《数字图像处理》课后作业2015
数字图像处理课后参考答案
数字图像处理第一章1、1解释术语(2) 数字图像:为了便于用计算机对图像进行处理,通过将二维连续(模拟)图像在空间上离散化,也即采样,并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级(层次)也即均匀量化,以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置与每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。
(3)图像处理:就是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1、7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
彩色图像、多光谱图像与高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术,也发展除了一些特有的图像处理技术与方法。
1、8基本思路就是,或简单地突出图像中感兴趣的特征,或想方法显现图像中那些模糊了的细节,以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。
1、9基本思路就是,从图像退化的数学或概率模型出发,研究改进图像的外观,从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目,从而获得与景物真实面貌相像的图像。
1、10基本思路就是,,在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能的减少图像的存储量,以满足图像存储与实时传输的应用需求。
1、11基本思路就是,通过数学方法与图像变换算法对图像的某种变换,以便简化图像进一步处理过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
1、12基本目的就是,找出便于区分与描述一幅图像中背景与目标的方法,以方便图像中感兴趣的目标的提取与描述。
第二章2、1解释下列术语(18)空间分辨率:定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目,用于表示图像中可分辨的最小细节,主要取决于采样间隔值的大小。
(19)灰度分辨率:就是指在灰度级别中可分辨的最小变化,通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。
(20)像素的4邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻与垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素,她们的坐标分别为(x-1,y)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y)。
(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》课后习题答案第一章
1.2图像处理的基本特征
图像处理的基本特征：系统的输入和输出都是图像。
1.3图像分析的基本特征
图像分析的基本特征：输入是图像，输出是对输入图像进行描述的信息。
1.6数字图像处理系统主要由哪几部分组成？各部分的功能是什么？
图像数字化设备：
是一种将景物转换成计算机可以接受的数字图像的图像采集设备。
有的直接作为数字化图像输入设备，有些是间接的数字化图像输入设备。
图像处理计算机：专用或通用图像处理系统。
图像输出设备：根据图像处理应用目的的不同，图像的处理结果可以打印输出，存储在记录设备上或者采用立体显示等多种输出方式。
1.14 简述一个你所熟悉的图像处理应用实例。
言之有理即可。
数字图像处理 第一章 导论 课后作业
数字图像处理第一章导论一．名词解释1.图像：图像是对客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真。
或者说图像是对客观对象的一种不完全、不精确但适当地表示。
2.数字图像：数字图像是一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数字（一般用整数、即0、1代码）表示的图像。
3.灰度图像：Gray scale灰度是指在数字图像中所有可能灰度级的集合。
数字图像中各个像素所具有的明暗程度由灰度值(gray level)所标识。
一般将白色的灰度值定义为255，黑色灰度值定义为0，而由黑到白之间的明暗度均匀地划分为256个等级。
由此构成灰度图像。
另外，数字图像在计算机上以位图(bitmap)的形式存在,位图是一个矩形点阵，其中每一点称为像素(pixel)，像素是数字图像中的基本单位。
一幅m×n大小的图像，是由m×n个明暗度不等的像素组成的。
对于黑白图像，每个像素用一个字节数据来表示，而在彩色图像中，每个像素需用三个字节数据来表述二．问答1.数字图像处理包括哪几个层次？各层次之间有何区别和联系？答：数字图像处理层次：①狭义的图像处理；②图像识别与分析；③图像理解。
区别：狭义的图像处理:主要在图像像素级上进行的，是低级处理，处理的数据量非常大，输入输出均为图像，是图像—图像的过程，如图像缩放、图像平滑、对比度增强；图像识别与分析:通过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，是中级处理，输入图像，输出提取的特征，是图像—数值或符号的过程，如区域分割、边界检测；图像理解:根据较抽象的描述进行解析、判断、决策，其处理过程和方法与人类的思维推理有许多类似之处，是高级处理，输入为图像，输出为规则，是图像—描述及解释的过程，如无人驾驶，自动机器人、模式识别。
联系：随着抽象程度的提高，数据量是逐渐减少的。
具体说来，原始图像数据经过一系列的处理过程，逐步转化为更有组织和用途的信息。
在这个过程中，语义不断引入，操作对象也逐步发生变化。
《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。
数字图像处理试题答卷及参考答案2015年
中南大学考试试卷2015-- 2016 学年 1 学期时间100分钟 2015年 11月 4 日数字图像处理课程 32 学时 2 学分考试形式：闭卷专业年级：电子信息2013级总分100分，占总评成绩 70%2.___5.8.9.10.a.梯度算子b.Prewitt算子c.Roberts算子d. Laplacian算子4.采用模板［-1 1］主要检测____方向的边缘。
( c )a.水平b.450c.垂直d.13505.一幅256*256的图像，若灰度级为16，则存储它所需的总比特数是:（ a ）a. 256Kbb.512Kbc.1Mbd. 2M6.维纳滤波器通常用于: ( c )a. 去噪b.减小图像动态范围c.复原图像d.平滑图像7.采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于1时，该变换是针对如下哪一类图像进行增强。
（ b）a. 图像整体偏暗b. 图像整体偏亮c. 图像细节淹没在暗背景中d.图像同时存在过亮和过暗背景8.对于任意两点p(x，y) 和q(s，t)之间的D8距离，以下说法错误的是：（ a ）a. D8 (p,q)=|x-s|+|y-t|b. D8(p,q)=max(|x-s|,|y-t|)c. D8=1的像素就是(x,y)的8-邻域像素d. D8距离别名棋盘距离。
9.傅立叶变换得到的频谱中，低频系数对应于：（ c ）10.’)。
2.’)2’）（2’）都属于图像增强，改善图像效果。
（2’）4.试画出图像退化模型框图，并写出退化模型的解析式f(x，y)表示理想的、没有退化的图像，g(x，y)是退化（所观察到）的图像，η(x，y)表+示加性噪声，H是退化函数,则：g（x，y）= H[f（x，y)]+ η（x，y） (2’)5.画出变换编码的流程框图，说明其中正交变换的作用正交变换的作用是将图像的能量尽量集中在少数系数上，从而最大限度地去除原始图像中数据间的相关。
(2')（考察图像压缩）四、利用3x3窗口对下图进行均值滤波与中值滤波（均值滤波请4舍5入取整数），并说明两种滤波方法的不同适合情况。
西交大数字图像处理第五次作业
1）频率域滤波步骤：
①给定一幅大小为M×N的输入图像f（x，y），确定填充参数，典型的选取P=2M和Q=2N；
②对f（x，y）添加必要数量的0，形成大小为P×Q的填充后的图像fp（x，y）；
③用（-1）^(x+y)乘以fp（x，y）移到其变换中心；
④计算来自步骤3的图像的DFT，得到F(u,v)；
如果DFT已被中心化，那么原点位于频率矩形中心处，半径为D0的圆包含a%的功率，
其中
5）编程思路：由以上分析知，实现低通滤波，只需将原图像进行填充，之后计算其傅里
叶变换，得到F(u,v)；而滤波器的频率域函数已由定义给出H(u,v)。在频率域将F(u,v)
和H(u,v)对应点相乘，并将得到的结果通过傅里叶反变换回到空间域，即可得到最后
⑤生成一个实的、对称的滤波函数H(u,v)，其大小为P×Q，中心在（P/2，Q/2）处，用阵
列相乘形成乘积G(u,v)=H(u,v)F(u,v)；即G(i,k)=H(i,k)F(i,k)；
⑥得到处理后的图像：
其中，为忽略由于计算不准确导致的寄生复分量，选择了实部，下标p指出我们处理的
是填充后的阵列。
test2.tif D0=75功率谱比a= 0.9916=99.16%
test2.tif原始图像test2布特沃斯低通滤波后（D0=75）
test2的傅里叶谱布特沃斯低通滤波器（D0=75）
test2布特沃斯低通滤波后的傅里叶谱（D0=75）
test2.tif D0=100功率谱比a=0.9934 =99.34%
test2.tif原始图像test2布特沃斯低通滤波后（D0=100）
test2的傅里叶谱布特沃斯低通滤波器（D0=100）
(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。
(完整版)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》习题参考答案
《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（ImageProcessingToolbox）。
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Win32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。
《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》课后作业2015
《数字图像处理》课后作业（2015）第2章2.5一个14mm⨯14mm的CCD摄像机成像芯片有2048⨯2048个像素，将它聚焦到相距0.5m远的一个方形平坦区域。
该摄像机每毫米能分辨多少线对？摄像机配备了一个35mm镜头。
（提示：成像处理模型见教材图2.3，但使用摄像机镜头的焦距替代眼睛的焦距。
）2.10高清电视（HDTV, High Definition TV ）使用1080条水平电视线（TV Line）隔行扫描来产生图像（每隔一行在显像管表面画出一条水平线，每两场形成一帧，每场用时1/60秒,此种扫描方式称为1080i，即1080 interlace scan；对应的有1080p，即1080 progressive scan,逐行扫描）。
图像的宽高比是16:9。
水平电视线数（水平行数）决定了图像的垂直分辨率，即一幅图像从上到下由多少条水平线组成；相应的水平分辨率则定义为一幅图像从左到右由多少条垂直线组成，水平分辨率通常正比于图像的宽高比。
一家公司已经设计了一种图像获取系统，该系统由HDTV图像生成数字图像，彩色图像的每个像素都有24比特的灰度分辨率（红、绿、蓝分量各8比特）。
请计算不压缩时存储90分钟的一部HDTV电影所需要的存储容量。
2.22图像相减常用于在产品装配线上检测缺失的元件。
方法是事先存储一幅对应于正确装配的产品图像，称为“金”图像（“golden” image），即模板图像。
然后，在同类型产品的装配过程中，采集每一装配后的产品图像，从中减去上述模板图像。
理想情况下，如果产品装配正确，则两幅图像的差值应为零。
而对于缺失元件的产品，其图像与模板图像在缺失元件区域不同，两幅图像的差值在这些区域就不为零。
在实际应用中，您认为需要满足哪些条件这种方法才可行？第3章3.5在位平面分层中,（a）如果将低阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图大体上有何影响？（b）如果将高阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图又有何影响？3.6试解释为什么离散直方图均衡化技术一般不能得到平坦的输出直方图。
数字图像处理课后参考答案
... ............................................................. 北為................................................. .......................................数字图像处理第一章1.1解释术语(2)数字图像：为了便于用计算机对图像进行处理，通过将二维连续(模拟)图像在空间上离散化，也即采样，并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级(层次)也即均匀量化，以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。
(3)图像处理：是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1.7包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
彩色图像、多光谱图像和高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术，也发展除了一些特有的图像处理技术和方法。
1.8基本思路是，或简单地突出图像中感兴趣的特征，或想方法显现图像中那些模糊了的细节，以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。
1.9基本思路是，从图像退化的数学或概率模型出发，研究改进图像的外观，从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目，从而获得与景物真实面貌相像的图像。
1.10基本思路是，，在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下，尽可能的减少图像的存储量，以满足图像存储和实时传输的应用需求。
1.11基本思路是，通过数学方法和图像变换算法对图像的某种变换，以便简化图像进一步处理过程，或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
1.12基本目的是，找出便于区分和描述一幅图像中背景和目标的方法，以方便图像中感兴趣的目标的提取和描述。
第二章2.1解释下列术语(18)空间分辨率：定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目，用于表示图像中可分辨的最小细节，主要取决于采样间隔值的大小。
《数字图像处理》课后作业2015
《数字图像处理》课后作业（2015）第2章2.5一个14mm⨯14mm的CCD摄像机成像芯片有2048⨯2048个像素，将它聚焦到相距0.5m远的一个方形平坦区域。
该摄像机每毫米能分辨多少线对？摄像机配备了一个35mm镜头。
（提示：成像处理模型见教材图2.3，但使用摄像机镜头的焦距替代眼睛的焦距。
）2.10高清电视（HDTV, High Definition TV ）使用1080条水平电视线（TV Line）隔行扫描来产生图像（每隔一行在显像管表面画出一条水平线，每两场形成一帧，每场用时1/60秒,此种扫描方式称为1080i，即1080 interlace scan；对应的有1080p，即1080 progressive scan,逐行扫描）。
图像的宽高比是16:9。
水平电视线数（水平行数）决定了图像的垂直分辨率，即一幅图像从上到下由多少条水平线组成；相应的水平分辨率则定义为一幅图像从左到右由多少条垂直线组成，水平分辨率通常正比于图像的宽高比。
一家公司已经设计了一种图像获取系统，该系统由HDTV图像生成数字图像，彩色图像的每个像素都有24比特的灰度分辨率（红、绿、蓝分量各8比特）。
请计算不压缩时存储90分钟的一部HDTV电影所需要的存储容量。
2.22图像相减常用于在产品装配线上检测缺失的元件。
方法是事先存储一幅对应于正确装配的产品图像，称为“金”图像（“golden” image），即模板图像。
然后，在同类型产品的装配过程中，采集每一装配后的产品图像，从中减去上述模板图像。
理想情况下，如果产品装配正确，则两幅图像的差值应为零。
而对于缺失元件的产品，其图像与模板图像在缺失元件区域不同，两幅图像的差值在这些区域就不为零。
在实际应用中，您认为需要满足哪些条件这种方法才可行？第3章3.5在位平面分层中,（a）如果将低阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图大体上有何影响？（b）如果将高阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图又有何影响？3.6试解释为什么离散直方图均衡化技术一般不能得到平坦的输出直方图。
《数字图像处理》课后作业2015
《数字图像处理》课后作业（2015）第2章2.5一个14mm 14mm的CCD摄像机成像芯片有2048 2048个像素，将它聚焦到相距0.5m远的一个方形平坦区域。
该摄像机每毫米能分辨多少线对？摄像机配备了一个35mm镜头。
（提示: 成像处理模型见教材图2.3,但使用摄像机镜头的焦距替代眼睛的焦距。
）2.10高清电视（HDTV, High Definition TV ）使用1080条水平电视线（TV Line）隔行扫描来产生图像（每隔一行在显像管表面画出一条水平线，每两场形成一帧，每场用时1/60秒，此种扫描方式称为1080i，即1080 in terlace scan 对应的有1080p,即1080 progressive scar逐行扫描）。
图像的宽高比是16:9。
水平电视线数（水平行数）决定了图像的垂直分辨率，即一幅图像从上到下由多少条水平线组成；相应的水平分辨率则定义为一幅图像从左到右由多少条垂直线组成，水平分辨率通常正比于图像的宽高比。
一家公司已经设计了一种图像获取系统，该系统由HDTV图像生成数字图像，彩色图像的每个像素都有24比特的灰度分辨率（红、绿、蓝分量各8比特）。
请计算不压缩时存储90分钟的一部HDTV电影所需要的存储容量。
2.22图像相减常用于在产品装配线上检测缺失的元件。
方法是事先存储一幅对应于正确装配的产品图像，称为金”图像（“golden” image即模板图像。
然后，在同类型产品的装配过程中，采集每一装配后的产品图像，从中减去上述模板图像。
理想情况下，如果产品装配正确，则两幅图像的差值应为零。
而对于缺失元件的产品，其图像与模板图像在缺失元件区域不同，两幅图像的差值在这些区域就不为零。
在实际应用中，您认为需要满足哪些条件这种方法才可行？第3章3.5在位平面分层中，（a）如果将低阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图大体上有何影响?（b）如果将高阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图又有何影响？3.6试解释为什么离散直方图均衡化技术一般不能得到平坦的输出直方图3.14右图所示的两幅图像差异很大，但它们的直方图却相同。
数字图像处理课后参考答案
数字图像处理第一章1、1解释术语(2) 数字图像:为了便于用计算机对图像进行处理,通过将二维连续(模拟)图像在空间上离散化,也即采样,并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级(层次)也即均匀量化,以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置与每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。
(3)图像处理:就是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1、7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
彩色图像、多光谱图像与高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术,也发展除了一些特有的图像处理技术与方法。
1、8基本思路就是,或简单地突出图像中感兴趣的特征,或想方法显现图像中那些模糊了的细节,以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。
1、9基本思路就是,从图像退化的数学或概率模型出发,研究改进图像的外观,从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目,从而获得与景物真实面貌相像的图像。
1、10基本思路就是,,在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下,尽可能的减少图像的存储量,以满足图像存储与实时传输的应用需求。
1、11基本思路就是,通过数学方法与图像变换算法对图像的某种变换,以便简化图像进一步处理过程,或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
1、12基本目的就是,找出便于区分与描述一幅图像中背景与目标的方法,以方便图像中感兴趣的目标的提取与描述。
第二章2、1解释下列术语(18)空间分辨率:定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目,用于表示图像中可分辨的最小细节,主要取决于采样间隔值的大小。
(19)灰度分辨率:就是指在灰度级别中可分辨的最小变化,通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。
(20)像素的4邻域:对于图像中位于(x,y)的像素p来说,与其水平相邻与垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素,她们的坐标分别为(x-1,y)(x,y-1)(x,y+1)(x+1,y)。
数字图像处理课后参考答案
数字图像处理第一章1.1解释术语（2）数字图像：为了便于用计算机对图像进行处理，通过将二维连续（模拟）图像在空间上离散化，也即采样，并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级（层次）也即均匀量化，以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。
（3）图像处理：是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。
1.7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。
彩色图像、多光谱图像和高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术，也发展除了一些特有的图像处理技术和方法。
1.8基本思路是，或简单地突出图像中感兴趣的特征，或想方法显现图像中那些模糊了的细节，以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。
1.9基本思路是，从图像退化的数学或概率模型出发，研究改进图像的外观，从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目，从而获得与景物真实面貌相像的图像。
1.10基本思路是，，在不损失图像质量或少损失图像质量的前提下，尽可能的减少图像的存储量，以满足图像存储和实时传输的应用需求。
1.11基本思路是，通过数学方法和图像变换算法对图像的某种变换，以便简化图像进一步处理过程，或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。
1.12基本目的是，找出便于区分和描述一幅图像中背景和目标的方法，以方便图像中感兴趣的目标的提取和描述。
第二章2.1解释下列术语（18）空间分辨率：定义为单位距离内可分辨的最少黑白线对的数目，用于表示图像中可分辨的最小细节，主要取决于采样间隔值的大小。
（19）灰度分辨率：是指在灰度级别中可分辨的最小变化，通常把灰度级数L称为图像的灰度级分辨率。
（20）像素的4邻域：对于图像中位于（x,y）的像素p来说，与其水平相邻和垂直相邻的4个像素称为该像素的4邻域像素，他们的坐标分别为（x-1,y）（x,y-1）（x,y+1）（x+1,y）。
《数字图像处理》习题参考答案
1《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。
1.5 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t+W<住《l 塁希碎«IUIMEH 鼻爭■图1.8数字图像处理系统结构图处理工具箱（Image Processing Tool box ）。
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《数字图像处理》课后作业（2015）第2章2.5一个14mm⨯14mm的CCD摄像机成像芯片有2048⨯2048个像素，将它聚焦到相距0.5m远的一个方形平坦区域。
该摄像机每毫米能分辨多少线对？摄像机配备了一个35mm镜头。
（提示：成像处理模型见教材图2.3，但使用摄像机镜头的焦距替代眼睛的焦距。
）2.10高清电视（HDTV, High Definition TV ）使用1080条水平电视线（TV Line）隔行扫描来产生图像（每隔一行在显像管表面画出一条水平线，每两场形成一帧，每场用时1/60秒,此种扫描方式称为1080i，即1080 interlace scan；对应的有1080p，即1080 progressive scan,逐行扫描）。
图像的宽高比是16:9。
水平电视线数（水平行数）决定了图像的垂直分辨率，即一幅图像从上到下由多少条水平线组成；相应的水平分辨率则定义为一幅图像从左到右由多少条垂直线组成，水平分辨率通常正比于图像的宽高比。
一家公司已经设计了一种图像获取系统，该系统由HDTV图像生成数字图像，彩色图像的每个像素都有24比特的灰度分辨率（红、绿、蓝分量各8比特）。
请计算不压缩时存储90分钟的一部HDTV电影所需要的存储容量。
2.22图像相减常用于在产品装配线上检测缺失的元件。
方法是事先存储一幅对应于正确装配的产品图像，称为“金”图像（“golden” image），即模板图像。
然后，在同类型产品的装配过程中，采集每一装配后的产品图像，从中减去上述模板图像。
理想情况下，如果产品装配正确，则两幅图像的差值应为零。
而对于缺失元件的产品，其图像与模板图像在缺失元件区域不同，两幅图像的差值在这些区域就不为零。
在实际应用中，您认为需要满足哪些条件这种方法才可行？第3章3.5在位平面分层中,（a）如果将低阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图大体上有何影响？（b）如果将高阶位平面的一半设为零值，对一幅图像的直方图又有何影响？3.6试解释为什么离散直方图均衡化技术一般不能得到平坦的输出直方图。
3.14右图所示的两幅图像差异很大，但它们的直方图却相同。
假设每幅图像都用一个3×3的均值滤波模板进行模糊处理，那么：(a)模糊后的两幅图像的直方图还相同吗？试解释原因。
(b)如果您认为模糊后的两幅图像的直方图不相同，请画出这两幅图像的直方图。
3.19(a)给出计算n ×n 邻域中值的过程。
(b)当邻域中心逐像素地移动时，试提出一种更新邻域中值的技巧。
3.21下面所示的三幅图像是对教材中附图3.33中(a)图像分别采用大小为n =23,25和45的正方形均值模板处理后的模糊图像。
图像(a)和图像(c)中左下部的竖条被模糊了，但竖条之间的分隔仍很清楚。
然而，尽管产生图像(b)所用的模板要比处理图像(c)所用的模板尺寸小的多，但图像(b)中的竖条却融合在一起。
试解释这一现象的原因。
（提示：要注意竖条的宽度、竖条之间的间隔与模板尺寸的关系。
）(a) (b) (c)3.23 在给定的应用中，先用一个均值模板对输入图像降噪，然后再用一个拉普拉斯模板来增强图像中的细节。
如果交换一下上述两个步骤的执行顺序，结果是否相同？3.24证明式（3.6-3）所示的拉普拉斯算子具有各向同性（旋转不变形）。
22222f f f x y ∂∂∇=+∂∂ 式（3.6-3） 提示：证明时要用到下列坐标轴旋转变换公式：cos sin sin cos x x y y x y θθθθ''=-''=+ ，其中，（x ,y ）为未旋转的坐标，而（x ’,y ’）为旋转后的坐标。
3.25您在教材图3.38中看到的中心系数为-8的拉普拉斯模板所得到的锐化结果，要比中心系数为-4的拉普拉斯模板所得到的锐化结果更清晰些。
详细说明其原因。
第4章4.16证明连续和离散傅里叶变换的平移性质和旋转不变性质。
4.23由教材中表4.2可知DFT 的直流项F (0,0)与其对应的空间图像的平均值成正比。
假定图像尺寸是M ×N 。
假如对图像补零填充后尺寸扩大为P ×Q ，（其中P ≥2M -1，Q ≥2N -1）。
令F p (0,0)代表填充后的图像函数的DFT 的直流项。
问：(a) 原图像平均值和填充后图像平均值的比值是多少？(b) F p (0,0) 与 F (0,0)是否相等？给出证明过程。
4.33考虑右边所示的两幅图像，右侧图像是通过如下步骤得到的：(a)用(-1)x +y 乘以左侧的图像；(b)计算其DFT ；(c)取该变换的复共轭；(d)计算其逆DFT ；(e)用(-1)x +y 乘以结果的实部。
解释为什么右边图像会出现该现象。
4.43一个熟练的医疗技师被指派去检查由一台电子显微镜产生的某类图像。
为简化检查任务，该技师决定采用数字图像增强技术，为此，检查了一组具有代表性的图像，发现存在如下问题：⑴明亮的孤立点是非兴趣点；⑵清晰度不够；⑶一些图像的对比度不足；⑷灰度平均值变化，要正确执行某种灰度测量任务时这个值应为V 。
该技师想要纠正这些问题，然后将位于灰度值I 1和I 2之间的所有灰度值显示为白色，同时保持其余灰度正常显示。
请根据上述介绍设计问题的处理步骤。
可以使用第3章和第4章中的技术。
第5章5.1右图中的白条是7像素宽、210像素高。
两个白条之间的宽度是17像素，分别应用下面各滤波器处理后，该图像有哪些变化?(a} 3⨯3算术均值滤波。
(b) 7⨯7算术均值滤波。
(c) 9⨯9算术均值滤波。
解答： 在题图4.16 中，由于取值为 1 的白条的宽度是 7，大于9×9滤波窗宽的一半（4.5）,当然也大于7×7和3×3的窗宽的一半。
这样就使得在用这三种邻域平均滤波时，若滤波像素点的值是 1，则滤波窗中 1的个数必多于窗内参加平均的像素个数的一半，平均并四舍五入后的结果仍为1；同理，若滤波像素点的值是0，则滤波窗中0 的个数必多于窗内参加平均的像素个数的一半，平均并四舍五入后的结果仍为 0。
所以，按题意对题图4.16 所示二值图像用三种大小不同的邻域进行邻域平均滤波时，结果图像与原图像相同。
5.9使用中点滤波器重做习题5.1。
5.20右图所示的图像是心脏立体再现的一个模糊的二维投影。
已知图像右侧底部的十字线是4像素宽，20像素长，且在模糊之前的灰度值为255。
请设计一个过程，指出您怎样应用上述信息得到模糊函数H(u,v)。
答：（1）取一块均匀灰度背景区域，使其尽可能大，求该背景区域的平均灰度；（2）利用题中所给的十字线的信息，构造一幅只有背景区域和十字线的原始图像，原始图像的背景灰度为（1）中所求的平均灰度，十字线图像如题中所描述，对构造的图像求傅立叶变换F(u,v)。
（3）从模糊图像上取包含十字线的相同大小的区域，且十字线的位置与构造图像中十字线的位置相同，对此子图像求傅立叶变换G(u,v)。
（4）估计退化函数H(u,v)=G(u,v)/F(u,v)5.27一位考古学教授正在进行古罗马时期货币流通方面的研究工作。
他最近认识到4个罗马硬币对他的研究很关键，它们被列在伦敦大英博物馆的馆藏目录中。
遗憾的是，他到达那里后，被告知硬币已经被盗了，幸好博物馆保存的一些照片来研究也是可靠的。
但硬币照片有些模糊，日期和其它小的标记都不能读出。
模糊的原因是摄取照片时照相机散焦。
作为一名图像处理专家，要求你帮助决定是否可以采用计算机处理来复原图像，帮助教授读出这些标记。
用于拍摄这些图像的照相机仍能使用，还有一些同一时期其他有代表性的硬币。
请提出解决这一问题的过程。
答：本题基本思想是用相机和相似的硬币去模型化相机的退化过程，然后用此结果进行逆滤波。
实现步骤如下：（1）选择一枚同时期硬币，尽可能在尺寸和内容上与丢失的硬币相同。
选择背景与照片背景的纹理、亮度尽可能相同；（2）设置博物馆的相机在几何结构上尽可能使拍出的照片与丢失的硬币照片相似。
获得几张测试图片；（3）对每个硬币的图像采用不同的镜头参数设置，获得的图像在交角，尺寸（照片上背景所占的区域大小等），照片的模糊程度等都尽可能逼近丢失硬币的照片；（4）（3）中镜头参数设置是相应丢失照片的退化过程的模型化，对每一个这样的设置，去除硬币与背景，并用一个小的亮点在统一的背景去替代硬币和其背景在相同的设置下进行拍照或是其他的机械装置去逼近一个光脉冲。
数字化该脉冲，其傅里叶变换就是模糊过程的传递函数；（5）数字化每一个丢失硬币的模糊图像，获得其傅立叶变换。
至此，我们获得了每一个H(u,v)与G(u,v)；（6）用逆滤波或维纳滤波获得F(u,v)的逼近；（7）求反傅里叶变换，重建图像。
第6章6.4在一条自动装配线中，为了简化检测，对四类零件涂上不同颜色。
然而，只有一台黑白电视摄像机可用于获取数字图像。
请提出一种使用该摄像机检测4种不同颜色的技术。
第9章9.5参考显示的图像，给出生成图(a)到(d)所示结果的结构元素和形态学操作。
说明每个结构元素的原点。
图中的虚线用于说明原始集合的边界，仅作为参考。
注意图(d)中所有的拐角都是圆角。
（a ） （b ） （c ） （d ）9.18参考下图所示的3幅图像。
左侧的图像由边长为1,3,5,7,9和15像素的方块组成。
中间图像是使用大小为13 13像素的方形结构元素对左侧图像进行腐蚀的结果，腐蚀后仅保留了最大的几个方块。
右侧的图像是使用相同结构元素对中间图像膨胀后的结果，目的是恢复图像中最大的方块。
先腐蚀再膨胀实际上是对图像的开操作，该操作通常不能将物体恢复为原始形式，请解释本题情形下为何能完全重建较大的几个方块。
9.34下图显示了一个由大圆区域包围的小圆区域，请利用灰度形态学方法完成上述两个区域的分割，并在原图中画出二者之间的边界轮廓。
9.36显微应用中一个预处理步骤是从两组或更多组重叠的类似颗粒中分离出单个独立的一种圆颗粒（见下图）。
假设所有颗粒的大小相同，提出一种产生3幅图像的形态学算法，这3幅图像分别仅有如下物体组成：（a ）仅与图像边界融合在一起的颗粒。
（b ）仅彼此重叠的颗粒。
（c ）没有重叠的颗粒。
9.37一家高技术工厂获得了一份制造形如下图的高精度垫圈的政府合同。
合同要求使用一个图像系统来检测所有垫圈的形状，确定垫圈内边缘和外边缘的偏差。
假定：（1）一幅可接受的垫圈的“金”图像（即合格产品的完美图像）是可用的；（2）该系统中最终使用的成像和定位系统的精度可高到足以允许您忽略数字化和定位引起的误差。
请基于形态学/逻辑操作，提出一种检测方案。
请以方框图的形式给出答案。
第10章10.7假设我们用下图中的边缘模型代替图10.10中的斜坡模型。