《数字图像处理》习题解答
(完整版)数字图像处理课后题答案
1. 图像处理的主要方法分几大类?答:图字图像处理方法分为大两类:空间域处理(空域法)和变换域处理(频域法)。
空域法:直接对获取的数字图像进行处理。
频域法:对先对获取的数字图像进行正交变换,得到变换系数阵列,然后再进行处理,最后再逆变换到空间域,得到图像的处理结果2. 图像处理的主要内容是什么?答:图形数字化(图像获取):把连续图像用一组数字表示,便于用计算机分析处理。
图像变换:对图像进行正交变换,以便进行处理。
图像增强:对图像的某些特征进行强调或锐化而不增加图像的相关数据。
图像复原:去除图像中的噪声干扰和模糊,恢复图像的客观面目。
图像编码:在满足一定的图形质量要求下对图像进行编码,可以压缩表示图像的数据。
图像分析:对图像中感兴趣的目标进行检测和测量,从而获得所需的客观信息。
图像识别:找到图像的特征,以便进一步处理。
图像理解:在图像分析的基础上得出对图像内容含义的理解及解释,从而指导和规划行为。
3. 名词解释:灰度、像素、图像分辨率、图像深度、图像数据量。
答:像素:在卫星图像上,由卫星传感器记录下的最小的分立要素(有空间分量和谱分量两种)。
通常,表示图像的二维数组是连续的,将连续参数 x,y ,和 f 取离散值后,图像被分割成很多小的网格,每个网格即为像素 图像分辨率:指对原始图像的采样分辨率,即图像水平或垂直方向单位长度上所包含的采样点数。
单位是“像素点/单位长度”图像深度是指存储每个像素所用的位数,也用于量度图像的色彩分辨率.图像深度确定彩色图像的每个像素可能有的颜色数,或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数.它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数,或灰度图像中的最大灰度等级(图像深度:位图图像中,各像素点的亮度或色彩信息用二进制数位来表示,这一数据位的位数即为像素深度,也叫图像深度。
图像深度越深,能够表现的颜色数量越多,图像的色彩也越丰富。
)图像数据量:图像数据量是一幅图像的总像素点数目与每个像素点所需字节数的乘积。
数字图像处理(岗萨雷斯第三版)课后习题答案
数字图像处理(岗萨雷斯第三版)课后习题答案第3章3.6原题:试解释为什么离散直⽅图均衡技术⼀般不能得到平坦的直⽅图?答:假设有⼀副图像,共有像素个数为n=MN(M⾏N列),像素灰度值取值范围为(0~255),那么该图像的灰度值的个数为L=256,为了提⾼图像的对⽐度,通常我们都希望像素的灰度值不要都局促到某⼀个狭窄的范围,也就是我们通常说的图像灰度值的动态分布⼩。
最好是在有效灰度值取值范围上,每个灰度值都有MN/L个像素,这个时候我们就可以得到⼀张对⽐度最理想的图像,也就是说像素的取值跨度⼤,像素灰度值的动态范围⼤。
因为直⽅图是PDF(概率密度函数)的近似,⽽且在处理中,不允许造成新的灰度级,所以在实际的直⽅图均衡应⽤中,很少见到完美平坦的直⽅图。
因此,直⽅图均衡技术不能保证直⽅图的均匀分布,但是却可以扩展直⽅图的分布范围,也就意味着在直⽅图上,偏向左的暗区和偏向右的亮区都有像素分布,只是不能保证每个灰度级上都有像素分布。
(百度答案:)由于离散图像的直⽅图也是离散的,其灰度累积分布函数是⼀个不减的阶梯函数。
如果映射后的图像仍然能取到所有灰度级,则不发⽣任何变化。
如果映射的灰度级⼩于256,变换后的直⽅图会有某些灰度级空缺。
即调整后灰度级的概率基本不能取得相同的值,故产⽣的直⽅图不完全平坦。
3.8原题:在某些应⽤中,将输⼊图像的直⽅图模型化为⾼斯概率密度函数效果会是⽐较好的,⾼斯概率密度函数为:其中m和σ分别是⾼斯概率密度函数的均值和标准差。
具体处理⽅法是将m和σ看成是给定图像的平均灰度级和对⽐度。
对于直⽅图均衡,您所⽤的变换函数是什么?答:直⽅图均衡变换函数的⼀般表达式如下:在回答这个问题时,有两点⾮常重要,需要学⽣表达清楚。
第⼀,这个表达式假定灰度值r只有正值,然⽽,⾼斯密度函数通常的取值范围是-∞~∞,认识到这点是⾮常重要的,认识到这点,学⽣才能以多种不同的⽅式来解决问题。
对于像标准差这样的假设,好的答案是,需要⾜够⼩,以便于当r为⼩于0时,在p r(r)曲线下的⾯积可以被忽略。
23887《数字图像处理(第3版)》习题解答(上传)(1)
23887《数字图像处理(第3版)》习题解答(上传)(1)胡学龙编著《数字图像处理(第 3 版)》思考题与习题参考答案⽬录第1章概述 (1)第2章图像处理基本知识 (4)第3章图像的数字化与显⽰ (7)第4章图像变换与⼆维数字滤波 (10)第5章图像编码与压缩 (16)第6章图像增强 (20)第7章图像复原 (25)第8章图像分割 (27)第9章数学形态学及其应⽤ (31)第10章彩⾊图像处理 (32)第1章概述1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4 说出图像、视频(video)、图形(drawing)及动画(animation)等视觉信息之间的联系和区别。
答:图像是⽤成像技术形成的静态画⾯;视频⽤摄像技术获取动态连续画⾯,每⼀帧可以看成是静态的图像。
图形是⼈⼯或计算机⽣成的图案,⽽动画则是通过把⼈物的表情、动作、变化等分解后画成许多动作瞬间的画幅,再⽤摄影机连续拍摄成⼀系列画⾯,给视觉造成连续变化的图画。
(完整版)数字图像处理:部分课后习题参考答案
第一章1.连续图像中,图像为一个二维平面,(x,y)图像中的任意一点,f(x,y)为图像于(x,y)于处的值。
连续图像中,(x,y)的取值是连续的,f(x,y)也是连续的数字图像中,图像为一个由有限行有限列组成的二维平面,(i,j)为平面中的任意一点,g(i,j)则为图像在(i,j)处的灰度值,数字图像中,(i,j) 的取值是不连续的,只能取整数,对应第i行j列,g(i,j) 也是不连续的,表示图像i行j列处图像灰度值。
联系:数字图像g(i,j)是对连续图像f(x,y)经过采样和量化这两个步骤得到的。
其中g(i,j)=f(x,y)|x=i,y=j2. 图像工程的内容可分为图像处理、图像分析和图像理解三个层次,这三个层次既有联系又有区别,如下图所示。
图像处理的重点是图像之间进行的变换。
尽管人们常用图像处理泛指各种图像技术,但比较狭义的图像处理主要是对图像进行各种加工,以改善图像的视觉效果并为自动识别奠定基础,或对图像进行压缩编码以减少所需存储空间图像分析主要是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,从而建立对图像的描述。
如果说图像处理是一个从图像到图像的过程,则图像分析是一个从图像到数据的过程。
这里的数据可以是目标特征的测量结果,或是基于测量的符号表示,它们描述了目标的特点和性质。
图像理解的重点是在图像分析的基础上,进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系,并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释,从而指导和规划行动。
如果说图像分析主要以观察者为中心来研究客观世界,那么图像理解在一定程度上是以客观世界为中心,借助知识、经验等来把握整个客观世界(包括没有直接观察到的事物)的。
联系:图像处理、图像分析和图像理解处在三个抽象程度和数据量各有特点的不同层次上。
图像处理是比较低层的操作,它主要在图像像素级上进行处理,处理的数据量非常大。
图像分析则进入了中层,分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式的描述。
数字图像处理试题及答案
数字图像处理试题及答案一、选择题1. 数字图像处理中,用于减少图像噪声的常用方法是什么?A. 锐化B. 滤波C. 边缘增强D. 色彩调整答案:B. 滤波2. 在数字图像处理中,以下哪种变换属于空域变换?A.傅里叶变换B.小波变换C.拉普拉斯变换D.直方图均衡化答案:D. 直方图均衡化3. 对于灰度图像,以下哪种操作可以提高图像的对比度?A. 增加亮度B. 减小对比度C. 增加饱和度D. 应用低通滤波答案:A. 增加亮度4. 在图像分割中,Otsu's方法是基于什么原则来自动确定阈值的?A. 最大类间方差B. 最小类内方差C. 最大熵原则D. 最小误差率答案:A. 最大类间方差5. 下面哪种格式不是用于存储数字图像的常见文件格式?A. JPEGB. PNGC. RAWD. MP3答案:D. MP3二、填空题1. 在数字图像处理中,__________是指图像中像素点的灰度值或者颜色值。
答案:像素2. 使用中值滤波器处理图像可以有效地去除__________噪声。
答案:椒盐3. 在图像处理中,__________是指通过计算像素点之间的差异来突出图像中的特定结构或特征。
答案:边缘检测4. __________变换可以将图像从空间域转换到频率域,便于分析图像的频率成分。
答案:傅里叶5. 直方图是表示图像中__________的分布情况。
答案:像素强度三、简答题1. 简述数字图像处理的基本步骤。
答:数字图像处理的基本步骤通常包括图像获取、预处理(如去噪、增强)、图像分割、特征提取和图像识别等。
2. 说明数字图像滤波的主要作用。
答:数字图像滤波的主要作用包括去除噪声、平滑图像、边缘检测、图像锐化等,以改善图像质量,为后续的图像分析和处理提供更好的图像数据。
3. 描述直方图均衡化的原理及其作用。
答:直方图均衡化是一种提高图像对比度的方法。
它通过调整图像中像素值的分布,使其更加均匀,从而使图像的对比度在整个范围内得到增强。
数字图像处理第三版习题解答(冈萨雷斯版)
4 为什么一般情况下对离散图像的直方图均衡化并不能产生完全平坦的直方 图?【因为同一个灰度值的各个象素没有理由变换到不同灰度级,所以数字图像 的直方图均衡化的结果一般不能得到完全均匀分布的直方图, 只是近似均匀的直 方图。 】 5 设已用直方图均衡化技术对一幅数字图像进行了增强, 如再用这一方法对所得 结果增强会不会改变其结果?【从原理上分析,直方图均衡化所用的变换函数为 原始直方图的累积直方图, 均衡化后得到的增强图像的累积直方图除有些项合并 外,其余项与原始图像的累积直方图相同。如果再次均衡化,所用的变换函数即 为均衡化后得到的增强图像的累积直方图(并且不会有新的合并项) ,所以不会
解:(a)T=M/56000=(1024×1024)×(8+2)/56000=187.25s=3.1min (b) T=M/56000=(1024×1024)×(8+2)/750000=14s
2.两个图像子集S1和S2图下图所示。对于V={1},确定这两个子集是(a) 4-邻接,(b)8-邻接,(c)m-邻接。 a) S1 和S2 不是4 连接,因为q 不在N4(p)集中。 (b) S1 和S2 是8 连接,因为q 在N8(p)集中。
【链码: 110003301232 微分码 303003011113 形状数 003011113303 阶 12】 19 为什么伪彩色处理可以达到增强的效果呢? 由于人眼对彩色的分辨能力远远大于对黑白灰度的分辨率。 对于一般的观察者来说。 通常 能分辨十几级灰度,就是经专业训练的人员也只能分辨几十级灰度。而对于彩色来说,人的 眼睛可分辨出上千种彩色的色调和强度。因此,在一幅黑白图像中检测不到的信息,经伪彩 色增强后可较容易的被检测出来。
数字图像处理试题及答案
数字图像处理试题及答案一、选择题1. 数字图像的基本属性包括:A. 分辨率B. 颜色深度C. 存储格式D. 所有以上答案:D2. 在数字图像处理中,灰度化处理的目的是:A. 减少数据量B. 增强图像对比度C. 转换彩色图像为黑白图像D. 以上都是答案:A3. 下列哪个不是图像的几何变换?A. 平移B. 旋转C. 缩放D. 噪声滤除答案:D二、简答题1. 简述数字图像的采样过程。
答案:数字图像的采样过程是将连续的模拟图像转换为离散的数字图像。
这个过程包括两个步骤:空间采样和量化。
空间采样是按照一定的间隔在图像上取样,量化则是将采样点的连续值转换为有限的离散值。
2. 描述边缘检测在图像处理中的作用。
答案:边缘检测在图像处理中的作用是识别图像中物体的边界。
它是图像分割、特征提取和图像理解的基础。
通过边缘检测,可以将图像中的不同区域区分开来,为进一步的图像分析提供重要信息。
三、计算题1. 给定一幅数字图像,其分辨率为1024×768,颜色深度为24位,计算该图像的存储大小(以字节为单位)。
答案:图像的存储大小 = 分辨率的宽度× 高度× 颜色深度 / 8。
所以,1024 × 768 × 24 / 8 = 2,097,152 字节。
2. 如果对上述图像进行灰度化处理,存储大小会如何变化?答案:灰度化处理后,颜色深度变为8位(每个像素一个灰度值),所以存储大小变为1024 × 768 × 8 / 8 = 786,432 字节。
四、论述题1. 论述数字滤波器在图像去噪中的应用及其优缺点。
答案:数字滤波器在图像去噪中起着至关重要的作用。
常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。
低通滤波器可以去除图像中的高频噪声,保留低频信息,但可能会导致图像细节丢失。
高通滤波器则可以增强图像的边缘和细节,但可能会放大噪声。
带通滤波器则可以同时保留图像的某些频率范围,但设计复杂度较高。
数字图像处理试题及答案
数字图像处理试题及答案一、选择题1. 数字图像处理中,用于减少图像噪声的常用方法是什么?A. 锐化B. 模糊C. 边缘增强D. 色彩平衡答案:B. 模糊2. 在数字图像处理中,下列哪种变换属于空域变换?A.傅里叶变换B.离散余弦变换C. 拉普拉斯变换D. 直方图均衡化答案:D. 直方图均衡化3. 对于灰度图像,以下哪种方法可以用于图像的对比度增强?A. 线性拉伸B. 非线性拉伸C. 双边滤波D. 所有选项都正确答案:D. 所有选项都正确4. 在图像处理中,使用中值滤波的主要目的是什么?A. 提高图像分辨率B. 增强图像边缘C. 减少图像噪声D. 改变图像色彩答案:C. 减少图像噪声5. 对于彩色图像,YCbCr色彩空间中的Y分量代表什么?A. 蓝色B. 亮度C. 色度D. 饱和度答案:B. 亮度二、填空题1. 在数字图像处理中,__________是指将图像数据转换为更适合分析或解释的形式。
答案:图像增强2. __________变换能够将图像从空间域转换到频率域,常用于分析图像的频率成分。
答案:傅里叶3. 图像的__________是指图像中从最暗到最亮像素的灰度级范围。
答案:动态范围4. 通过__________可以改变图像的颜色和亮度,使其更适合人眼观察或满足特定的处理需求。
答案:色彩调整5. 在图像压缩中,__________是一种无损压缩技术,可以减少文件大小而不丢失图像信息。
答案:行程编码三、简答题1. 简述数字图像处理的主要应用领域。
答:数字图像处理的应用领域非常广泛,包括医学成像、卫星遥感、工业检测、安防监控、图像识别与分类、虚拟现实、多媒体娱乐、数据压缩与存储等。
在医学成像中,数字图像处理技术用于增强图像质量,以便更准确地诊断疾病。
在卫星遥感中,它用于分析地表特征和环境变化。
在工业检测中,图像处理技术用于自动化检测和质量控制。
安防监控中,图像处理技术用于目标跟踪和行为分析。
图像识别与分类则广泛应用于自动驾驶、人脸识别和生物特征识别等领域。
数字图像处理试题及答案
数字图像处理试题及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 数字图像处理中,图像的灰度变换不包括以下哪一项?A. 对数变换B. 幂律变换C. 直方图均衡化D. 图像锐化答案:D2. 在数字图像处理中,边缘检测的目的是:A. 提取图像中的纹理信息B. 提取图像中的边缘信息C. 增强图像的对比度D. 改变图像的颜色分布答案:B3. 下列哪种滤波器用于平滑图像?A. 高通滤波器B. 低通滤波器C. 带通滤波器D. 带阻滤波器答案:B4. 在数字图像处理中,图像的几何变换不包括以下哪一项?B. 缩放C. 剪切D. 颜色变换答案:D5. 在数字图像处理中,以下哪种方法用于图像分割?A. 阈值处理B. 边缘检测C. 直方图分析D. 颜色量化答案:A二、多项选择题(每题3分,共15分)6. 数字图像处理中的图像增强技术包括:A. 直方图均衡化B. 锐化C. 噪声滤除D. 图像压缩答案:ABC7. 在数字图像处理中,以下哪些是空间域的图像增强方法?A. 直方图均衡化B. 中值滤波C. 拉普拉斯算子D. 傅里叶变换8. 数字图像处理中,以下哪些是频域的图像增强方法?A. 低通滤波B. 高通滤波C. 带通滤波D. 傅里叶变换答案:ABC9. 在数字图像处理中,以下哪些是图像的几何变换?A. 旋转B. 缩放C. 平移D. 颜色变换答案:ABC10. 数字图像处理中,以下哪些是图像分割的方法?A. 阈值处理B. 边缘检测C. 区域生长D. 颜色量化答案:ABC三、简答题(每题5分,共20分)11. 简述数字图像处理中边缘检测的基本原理。
答案:边缘检测的基本原理是识别图像中亮度变化剧烈的区域,这些区域通常对应于物体的边界。
通过应用边缘检测算子,如Sobel算子、Prewitt算子或Canny算子,可以突出图像中的边缘,从而为后续的图像分析和处理提供重要信息。
12. 描述数字图像处理中直方图均衡化的目的和效果。
答案:直方图均衡化的目的是改善图像的对比度,使图像的直方图分布更加均匀。
数字图像处理(许录平着)课后答案(全)
+a
+b
−b +a −a
h ( x, y )e − jux e − jvy dxdy e − jux dx ∫ e − jvy dy
−b
jua
+b
− e e − jvb − e jvb − ju − jv sin ua sin vb = 4E uv =E e
(3) H (u, v ) =
− jua
图像通信
图像输入
处理和分析
图像输出
图像存储
各个模块的作用分别为: 图像输入模块:图像输入也称图像采集或图像数字化,它是利用图像采集设备(如数码照相机、数 码摄像机等)来获取数字图像,或通过数字化设备(如图像扫描仪)将要处理的连续图像转换成适于计 算机处理的数字图像。 图像存储模块:主要用来存储图像信息。 图像输出模块:将处理前后的图像显示出来或将处理结果永久保存。 图像通信模块:对图像信息进行传输或通信。 图像处理与分析模块:数字图像处理与分析模块包括处理算法、实现软件和数字计算机,以完成图 像信息处理的所有功能。
《数字图像处理》各章要求及必做题参考答案
第一章要求 了解图像及图像处理的概念、图像的表达方法、图像处理系统的构成及数字图像处理技术的应用。 必做题及参考答案 1.4 请说明图像数学表达式 像? 解答:
I = f (x, y, z, λ , t,) 图像数学表达式 中, (x,y,z)是空间坐标,λ是波长,t 是时间,I 是光点(x,y,z) 的强度(幅度) 。 上式表示一幅运动 (t) 的、彩色/多光谱 (λ) 的、立体(x,y,z)图像。
⎡10 ⎢0 则 F1 = H 4 f1 H 4 = ⎢ ⎢0 ⎢ ⎣0 ⎡16 ⎢0 F3 = H 4 f 3 H 4 = ⎢ ⎢0 ⎢ ⎣0
数字图像处理习题解答
第二章(2.1、2.2略) 2.4图像逼真度就是描述被评价图像与标准图像的偏离程度。
图像的可懂度就是表示它能向人或机器提供信息的能力。
91)],([)],(),([112112=-=∑∑∑∑====∧J j Kk J j Kk k j f k j f k j f NMSE 2.5{,}log ()log log 60log 2012log 3B L L y y y B B B B ∆=+∆-=-={,}log 100log 50log 212L L B B B ∆=-=21∆>∆所以第一副图像中的目标人眼观察时会觉得更亮些。
第三章3.1解:(a )⎰⎰+-=yx dxdy vy ux j y x f v u F ,)](2exp[),(),(π⎰⎰--=abdy vy j dx ux j E)2exp()2exp(4ππba vj vy j u j ux j E 00]2)2exp([]2)2exp([4ππππ----=uvvb ua E 2)2sin()2sin(πππ=(b ) 由(a )的结果可得:(,)))2 2))F u v E au av Ea au av =⋅⋅=⋅⋅sinc sinc sinc sinc根据旋转不变性可得:2{(,45)}(,45)2[()][()]o o F f r F Ea a u v a u v θωϕππ+=+=⋅-⋅+sinc sinc (注:本题由不同方法得到的最终表达式可能有所不同,但通过变形可以互换)3.2证:作以下代换:⎩⎨⎧==θθs i nc o s r y r x ,a r ≤≤0,πθ20≤≤ 利用Jacobi 变换式,有: ⎰⎰+-=yx dxdy vy ux j y x f v u F ,)](2exp[),(),(πdr rd vr r u j r r f r θθθπθθθ)]sin cos (2exp[)sin ,cos (,+-=⎰⎰ ⎰⎰+-=θθθθπ,)]sin cos (2exp[r dr rd v u r j E ⎰⎰+-=θθϕθϕθρπ,)]sin sin cos (cos 2exp[r rdrd r j E ⎰⎰--=θθϕθπ,)]cos(2exp[r rdrd r j E ⎰∞=00)2(2dr r rJ Eπρπ3.3二维离散傅立叶变换对的矩阵表达式为F P f P =⋅⋅222(00)(01)(0(1))222(10)(11)(1(1))1222((1)0)((1)1)((1)(1))11122(1)11 2(11j j j N N N Ne ee j j j N N N N e e eP N j N j N j N N N N N e e e j j N N N e e Nj N N e ππππππππππππ⎡⎤-⋅-⋅-⋅-⎢⎥⎢⎥⎢⎥-⋅-⋅-⋅-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⋅--⋅--⋅-⎢⎥⎢⎥⎣⎦---=--22)(1)j N N e π⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎢⎥⎣⎦11122(1)11()222(1)(1)1j j N N N e e NP j N j N N N e e ππππ⎡⎤⎢⎥---⎢⎥⎢⎥-=⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎣⎦当4N =时1111111111111 111111111111i i i i P P i i i i ⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥-----⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦11''11'1 () F P f P P P f P P f P FP P FP P P -----=⋅⋅⋅⋅===∴=3.4以3.3 题的DFT 矩阵表达式求下列数字图像的 DFT: 解:(1) 当N=4 时11112111111111021111111110021111116110002114222222200621 206016226200i i i i F i i i i i i i ii i i ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⋅⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎡⎤-+---⎢⎥-+⎢⎥=⎢⎥⎢⎥+-⎢⎥⎣⎦(2)111100001111112222111111122221111161100001200010001 000021000i i i i F i i i i i i i ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⋅⋅⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎢⎥----⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥⎢⎥-+⎢⎥⎣⎦3.5解:8,3(4)(5)21110100112(4,5)(1)(1)8880(3)(6)21110011112(3,6)(1)(1)8880N n b b i i g i b b i i g i ==⨯+⨯+⨯-=-=-=-∏=⨯+⨯+⨯-=-=-=∏=3.6 解:2020(6)(5)(1)(7)11(6,5)(1)8811(1,7)(1)88i i i i i i b p b p H H ==∑=-=-∑=-=-3.11求下列离散图像信号的二维 DFT , DWT,DHT 解: (1)21011011010000000000001 000000000000200000000000i i F W H ---+--⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦(2)210122002020000000000000 00000000000000000000000i i F W H -+----⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥===⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦第四章4.1阐述哈夫曼编码和香农编码方法的理论依据,并扼要证明之。
《数字图像处理》习题参考答案与解析
《数字图像处理》习题参考答案第1 章概述1.1 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。
1.2 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。
1.3 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。
1.4 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1.8,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1.8 数字图像处理系统结构图11.5 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。
数字图像处理试题及答案
数字图像处理试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 数字图像处理中,灰度化处理的目的是什么?A. 增加图像的分辨率B. 减少图像的存储空间C. 使彩色图像变为黑白图像D. 提高图像的对比度答案:C2. 在数字图像处理中,滤波器的作用是什么?A. 增强图像的边缘B. 减少图像的噪声C. 改变图像的颜色D. 以上都是答案:B3. 以下哪一项不是数字图像的基本属性?A. 分辨率B. 颜色深度C. 像素D. 文件大小答案:D4. 数字图像的直方图表示了什么?A. 图像的亮度分布B. 图像的对比度C. 图像的饱和度D. 图像的色相答案:A5. 在图像锐化处理中,通常使用什么类型的滤波器?A. 平滑滤波器B. 高通滤波器C. 低通滤波器D. 带通滤波器答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述数字图像的采样和量化过程。
答:数字图像的采样是指将连续的图像信号转换为离散信号的过程,通常通过在空间上等间隔地采样图像的亮度值来实现。
量化则是将采样得到的连续值转换为有限数量的离散值的过程,这通常涉及到将采样值映射到一个有限的灰度或颜色级别上。
2. 解释什么是图像的边缘检测,并说明其在图像处理中的重要性。
答:边缘检测是识别图像中亮度变化显著的区域,通常是物体边界的表示。
在图像处理中,边缘检测对于图像分割、特征提取、目标识别等任务至关重要,因为它能帮助算法理解图像的结构和内容。
3. 描述图像的几何变换包括哪些类型,并举例说明其应用场景。
答:图像的几何变换包括平移、旋转、缩放和错切等。
这些变换可以用于图像校正、图像配准、视角转换等场景。
例如,在医学成像中,几何变换可以用来校正由于患者姿势不同导致的图像偏差。
三、计算题(每题25分,共50分)1. 给定一个3x3的高斯滤波器模板:\[G = \begin{bmatrix}1 &2 & 1 \\2 & 4 & 2 \\1 &2 & 1\end{bmatrix}\]如果原始图像的一个小区域为:\[A = \begin{bmatrix}10 & 20 & 30 \\40 & 50 & 60 \\70 & 80 & 90\end{bmatrix}\]计算经过高斯滤波后的图像区域。
23887《数字图像处理(第3版)》习题解答(上传)
如果每100万个可能的图标中有一个有意义,识别一个有意义的图标需要0.1 s,则选出所有
有意义的图标需要多长时间?
解:图标数为832X32= 10925种
有意义的图标数10925/106= 10919种
选择有意义图标的时间10919X0.1= 10918S
颜色模型规定了颜色的建立、描述和观察方式。颜色模型都是建立在三维空间中的,所 以与颜色空间密不可分。
2.2色调、色饱和度和亮度的定义是什么?在表征图像中一点的颜色时,各起什么作用?
答:HSV模型由色度(H),饱和度(S),亮度(V)三个分量组成的,与人的视觉特 性比较接近。HSV颜色模型用Munsell三维空间坐标系统表示。
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。
1.3数字图像处理主要包括哪些研究内容?
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。教材图2.6数字图像处理系统结构图
2.6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
以看成是静态的图像。图形是人工或计算机生成的图案,而动画则是通过把人物的表情、动 作、变化等分解后画成许多动作瞬间的画幅,再用摄影机连续拍摄成一系列画面,给视觉造 成连续变化的图画。视频和动画都利用了视觉暂留原理。
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。
23887 《数字图像处理(第3版)》习题解答(上传)(1)
胡学龙编著《数字图像处理(第 3 版)》思考题与习题参考答案目录第1章概述 (1)第2章图像处理基本知识 (4)第3章图像的数字化与显示 (7)第4章图像变换与二维数字滤波 (10)第5章图像编码与压缩 (16)第6章图像增强 (20)第7章图像复原 (25)第8章图像分割 (27)第9章数学形态学及其应用 (31)第10章彩色图像处理 (32)第1章概述1.1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。
1.2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。
1.3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。
1.4 说出图像、视频(video)、图形(drawing)及动画(animation)等视觉信息之间的联系和区别。
答:图像是用成像技术形成的静态画面;视频用摄像技术获取动态连续画面,每一帧可以看成是静态的图像。
图形是人工或计算机生成的图案,而动画则是通过把人物的表情、动作、变化等分解后画成许多动作瞬间的画幅,再用摄影机连续拍摄成一系列画面,给视觉造成连续变化的图画。
数字图像处理课后习题部分答案
2.22:通常设d(x,y)=g(x,y)- f(x,y);g(x,y)为金图像,f(x,y)系统输入的图像,d (x,y)需取值在阈值(Tmin,Tmax)之间。
两图像需满足条件:1)像素点位置对应相同2)光照条件相同,3)图像的噪声影响足够小。
3.6All that histogram equalization does is remap histogram components on the intensity scale. To obtain a uniform (flat) histogram would require in general that pixel intensities actually be redistributed so that there are L groups of n/L pixels with the same intensity, where L is the number of allowed discrete intensity levels and n =MN is the total number of pixels in the input image. The histogram equalization method has no provisions for this type of (artificial) intensity redistribution process.由于离散图像的直方图也是离散的,其灰度累积分布函数是一个不减的阶梯函数。
如果映射后的图像仍然能取到所有灰度级,则不发生任何变化。
如果映射的灰度级小于256,变换后的直方图会有某些灰度级空缺。
即调整后灰度级的概率基本不能取得相同的值,故产生的直方图不完全平坦。
3.14:A)不相同,因为右图黑白边界比左图的黑白边界要多很多,对于均值滤波而言,在有像素变化的地方才会产生新的像素值,因此右侧图像产生的新的像素值的比例比左侧要大。
数字图像处理作业答案
1 大作业题目1.问答题1.1连续图像f(x.y)和数字图像I(r,c)中各分量的含义是什么?他们有什么联系和区别?取值范围在什么范围?答:f(x,y)表示二维图像在空间XY中一个坐标点的位置(实际图像的尺寸是有限的,所以x和y的取值也是有限的),即f(x,y)中的x,y分别代表一个点连续图像中的x轴和y轴的坐标,而f则代表图像在点(x,y)的某种性质F的数值(实际图像中各个位置上所具有的性质F的取值也是有限的,所以F得取值也是有限的)。
F,x,y的值可以是任意实数。
图像在点(x,y)也可以有多重性质,此时可用矢量f来表示。
数字图像I(r,c)表示位于图像矩阵上第r行,第c列的元素幅值。
其中I,c,r的值都是整数。
I(r,c)是通过对f(x,y)抽样和量化得来的,f(x,y)各量是连续的,I(r,c)各量是离散的,这里的I代表离散化后的f,(r,c)代表离散化后的(x,y),r,c分别有连续图像中的x,y分别采样得到的;x,y可以取所有的非负数,r,c可以取所有的非负整数。
1.2 发光强度及亮度、照度各有什么不同?答:1)发光强度,单位坎德拉,即cd。
定义:光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的发光强度。
解释:发光强度是针对点光源而言的,或者发光体的大小与照射距离相比比较小的场合。
这个量是表明发光体在空间发射的会聚能力的。
可以说,发光强度就是描述了光源到底有多“亮”,因为它是光功率与会聚能力的一个共同的描述。
发光强度越大,光源看起来就越亮,同时在相同条件下被该光源照射后的物体也就越亮,因此,早些时候描述手电都用这个参数。
常见光源发光强度:太阳,2.8E27cd,高亮手电,10000cd,5mm超高亮LED,15cd。
2)亮度,单位尼特,即nt。
定义:单位光源面积在法线方向上,单位立体角内所发出的光流。
解释:这个是最容易被误解的概念了。
亮度是针对光源而言,而且不是对点光源,是对面光源而言的。
数字图像处理每章课后题参考答案
数字图像处理每章课后题参考答案第一章和第二章作业:1.简述数字图像处理的研究内容。
2.什么是图像工程?根据抽象程度和研究方法等的不同,图像工程可分为哪几个层次?每个层次包含哪些研究内容?3.列举并简述常用表色系。
1.简述数字图像处理的研究内容?答: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,将这几个方面展开,具体有以下的研究方向:1.图像数字化,2.图像增强,3.图像几何变换,4.图像恢复,5.图像重建,6.图像隐藏,7.图像变换,8.图像编码,9.图像识别与理解。
2.什么是图像工程?根据抽象程度和研究方法等的不同,图像工程可分为哪几个层次?每个层次包含哪些研究内容?答:图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。
根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同,图像工程可分为三个层次:图像处理、图像分析、图像理解。
图像处理着重强调在图像之间进行的变换。
比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。
图像处理主要在图像的像素级上进行处理,处理的数据量非常大。
图像分析则主要是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建立对图像的描述。
图像分析处于中层,分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。
图像理解的重点是进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系,并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释,从而指导和规划行为。
图像理解主要描述高层的操作,基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策,其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。
第三章图像基本概念1.图像量化时,如果量化级比较小时会出现什么现象?为什么?答:当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时,采用比较低的量化级数,则这类图像会在画面上产生伪轮廓(即原始场景中不存在的轮廓)。
数字图像处理试题与答案解析
《数字图像处理》试题及答案1、如图所示,A和B的图形完全一样,其背景与目标的灰度值分别标注于图中,请问哪一个目标人眼感觉更亮一些?为什么?(10分)答:B感觉更亮一些。
(5分,给出相对亮度概念即可给分)因为目标比背景暗,所以越大,感觉越暗,所以A更暗,即B更亮一些。
(5分)2、给出一维连续图像函数傅里叶变换的定义,并描述空间频率的概念。
(10分)答:1一维连续图像函数的傅立叶变换定义为:(5分)2空间频率是指单位长度内亮度作周期变化的次数。
(2分)对于傅立叶变换基函数,考虑的最大值直线在坐标轴上的截距为,则表示空间周期,即为空间频率。
(3分)3、已知的图像数据如图所示,请计算:(15分)a、的离散傅里叶变换;b、的哈德玛变换。
题3图答:1令,则,(5分)2(3分)则哈德玛变换为(3分)4、写出频域拉普拉斯算子的传递函数,并说明掩模矩阵对图像的卷积与拉普拉斯算子对图像运算结果之间的关系。
(15分)答:1F =F=F=F +F(6分)2相当于原图像与拉普拉斯算子运算之差(3分)。
因为拉式算子:(2分)所以:=-(4分)5、如图为一幅16级灰度的图像。
请写出均值滤波和中值滤波的3x3滤波器;说明这两种滤波器各自的特点;并写出两种滤波器对下图的滤波结果(只处理灰色区域,不处理边界)。
(15分)题5图答:均值滤波:(2分)中值滤波:(2分)均值滤波可以去除突然变化的点噪声,从而滤除一定的噪声,但其代价是图像有一定程度的模糊;中值滤波容易去除孤立的点、线噪声,同时保持图像的边缘。
(5分)均值滤波:(3分)中值滤波:(3分)6、写出图像退化/复原的总体模型;利用线性系统的相关知识,推导线性空不变条件下连续图像函数的退化模型。
(10分)答:(5分)线性系统中:其中为系统H的冲激响应。
又空不变系统,则(5分)7、如图,X是待处理图像,黑点代表目标,白点代表背景;B是结构元素,原点在中心。
试分别给出B对X做开运算和闭运算的结果(在图中涂黑目标点即可)。
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胡学龙编著《数字图像处理(第 3 版)》思考题与习题参考答案目录第 1 章概述 (1)第 2 章图像处理基本知识 (4)第 3 章图像的数字化与显示 (7)第 4 章图像变换与二维数字滤波 (10)第 5 章图像编码与压缩 (16)第 6 章图像增强 (20)第 7 章图像复原 (25)第 8 章图像分割 (27)第 9 章数学形态学及其应用 (31)第 10 章彩色图像处理 (32)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。
说出图像、视频(video)、图形(drawing)及动画(animation)等视觉信息之间的联系和区别。
答:图像是用成像技术形成的静态画面;视频用摄像技术获取动态连续画面,每一帧可以看成是静态的图像。
图形是人工或计算机生成的图案,而动画则是通过把人物的表情、动作、变化等分解后画成许多动作瞬间的画幅,再用摄影机连续拍摄成一系列画面,给视觉造成连续变化的图画。
视频和动画都利用了视觉暂留原理。
如何在你的显示器上观测图像的像素1台笔记本的屏幕分辨率为1366×768,长宽比例是 4:3、16:9还是 16:10屏幕分辨率(以像素每英寸(DPI)为单位)是多少选择一个高分辨率图像、一个低分辨率图像,比较分别观察到像素时图像的放大倍数的差异。
答:可先拷屏,按照图放大局部图像的方法观测图像。
屏幕分辨率为1366×768,表示宽高比为 :1,而 4:3 = :1,16:9 = :1,16:10 = :1。
可见,此屏幕的宽高比最接近 16:9。
如何在你的计算机上查看图像文件的各种属性答:在 Windows 操作系统下,鼠标指针指向文件名,可看到图像文件的“项目类型”、标记”、“分级”、“尺寸”、“大小”和“标题”属性(图)。
右击图像文件名,单击弹出菜单的“属性”命令,可以看到“常规”和“详细信息”两个标签,其中“常规”标签指出文件名、存放“位置”、“时间”、文件“属性”等信息。
“详细信息”指出“说明”、“来源”、“图像”、“照相机”、“高级照片”、“文件”等信息。
1(a)鼠标指针指向文件名(b)常规(c)详细信息题图图像属性讨论在你的智能手机中哪些功能应用了图像处理技术。
答:根据手机功能和智能程度的不同,有彩信、视频、相机、游戏、二维码扫描、名片识别等。
设图的文件名为“”或“”,尺寸为 4140×3096。
针对本图像,讨论可以进行哪些图像处理和图像分析操作答:处理方面:(1)对图像进行二维变换,观察图像的频谱;(2)图像增强:由于光照不均匀,可以通过增强手段,图像暗处得到照度补偿; 3)图像编码:可以用 DCT 编码的 JPEG 格式存放 JPEG 图像,也可用 DWT 编码存放 JPEG2000 图像;(4)图像分割:将感兴趣的目标从背景中分割出来,以便做进一步分析处理。
图像分析:(1)对观测对象进行形状分析;(2)对不同大小的颗粒做分布分析。
讨论数字图像处理的主要应用。
进一步查找资料,写一篇关于你感兴趣的应用方面的短文。
答:图像处理的应用几乎渗透科学研究、工程技术和人类社会生活的各个领域。
教师可以分组对学生布置以下 6 个方面的课题,通过阅读参考文献、网络资源等手段写数字图像处2理的主要应用的短文,并安排交流机会。
1.航天和航空技术方面的应用2.生物医学工程方面的应用3.通信工程方面的应用4.工业自动化和机器人视觉方面的应用5.军事和公安方面的应用6.生活和娱乐方面的应用3第 2章图像处理基本知识如何表示图像中一点的彩色值颜色模型起什么作用答:图像中一点的彩色值颜色三维空间中的一个点来表示,每个点有三个分量,不同的颜色空间各分量的含义不同。
颜色模型规定了颜色的建立、描述和观察方式。
颜色模型都是建立在三维空间中的,所以与颜色空间密不可分。
色调、色饱和度和亮度的定义是什么在表征图像中一点的颜色时,各起什么作用答:HSV 模型由色度(H),饱和度(S),亮度(V)三个分量组成的,与人的视觉特性比较接近。
HSV 颜色模型用 Munsell 三维空间坐标系统表示。
色调(H)表示颜色的种类,用角度来标定,用-1800~1800 或 00~3600 度量。
色饱和度(S)表示颜色的深浅,在径向方向上的用离开中心线的距离表示。
用百分比来度量,从 0%到完全饱和的 100%。
亮度(V)表示颜色的明亮程度,用垂直轴表示。
也通常用百分比度量,从 0%(黑)到 100%(白)。
按照波段的成像图像讨论图像的分类。
答:人们常见的是可见光成像,但在科学研究等领域,其他一些不同波段的电磁波成像技术会起到可见光成像无法替代的作用。
下面是电磁波谱分布情况:1、不可见光线:伽马射线、X 射线、紫外线;2、可见光线:紫、蓝、青、绿、黄、橙、红;3、不可见光线:近红外线、中间红外线、远红外线、微波、工业电波。
按波长从短到长有:(1)伽马射线图像:伽马射线是由原子核受激产生的波长极短、能量极高的射线。
天文学上利用伽马射线获取伽马射线暴图像。
2)X 射线图像:X 射线是由原子受激产生的,具有很强的穿透能力,其图像在医疗、探伤、物质结构分析等方面具有重要作用。
(3)紫外线(UV)图像:红外线波长短于可见光。
230-400 nm 的 UV 传感器可用于天文学、火灾检测、细胞的医学成像等。
(4)红外线图像:红外线波长长于可见光。
红外遥感器接收地物反射或自身发射的红外线而形成的图像,可以解决在夜间观察目标光强不足及对比度差的困难。
由于高于绝对零度的物体都会发出红外线,所以红外图像可以描述某个区域的温度分布,这在遥感技术中广泛使用,在医学成像和火灾监测等方面也有实际应用。
(5)无线电波图像:波长范围很宽,从 mm 到 km。
常用射频成像法。
由高频发射机发射的高频电磁波在传播过程中遇到具有不同电学性质的物体时,电磁波的传播规律将大大改变。
根据无线电波测量的结果可以绘出物体内的结构图像,如毫米波人体安检成像技术。
另一个获得重要应用的是 SAR(合成孔径雷达)成像技术。
SAR 传感器波长通常在厘米级。
SAR 图像则只记录了一个波段的回波信息,以二进制复数形式记录下来。
振幅信息通常对应于地面目标对雷达波的后向散射强度,与目标介质、含水量以及粗糙程度密切相关,而相位信息则对应于传感器平台与地面目标的往返传播距离。
设有大小为32×32的图标,图标的每个像素有 8种颜色,共有多少种不同的图标如果每 100万个可能的图标中有一个有意义,识别一个有意义的图标需要 s,则选出所有有意义的图标需要多长时间解:图标数为8 = 10 种(4有意义的图标数 10/10 = 10 种选择有意义图标的时间10× = 10 s可见随机图像的复杂度是非常高的。
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:如教材图,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。
教材图数字图像处理系统结构图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。
VC++所提供的 Microsoft 基础类库 MFC 对大部分与用户设计有关的 Win 32 应用程序接口 API 进行了封装,提高了代码的可重用性,大大缩短了应用程序开发周期,降低了开发成本。
由于图像格式多且复杂,为了减轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上,VC++ 提供的动态链接库支持 BMP、JPG、TIF 等常用 6 种格式的读写功能。
MATLAB 的图像处理工具箱 MATLAB 是由 MathWorks 公司推出的用于数值计算的有力工具,是一种第四代计算机语言,它具有相当强大的矩阵运算和操作功能,力求使人们摆脱繁杂的程序代码。
MATLAB 图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数,灵活运用这些函数可以完成大部分图像处理工作,从而大大节省编写低层算法代码的时间,避免程序设计中的重复劳动。
MATLAB 图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和算法,如图形句柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检测、二值图像处理、小波分析、分形几何、图形用户界面等。
但是,MATLAB 也存在不足之处限制了其在图像处理软件中实际应用。
首先,强大的功能只能在安装有 MATLAB 系统的机器上使用图像处理工具箱中的函数或自编的 m 文件来实现。
其次,MATLAB 使用行解释方式执行代码,执行速度很慢。
第三,MATLAB 擅长矩阵运算,但对于循环处理和图形界面的处理不及 C++等语言。
为此,通应用程序接口 API 和编译器与其他高级语言(如 C、C++、Java 等)混合编程将会发挥各种程序设计语言之长协同完成图像处理任务。
API 支持MATLAB 与外部数据与程序的交互。
编译器产生独立于 MATLAB 环境的程序,从而使其他语言的应用程序使用 MATLAB。
常见的数字图像应用软件有哪些各有什么特点5答:图像应用软件是可直接供用户使用的商品化软件。
用户从使用功能出发,只要了解软件的操作方法就可以完成图像处理的任务。