像各灰度级像元占图像的面积比（√）20.直方图均衡是一种点运算，图像的二值化则是一种局部运算（×）21.双边滤波法可用于边缘增强（×）22.均值平滑滤波器可用于锐化图像边缘（×）23.拉普拉斯算子可用于图像的平滑处理（×）24.高频加强滤波器可以有效增强图像边缘和灰度平滑区的对比度（√）25.应用傅立叶变换的可分离性可以将图像的二维变换分解为行和列方向的一维变换（√）26.图像分割可以依据图像的灰度、颜色、纹理等特性来进行（√）27.图像增强有空域和变换域两类（√）28.加大、减小对比度分别会使图像发生亮处更亮，暗处更暗的直观变化（√）29.加大、减小亮度分别会使图像发生亮处更亮，暗处更暗的直观变化（×）30.二值图像就是只有黑白两个灰度级（√）31.一般来说，图像采样间距越大，图像数据量越大，质量越好；反之亦然（×）32.用Matlab开辟一个图像窗口的命令是imshow（×）33.图像尺寸为400*300是指图像的宽为400毫米，高为300毫米（×）34.一般而言，对于椒盐噪声，均值滤波的效果好于中值滤波（×）35.与高斯低通滤波器相比，理想低通滤波低通滤波器在图像处理过程中更容易出现振铃(rings)（√）二、填空题（20分，1分/空）1.一般来说，图像采样间距越小，图像数据量_____，质量_____；反之亦然（大，高）2.若采样4个数，大小分别为4.56 0.23 7.94 16.55。
数字图像处理,第1章
第一章 概 论 1.2.2 数字图像处理的主要内容 不管图像处理是何种目的，都需要用计算机图像处理系统 对图像数据进行输入、加工和输出，因此数字图像处理研究的 内容主要有以下7个过程。 1. 图 像 获 取 、 表 示 和 表 现 （ Image Acquisition ，
Representation and Presentation）
第一章 概 论
1.2 数字图像处理的目的和主要内容
1.2.1 数字图像处理的目的
一般而言， 对图像进行加工和分析主要有如下三方面的目 的： （1） 提高图像的视感质量， 以达到赏心悦目的目的。如去 除图像中的噪声， 改变图像的亮度、颜色，增强图像中的某些 成份、 抑制某些成份，对图像进行几何变换等，从而改善图像 的质量， 以达到或真实的、或清晰的、或色彩丰富的、或意想 不到的艺术效果。
第一章 概 论
图像编码主要是利用图像信号的统计特性及人类视觉的生 理学及心理学特性，对图像信号进行高效编码，即研究数据压 缩技术，目的是在保证图像质量的前提下压缩数据，便于存储 和传输，以解决数据量大的矛盾。一般来说，图像编码的目的 有三个： ①减少数据存储量；②降低数据率以减少传输带宽； ③压缩信息量， 便于特征提取，为后续识别作准备。
第一章 概 论 （5） 处理费时。由于图像数据量大，因此处理比较费时。特
别是处理结果与中心像素邻域有关的处理过程（如第四章介绍的
区处理方法）花费时间更多。 （6） 图像处理技术综合性强。数字图像处理涉及的技术领域 相当广泛，如通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术等， 当然，数学、物理学等领域更是数字图像处理的基础。
络的编码法、模型基编码法等。这些编码方法有如下特点： ① 充分考虑人的视觉特性； ②恰当地考虑对图像信号的分解与表 述； ③采用图像的合成与识别方案压缩数据。
数字图像处理发展1
数字图像处理发展1、数字图像处理起源于20世纪20年代，当时通过海底电缆从英国伦敦到美国纽约传输了一幅照片，采用了数字压缩技术。
2、数字图像处理最早出现于20世纪50年代，当时的电子计算机已经发展到一定水平，人们开始利用计算机来处理图形和图像信息。
数字图像处理作为一门学科大约形成于20世纪60年代初期。
早期的图像处理的目的是改善图像的质量，它以人为对象，以改善人的视觉效果为目的。
图像处理中，输入的是质量低的图像，输出的是改善质量后的图像，常用的图像处理方法有图像增强、复原、编码、压缩等。
首次获得实际成功应用的是美国喷气推进实验室（JPL）。
他们对航天探测器徘徊者7号在1964年发回的几千张月球照片使用了图像处理技术，如几何校正、灰度变换、去除噪声等方法进行处理，并考虑了太阳位置和月球环境的影响，由计算机成功地绘制出月球表面地图，获得了巨大的成功。
随后又对探测飞船发回的近十万张照片进行更为复杂的图像处理，以致获得了月球的地形图、彩色图及全景镶嵌图，获得了非凡的成果，为人类登月创举奠定了坚实的基础，也推动了数字图像处理这门学科的诞生。
在以后的宇航空间技术，如对火星、土星等星球的探测研究中，数字图像处理技术都发挥了巨大的作用。
数字图像处理取得的另一个巨大成就是在医学上获得的成果。
1972年英国EMI 公司工程师Housfield发明了用于头颅诊断的X射线计算机断层摄影装置，也就是我们通常所说的CT（Computer Tomograph）。
CT的基本方法是根据人的头部截面的投影，经计算机处理来重建截面图像，称为图像重建。
1975年EMI公司又成功研制出全身用的CT装置，获得了人体各个部位鲜明清晰的断层图像。
1979年，这项无损伤诊断技术获得了诺贝尔奖，说明它对人类作出了划时代的贡献。
与此同时，图像处理技术在许多应用领域受到广泛重视并取得了重大的开拓性成就，属于这些领域的有航空航天、生物医学工程、工业检测、机器人视觉、公安司法、军事制导、文化艺术等，使图像处理成为一门引人注目、前景远大的新型学科。
数字图像处理实验(一)
数字图像处理实验(一)一、实验目的1）、了解“数字图像处理系统”的基本组成结构；2）、掌握微型数字图像处理系统的基本操作方法；3）、体验主要数字图像处理内容的效果。
二、实验的软、硬件平台：硬件：微型图像处理系统，包括：主机，PC机；T图像卡：CA-CPE-1000摄像机；软件：操作系统：WINDOWS2000应用软件：数字图像处理演示软件。
三、实验内容：1）、图像信息获取；2）、图像存储；3）、观察直方图均衡化处理的效果；4）、观察图像边缘增强处理效果；5）、拍摄自己的标准像。
四、实验步骤：1、图像信息的获取：1）、激活软件；2）、调整摄像机的光圈和聚焦，摄取一张明暗合适的图像；3）、存储图像；4）、调出该图像，验证是否成功存储了该图像。
2、观察图像均衡化处理效果1）、激活图像处理软件；2）、调整摄像机光圈，摄取一张偏暗的图像并存储该图像；3）、调用演示程序中的直方图统计功能，观察直方图形状；4）、调用直方图均衡化处理功能，观察处理结果，同时调用直方图统计功能，观察直方图形状；5）、调整摄像机光圈，拍摄一幅偏亮的图像，并存储；6）、调用直方图统计功能，观察直方图形状；7）、调用直方图均衡化处理功能进行处理；8）、调用直方图统计功能，统计其直方图；3、观察图像边缘增强处理效果1）、调出已存的图像；2）、调用边缘增强处理功能；3）、观察处理效果。
4、拍摄同学本人的标准像及侧面像；1）、激活系统；2）、调整摄像机的光圈和聚焦，获得清晰的图像；3）存储该图像（文件名用同学们的本名）；4）、制作标准像的硬拷贝；打印两张，一张上交（附在实验报告中），一张自己保留；五、撰写实验报告1）、实验目的叙述；2）、实验环境描述；3）、实验项目及内容；4）、操作步骤详细描述；包括：系统的激活方法，菜单的运用等；5）、记录实验结果。
6）、基本原理介绍；7）、实验现象描述；8）、实验结果分析；六、思考问题直方图均衡化处理对偏暗的图像比较有效，如果图像偏亮，能否运用直方图均衡化处理方法改善图像质量？如果可以，请说出理由，如果不理想，也请说明理由。
中科大数字图像处理作业1
数字图像处理（中国科学技术大学）HOMEWORK#1编号：59SA16173027李南云[在此处键入文档的摘要。
摘要通常是对文档内容的简短总结。
在此处键入文档的摘要。
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]SA16173027 李南云P1：a: The size of lena.tiff is 512x512 ;The size of mandril.tiff is 256x256.b: The values of pixels lena(29, 86) is 105;The values of pixels mandril(198, 201) is 158. c:d:P1代码如下：clear all;f = imread('C:\Users\Administrator\Desktop\images\lena.tiff'); figure(1);imshow(f);i = imread('C:\Users\Administrator\Desktop\images\mandril.tiff'); figure(2);imshow(i);s1 = size(f);s2 = size(i);v1 = f(30,87);v2 = i(199,202);p1 = f(103,:);p2 = i(:,69);figure(3);subplot(211);plot(p1);figure(3);subplot(212);plot(p2);n = 128;for j=1:nb(x,j)=i(x,j);f(x,j)=b(x,j);endendfigure(4);imshow(f);P2代码如下：clear all;a = imread('C:\Users\Administrator\Desktop\images\campusdrive.tif'); figure(1);subplot(231);imshow(a);a1 = double(a);b = floor(a1/8);b = b*8;b = uint8(b);subplot(232);imshow(b);c = floor(a1/16);c = c*16;c = uint8(c);subplot(233);imshow(c);d = floor(a1/32);d = d*32;d = uint8(d);subplot(234);e = floor(a1/64);e = e*64;e = uint8(e);subplot(235);imshow(e);f = floor(a1/168);f = f*168;f = uint8(f);subplot(236);imshow(f);4bit时已经出现伪轮廓，5bit基本可以保存图像质量。
数字图像处理技术(1)
● 8位图像 ● 16位图像 ● 24位图像
14
⑴图像分辨率
● 分辨率的单位
dpi (display pixels / inch)
每英寸显示的线数 ● dpi的数值越大，图像越清晰
清晰度
绝对清晰度
视觉效果
dpi
300 dpi
96 dpi
21 dpi 15
像点组成图像示意
16
例3-1 计算图像的像素数
• 光波是一种具有一定频率范围的电磁波
– 颜色的实质是一种光波 – 物体表面的光滑程度或物质成分不同，对于光反射、
折射、散射和吸收的情况也有所不同，因而所呈现的 颜色就有不同 – 纯颜色通常使用光的波长来定义，用波长定义的颜色 叫做光谱色 – 用不同波长的光进行组合可以产生相同的颜色感觉
34
35
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5
• 每个网格上只能用一个确定的亮度值表示。每一个采样的小方块内的灰度值 相同。把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为有限个特定数的过程，称 之为量化，即样点亮度的离散化。
6
7
图像数字化实例
原图
量化
00000000000012244222...0000000000
..........
.......
11
– 对于那些在扫描时采用低分辨率得到的图像，不能通过提高分辨率的方 法来提高图像的质量，因为这种方法仅仅是将一个像素的信息扩展成了 几个像素的信息，并没有从根本上增加像素的数量。
12
什么是图像 图像与图形的区别
● 图像是自然界中多姿多彩的景物和生物 通过视觉感官在大脑中留下的印记。
● 数字图像：直接量化的原始信号 ●图形：运算形成的抽象化产物
40
数字图像处理习题1基础知识
第一章引言一.填空题1.数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。
数字阵列中的每个数字，表示数字图像的一个最小单位，称为 __ 像素 ___ 。
2.数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是从图像到图像的处理，如图像增强等；二是 __ 从图像到非图像的一种表示 __ ，如图像测量等。
3.数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是 __，如图像增强等；二是从图像到非图像的一种表示，如图像测量等4.图像可以分为物理图像和虚拟图像两种。
其中，采用数学的方法，将由概念形成的物体进行表示的图像是 ___ 虚拟图像 ____ 。
5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。
其中，_____的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。
二.简答题1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的 4 种。
答：①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。
主要包括采样和量化两个过程。
②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。
③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。
④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。
⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。
2.什么是图像识别与理解？答：指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。
比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。
3. 简述数字图像处理的至少 3 种主要研究内容。
答：①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。
主要包括采样和量化两个过程。
② 图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。
第7讲—第四章 数字图像处理技术(1)
● 注意：图像文件的扩展名不要轻易修改，否则不能使用 注意：图像文件的扩展名不要轻易修改，
16
● 图像文件的体积 图像文件的体积是指图像文件的数据量， 图像文件的体积是指图像文件的数据量，其计量单位是字节 Byte）。存储位图图像所需的空间可用下列的公式计算： ）。存储位图图像所需的空间可用下列的公式计算 （Byte）。存储位图图像所需的空间可用下列的公式计算： 文件的字节数= 位图高度*位图宽度*位图颜色深度） 文件的字节数=（位图高度*位图宽度*位图颜色深度）/8
1) 二值图像：仅由两种颜色组成。 二值图像：仅由两种颜色组成。 2) 彩色与灰度图像：图像的颜色 彩色与灰度图像： 数量多，表现力较强，色彩丰富。 数量多，表现力较强，色彩丰富。 图像的种类
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● 颜色模型 使用颜色模型的目的是尽可能多、尽可能有效地描述各种颜色， 使用颜色模型的目的是尽可能多、尽可能有效地描述各种颜色， 以便在需要时能方便地加以选择。根据需要的不同，各个领域一般使 以便在需要时能方便地加以选择。根据需要的不同， 用不同的颜色模型。如电视工业、计算机工业、 用不同的颜色模型。如电视工业、计算机工业、印刷业和专业摄影界 都使用自己的颜色模型和标准。 都使用自己的颜色模型和标准。 在多媒体应用中经常涉及的几种通用颜色模型主要有以下几种： 在多媒体应用中经常涉及的几种通用颜色模型主要有以下几种： 使用红色（Red）、绿色（Green）、 ）、绿色 ）、蓝 Blue） ● RGB 使用红色（Red）、绿色（Green）、蓝（Blue）三种基 色相加来生成所有其他颜色，因此也称为加法色彩模型。 色相加来生成所有其他颜色，因此也称为加法色彩模型。 使用Cyan Cyan（ ）、Magenta 品红）、Yellow（黄色） Magenta（ ）、Yellow ● CMYK 使用Cyan（蓝）、Magenta（品红）、Yellow（黄色）分 别为Red Green、Blue的补色 Red、 的补色。 模型采用减法合成色彩。 别为Red、Green、Blue的补色。此模型采用减法合成色彩。 HLS模型则模拟了人眼感知颜色的方式 模型则模拟了人眼感知颜色的方式， ● HLS HLS模型则模拟了人眼感知颜色的方式，使用三个数值 色相H 亮度L 饱和度S 来描述一个像素的颜色。 （色相H、亮度L、饱和度S）来描述一个像素的颜色。
数字图像处理
数字图像处理(1)(总16页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一．名词解释1. 数字图像：是将一幅画面在空间上分割成离散的点（或像元），各点（或像元）的灰度值经量化用离散的整数来表示，形成计算机能处理的形式。
2.图像：是自然生物或人造物理的观测系统对世界的记录，是以物理能量为载体，以物质为记录介质的信息的一种形式。
3. 数字图像处理：采用特定的算法对数字图像进行处理，以获取视觉、接口输入的软硬件所需要数字图像的过程。
4. 图像增强：通过某种技术有选择地突出对某一具体应用有用的信息，削弱或抑制一些无用的信息。
5. 灰度直方图：灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级的像素的个数。
或：灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。
6. 细化：提取线宽为一个像元大小的中心线的操作。
连通的定义：对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。
8.中值滤波：中值滤波是指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。
9.像素的邻域：邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。
即{（x=p,y=q）}p、q为任意整数。
像素的四邻域：像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1)10.直方图均衡化：直方图均衡化就是通过变换函数将原图像的直方图修正为平坦的直方图，以此来修正原图像之灰度值。
11.采样：对图像f(x,y)的空间位置坐标（x,y）的离散化以获取离散点的函数值的过程称为图像的采样。
12.量化：把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特定数码的过程，称之为量化，即采样点亮度的离散化。
13.灰度图像：指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，它只有亮度信息，没有颜色信息。
14.图像锐化：是增强图象的边缘或轮廓。
数字图像处理参考教材[1]
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数字图像处理参考教材（Digital Image Processing ，Computer Image Processing）I.通用教材I.1 容观澳，计算机图像处理， 清华大学版，2000， Pages 351清华较早教材，基本概念和方法详细，知识系统。
特点： 1） 着重本领域的基本概念、基本方法和系统知识。
2） 理论结合实验，避开过多数学推导，3） 重点算法，免编程。
内容：1） 有关图像的数学、视觉、光学以及二维变换的基本理论2） 图像改善：重点图像增强，图像复原，图像重建3） 图像的上网、传输、压缩；4） 图像的理解、分割、描述5） 图像的硬件系统设计。
I.2 李介谷等，数字图像处理，上海交大版，1988， Pages 278图像处理的一些模型和算法，主要内容；数字图像的特征、品质及视觉；图像的增强处理；图像复原；图像重建；图像分析和理解；图像信息的编码和压缩。
特点：基本理论和技术介绍详细、全面。
I.3 阮秋琦，数字图像处理学，电子工业版，2001， Pages 562北方交大教材，主要内容：图像处理中的正交变换；图像增强和图像编码；图像复原和图像重建；图像分析和模式识别。
偏重于基本理论和方法，强调“编码”，有较多习题，附一套实验演示软件。
I.4 黄贤武等，数字图像处理与压缩编码技术，电子科大版，2000，Pages 538主要加重了图像数据压缩技术的份量-这是多媒体处理技术的关键技术之一。
对图形模式识别技术、无损压缩编码技术、预测编码、图像的变换编码、神经网络压缩编码技术、分形图像压缩编码等都有相当有深度的介绍。
是苏州大学的教材。
I.5 章毓晋，图像工程（上、下册），清华版，1999， Pages 563上册是图像处理和分析（本科），下册是图像理解与计算机视觉（研究生）。
上册介绍图像处理和分析的基本原理、典型方法和使用技术。
第一部分：图像基础，描述了图像工程的定义（一种系统研究各种图像理论、技术及其应用的交叉学科），图像技术的整体概况，数字图像的采集、表达和象素的关系；图像的各种变换技术；第二部分：图像处理：图像增强、图像复原、由投影重建图像；图像压缩编码；第三部分：图像分析的基本原理和技术：图像分割、目标表达和描述、特征测量、形态学方法等。
数字图像处理习题1
一、选择题1、可以用),(y x f 来表示：A 一幅2D 数字图像B 一个在3D 空间中的客观景物的投影C 2D 空间XY 中一个坐标点的位置D 在坐标点(x,y)的某种性质F 的数值2、一幅数字图像是：A 一个观测系统B 一个由许多像素排列而成的实体C 一个2D 数组中的元素D 一个3D 空间中的场景3、数字图像),(y x f 中的f ：A 可以对应X 光的强度B 可以表示2D 空间XY 中一个坐标点的位置C 可以对应场景中物体的辐射度D 可以表示照片的亮度4、在有关像素的各种邻域中，下面哪些说法是正确的：A 4邻域是8邻域的一个特例B 对角邻域是8邻域的一个特例C 只需旋转4邻域就可得到对角邻域D 一个8邻域可分解为两个4邻域5、已知如图中的2个像素p 和q ，下面说法正确的是：A 2个像素p 和q 之间的D E 距离比它们之间的D 4距离和D 8距离都短B 2个像素p 和q 之间的D 4距离为5C 2个像素p 和q 之间的D 8距离为5D 2个像素p 和q 之间的DE 距离为56、因为8邻域中的近邻像素个数是4邻域中的近邻像素个数的两倍，所以：A 与某个像素的D 8距离小于或等于1的像素个数等于与该像素的D 4距离小于或等于2的像素个数B 与某个像素的D 8距离小于或等于1的像素个数小于与该像素的D 4距离小于或等于2的像素个数C 与某个像素的D 8距离小于或等于1的像素个数大于与该像素的D 4距离小于或等于2的像素个数D 与某个像素的D 8距离小于或等于2的像素个数等于与该像素的D 4距离小于或等于3的像素个数7、旋转变换所用的变换矩阵为以下哪种形式：A ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡100100100y x B ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡1000000y x S S C ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡-1000cos sin 0sin cos γγγγD ⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡1/10010001f8、设平移矩阵为T ，缩放矩阵为S ，旋转矩阵为R ，则对一个坐标点进行缩放、平移、旋转的变换矩阵A 为：A RSTB STRC TSRD RTS9、一幅256×256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：A 256KB 512KC 1MD 2M10、图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于：A 图像的灰度级数不够多造成的B 图像的空间分辨率不够高造成的C 图像的灰度级数过多造成的D 图像的空间分辨率过高造成的11、数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的：A 图像幅度分辨率过小B 图像幅度分辨率过大C 图像空间分辨率过小D 图像空间分辨率过大12、当改变图像的空间分辨率时，受影响最大的是图像中的：A 纹理区域（有许多重复单元的区域）B 灰度平滑区域C 目标边界区域D 灰度渐变区域13、当改变图像的幅度分辨率时，受影响最大的是图像中的：A 纹理区域B 灰度平滑区域C 目标边界区域D 灰度渐变区域14、傅里叶变换有下列哪些特点：A 有频域的概念B 均方意义下最优C 有关于复数的运算D 从变换结果可完全恢复原始函数15、一幅二值图像的傅里叶变换频谱是：A 一幅二值图像B 一幅灰度图像C 一幅复数图像D 一幅彩色图像16、点源函数的傅里叶变换频谱是网格状的，当点源的尺寸增大时：A 其傅里叶频谱的网格变希B 其傅里叶频谱的网格变密C 其傅里叶频谱的网格变暗D 其傅里叶频谱的网格变亮17、一个2D 傅里叶变换可由连续2次运用1D 傅里叶变换来实现，当对),(y x f 沿每1列求变换后不乘以N 时，得到的),(v x F 的幅度将：A 增为N 倍B 不变C 减为1/ND 为零18、已知N×N 的),(y x f 的傅里叶变换为),(v u F ，则)(),(y x i ey x f +π的傅里叶变换是：A ),(N v N u F --B ),(v u F --C ),(v u F -D )2/,2/(N v N u F --19、一下图像技术中属于图像处理技术的是：A 图像编码B 图像合成C 图像增强D 图像分类20、一个基本的图像处理和分析系统的构成为：A 甲——图像显示，乙——图像存储，丙——图像通信，丁——图像采集B 甲——图像存储，乙——图像通信，丙——图像采集，丁——图像显示C 甲——图像通信，乙——图像采集，丙——图像显示，丁——图像存储D 甲——图像采集，乙——图像显示，丙——图像存储，丁——图像通信21、马赫带效应：A 可以用同时对比度解释B 取决于人的视觉系统的亮度适应级C 与同时对比度表明同一事实D 表明条带上实际的亮度分布会受到主观亮度曲线的影响22、颜料中的三基色可由下面哪种方法得到：A 蓝+红，绿+蓝，红+绿B 红+蓝，绿+蓝，品红+绿C 蓝+红，绿+黄，红+绿D 红+蓝，绿+红，蓝+绿23、下面关于色度图的哪些说法是正确的：A 色度图表明任何可见的颜色都可以由3基色组合而成B 色度图中任何可见的颜色都占据确定的位置C 色度图中边界上点的亮度比中心点的亮度低D 色度图中纯度为零的点对应饱和度最小的点24、当1,0,0===B G R 时：A 1,120=︒=S HB 0,120=︒=S HC 1,240=︒=S HD 0,240=︒=S H25、在BMP 格式、GIF 格式、TIFF 格式和JPEG 格式中：A 表示同一幅图像，BMP 格式使用的数据量最多B GIF 格式独立于操作系统C 每种格式都有文件头，其中TIFF 格式的最复杂D 一个JPEG 格式的数据文件中可存放多幅图像。
数字图像处理基本流程的第一步
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3. 数字图像处理学 4. MATLAB工具箱应用指南 工具箱应用指南 ———— 信息工程篇
伯晓晨 李涛 刘路等编
电子工业出版社
第1讲 图像处理导论
本讲主要介绍数字图像处理的基本概念知识 ： 什么是图像？数字图像如何在计算机中表示？ 什么是图像？数字图像如何在计算机中表示？ 什么是图像处理？数字图像处理的意义何在？ 什么是图像处理？数字图像处理的意义何在？ 数字图像处理包含哪些方面的内容？ 数字图像处理包含哪些方面的内容？ 数字图像处理有哪些方法？ 数字图像处理有哪些方法？
6 数字图像处理的硬件设备
1. 图像输入设备
数字照相机、数字摄像机、 数字照相机、数字摄像机、扫描仪
2. 图像处理设备
计算机
3. 图像输出设备
显示器、 显示器、激光彩色打印机
数字图像处理过程： 数字图像处理过程：
图像输入设备
A/D
主计算机
D/A
监示器
键盘 显示器
7 数字图像处理的应用
随着计算机技术及其它技术的发展，数字图像处理的应用越来越广泛， 随着计算机技术及其它技术的发展，数字图像处理的应用越来越广泛，已渗透到工 工业、医疗保健、航空航天、军事、科研、安全保卫等各个领域。 程、工业、医疗保健、航空航天、军事、科研、安全保卫等各个领域。 1. 遥感 遥感(Remote Sensing)（例图像） （例图像） 遥感图像处理的用处越来越多，效率及分辨率也越来越高。如土地测绘、 遥感图像处理的用处越来越多 ， 效率及分辨率也越来越高 。 如土地测绘 、 资源调 气象监测、环境污染监测、农作物估产、军事侦察。 查、气象监测、环境污染监测、农作物估产、军事侦察。 2. 医学应用（例图像） 医学应用（例图像） CT图像、透视、MRI(Magnetic resonance imaging)核磁共振图像等。 图像、 核磁共振图像等。 图像 透视、 核磁共振图像等 3. 通信中的应用 图像的传播。 图像的传播。 4. 军事上的应用 军事侦察、导弹制导等。 军事侦察、导弹制导等。 5. 法律 指纹识别、 指纹识别、人脸识别
3 数字图像处理的特点
数字图像处理的特点？
(1) 需要处理的信息量大： 需要处理的信息量大： 一幅:256*256*8=64K的图像有 的图像有64K大小； 大小； 一幅 的图像有 大小 512*512*8=256K 1024*1024*8=1M 2048*2048*8=4M (2) 图像处理技术的综合性强： 图像处理技术的综合性强： 技术：通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术； 技术：通信技术、计算机技术、电子技术、电视技术； 基础知识：数学、物理、数字信号处理、生物、心理； 基础知识：数学、物理、数字信号处理、生物、心理； (3) 图像数据的相关性强。 图像数据的相关性强。
4 数字图像处理的研究内容
包含哪些方面的内容？ 数字图像处理包含哪些方面的内容？
(1) 几何处理 几何处理(Geometrical Processing)： ： 坐标变换，图像缩放、旋转、 图像配准、全景畸变校正、扭曲校正、 坐标变换，图像缩放、旋转、平移 、图像配准、全景畸变校正、扭曲校正、 求图像周长、面积、体积等。 求图像周长、面积、体积等。 (2) 算术运算(Arithmetic Processing)： 算术运算 ： 除等，用于融合、去噪、运动目标检测。 加、减、乘、除等，用于融合、去噪、运动目标检测。 (3) 图像增强(Image Enhancement) 图像增强 图像对比度增强，提取边缘等。 图像对比度增强，提取边缘等。（例1：对比度；例2：边缘提取） ：对比度； ：边缘提取） (4) 图像复原 图像复原(Image Restoration) (5) 图像重建 图像重建(Image Reconstruction) (6) 图像编码 压缩 (Image Encoding)(Compression) 图像编码(压缩 压缩) (7) 模式识别 图像识别）(Pattern Recognition) or (Image Recognition) 模式识别(图像识别 图像识别） (8) 图像融合 图像融合(Image Fusion)(例1：FIR图像和 图像和NIR图像融合 图像融合) 例 ： 图像和 图像融合 (9)图像理解（Image Understanding) 图像理解（ 图像理解 (10)计算机视觉 计算机视觉(Computer Vision) 计算机视觉
第2讲 图像变换
本讲主要内容： 本讲主要内容： DFT变换； 变换； 变换 FFT算法； 算法； 算法 DCT变换； 变换； 变换 小波变换。 小波变换。
1. Fourier变换 Fourier变换
(1) 连续 连续Fourier变换： 变换： 变换 一维：对信号f(t),其Fourier变换为： 变换为： 一维：对信号 其 变换为
5 数字图像处理的研究方法
数字图像处理有哪些研究方法？ 数字图像处理有哪些研究方法？
1. 空域法 时间域与空间域； 时间域与空间域； 把图像f(x,y)看成一个二维函数，对其进行处理，它包括： 看成一个二维函数， 把图像 看成一个二维函数 对其进行处理，它包括： (1) 邻域处理法： 邻域处理法： 一个点和它附近的点一起参与运算。 卷积运算；平滑算子运算； 一个点和它附近的点一起参与运算。如：卷积运算；平滑算子运算；梯度 运算等等。 运算等等。 (2) 点运算： 点运算： 单个点运算。或者说单个象素的灰度值运算。 单个点运算。或者说单个象素的灰度值运算。 2. 变换域法 有些问题在空域中不太好直接研究，可计算量较大，可把其变换到频域（ 有些问题在空域中不太好直接研究 ， 可计算量较大 ， 可把其变换到频域 （ 空 间域）进行研究。这是信号处理和图像处理的惯用方法。其过程一般为： 间域）进行研究。这是信号处理和图像处理的惯用方法。其过程一般为： f(x,y) F(u,v) f(x,y) 正变换 逆变换 例如： 例如：小波变换与逆变换
具体研究如下： 具体研究如下：
1. 图像处理将向着高速、高分辨率、立体化、多媒体化、智能化和标准化发展； 图像处理将向着高速、高分辨率、立体化、多媒体化、智能化和标准化发展； 2. 图像、图形相结合朝着三维成像和多维成像的方向发展； 图像、图形相结合朝着三维成像和多维成像的方向发展； 3. 硬件芯片研究； 硬件芯片研究； 4. 新理论和新算法研究。 新理论和新算法研究。 wavelet, fractal, morphology, genetic arithmetic, neural network.
数字图像处理
Digital Image Processing
刘斌
主要参考书： 主要参考书：
1.基于 基于MATLAB的系统分析与设计：图像处理 的系统分析与设计： 基于 的系统分析与设计
王晓丹 吴崇明 编 西安电子科技大学出版社
2. 图像工程(上册） 上册） 上册
———— 图像处理与分析
章毓晋 编 阮秋琦 编 清华大学出版社 电子工业出版社
8 数字图像处理领域的发展动向
进一步研究的内容： 进一步研究的内容：
1. 如何提高图像处理的速度； 如何提高图像处理的速度； 2. 加强软件研究、开发新的处理技术； 加强软件研究、开发新的处理技术； 3. 加强边缘学科的研究工作； 加强边缘学科的研究工作； 4. 加强理论研究，逐步形成图像处理科学自身的理论体系 加强理论研究，逐步形成图像处理科学自身的理论体系; 5. 时刻注意图像处理领域的标准化问题。 时刻注意图像处理领域的标准化问题。主要媒介是语音和图像。据统计，在人类接受的信息中， 人类传递信息的主要媒介是语音和图像 。 据统计， 在人类接受的信息中 ， 听觉 信息占20%,视觉信息占 视觉信息占60%，其它如味觉、触觉、嗅觉信息总的加起来不过占 信息占 视觉信息占 ，其它如味觉、触觉、嗅觉信息总的加起来不过占20% 可见图像信息是十分重要的。 百闻不如一见” 。可见图像信息是十分重要的。“百闻不如一见”嘛！但图像通信的发展就大大落 后于语音通信。 后于语音通信。 数字图像处理技术起源于20世纪 年代， 世纪20年代 数字图像处理技术起源于 世纪 年代，当时通过海底电缆从英国伦敦到美国 纽约传输了一幅照片，它采用了数字压缩技术。 年的技术水平看， 纽约传输了一幅照片，它采用了数字压缩技术。就1920年的技术水平看，如果不压 年的技术水平看 传一幅图片要一个星期时间，压缩后只需要3小时 小时。 缩，传一幅图片要一个星期时间，压缩后只需要 小时。1964年美国的喷气推进实验 年美国的喷气推进实验 室处理了太空船“徘徊者七号”发回的月球照片， 室处理了太空船“徘徊者七号”发回的月球照片，这标志着第三代计算机问世后数 字图像处理概念开始得到应用。其后，数字图像处理技术得到迅速发展， 字图像处理概念开始得到应用。其后，数字图像处理技术得到迅速发展，目前已成 为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理学、化学、生物学、 为工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理学、化学、生物学、医学甚至社 会科学等领域各学科之间学习和研究的对象。 会科学等领域各学科之间学习和研究的对象。如今图像处理技术已给人类带来了巨 大的经济效益和社会效益。 大的经济效益和社会效益。 图像处理科学对人类具有重要意义，它表现在如下三个方面： 图像处理科学对人类具有重要意义，它表现在如下三个方面： (1) 图像是人们从客观世界获取信息的重要来源； 图像是人们从客观世界获取信息的重要来源； (2) 图像信息处理是人类视觉延续的重要手段； 图像信息处理是人类视觉延续的重要手段； (3) 图像处理技术对国计民生有重要意义。 图像处理技术对国计民生有重要意义。
2 图像的含义
什么是图像？数字图像是如何在计算机中表示的？ 什么是图像？数字图像是如何在计算机中表示的？
客观世界在空间上是三维(3-D)的,但一般景物得到的图像是二维 的 但一般景物得到的图像是二维 但一般景物得到的图像是二维(2-D)的。一幅图 客观世界在空间上是三维 的 像可以用一个2-D函数或数组 函数或数组f(x,y)表示，（x,y）表示坐标点的位置，而f表示点 表示， 表示点(x,y) 像可以用一个 函数或数组 表示 ）表示坐标点的位置， 表示点 的某种性质F的数值 的数值， 一般表示灰度， 表示点(x,y)的灰度值。常见图像是连 的灰度值。 的某种性质 的数值，如F一般表示灰度，因此 表示点 一般表示灰度 因此f表示点 的灰度值 续的（模拟图像） 可以是任意实数。 续的（模拟图像），即f,x,y,可以是任意实数。为了能用计算机对图像进行加工，需 可以是任意实数 为了能用计算机对图像进行加工， 要把连续图像离散化。这种离散化了的图像就是数字图像， 要把连续图像离散化。这种离散化了的图像就是数字图像，在不致引起混淆的前提 的情况下我们以后也用f(x,y)表示数字图像 或f(m,n)等），f,x,y都在整数集合内取值 表示数字图像(或 的情况下我们以后也用 表示数字图像 等 都在整数集合内取值 。 下面看一个例子： 取一图像的一部分。 下面看一个例子：用MATLAB取一图像的一部分。 取一图像的一部分 几个相关概念： 几个相关概念： (1) 图像的英文词：Image (与picture、pattern的区别）； 图像的英文词： 的区别） 与 、 的区别 (2) 象素 象素(pixel)：图像中每个基本单元（点）。 ：图像中每个基本单元（ (3) I=f(x,y,z,t) 的含义。 的含义。