数字图像处理要点

数字图像处理考试要点第二章1、在实际采样过程中，采样点间隔的选取很关键。

应满足采样定理（二维采样定理：Nyguist准则）：采样频率大于信号中最高频率的2倍。

2、量化分为等间隔量化、非等间隔量化，非等间隔量化包括对数量化、Max量化、锥形量化。

3、图像质量评估方法与标准分两类：主观评价、客观测量噪声的定义：不可预测，只能用概率统计方法来认识的随机误差。

图像噪声：妨碍人们视觉器官对所接收的信源信息理解的因素。

第三章4、一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400～760nm之间，可见光的波长范围为380nm~780nm。

5、瞳孔——光圈，透明体(晶状体)——透镜6、眼球是由一系列曲率半径和折光指数都不相同的折光体所组成的折光系统。

7、6米以外直至无限远处的物体发出或反射出的光线到眼的折光系统时近于平行，可在视网膜上形成清晰的像。

8、但人眼不是无条件的看清任何远处的物体，因为：1）光线过弱，不足以兴奋感光细胞；2）距离过大，小到视网膜分辨能力的限度以下。

9、比6米近的物体，折射后的成像位置在主焦点，即视网膜位置之后，尚未聚焦，物像是模糊的。

10、人眼视觉模型11、人从亮处进入暗室，最初看不清楚东西，经过一段时间，恢复了在暗处的视力，这称为暗适应；相反，从暗处到亮处是明适应。

12、人眼对蓝光的灵敏度远远低于对红光和绿光的灵敏度，对波长为550nm左右的黄绿色最为敏感。

红（700nm），绿（546.1nm），蓝（435.8nm）13、从人的主观感觉角度，颜色包含三个要素：色调、饱和度、明亮度。

14、颜色模型是用来精确标定和生成各种颜色的一套规则和定义，某种颜色模型所标定的所有颜色就构成了一个颜色空间。

15、对于人来说，可以通过色调、饱和度、亮度来定义颜色（HSL颜色模型）；对于显示设备来说，可以用红、绿、蓝磷光体的发光量来描述颜色（RGB颜色模型）；对于打印设备来说，可以用青色、品红、黄色和黑色颜料的用量来指定颜色（CMYK颜色模型）。

16、理论上，青色、品红和黄色三种基本色素等量混合能得到黑色。

但实际上，因为所有打印油墨都会包含一些杂质，这三种油墨混合实际上产生一种土灰色，必须与黑色（K）油墨混合才能产生真正的黑色，所以再加入黑色作为基本色形成CMYK颜色模型，CMYK模型称为相减混色模型。

第四章17、图像增强是有选择地突出有意义的信息，抑制无用信息。

18、图像增强的方法1) 空间域处理:全局运算、局部运算、点运算；2）频域处理：在图像的Fourier变换域上进行处理。

19、对比度增强1）灰度变换法：线性变换、对数变换、指数变换；2）直方图调整法：直方图均衡化、直方图匹配。

20、1）线性灰度变换：对比度不足时，图像中的细节分辨不清，这时可将灰度范围线性扩展；2）分段线性灰度变换：将感兴趣的灰度范围线性扩展，相对抑制不感兴趣的灰度区域。

3）非线性灰度变换：对数变换：低灰度区扩展，高灰度区压缩；指数变换：高灰度区扩展，低灰度区压缩。

21、直方图均衡化是将原图像的直方图通过变换函数修正为均匀的直方图。

图像均衡化处理后，图像的直方图是平直的。

22、要找到一种变换S=T(r) 使直方图变平直，直方图均衡化后的灰度需仍保持从黑到白的单一变化顺序。

23、计算题（直方图均衡化）24、直方图均衡化实质上是减少图像的灰度级以换取对比度的加大。

25、直方图匹配：修改一幅图像的直方图，使得它与另一幅图像的直方图匹配或具有一种预先规定的函数形状。

第五章26、图像增强方法从增强的作用域出发，可分为空间域增强和频率域增强两种。

27、空间域增强是直接对图像各像素进行处理；频率域增强是将图像经傅立叶变换后的频谱成分进行处理，然后逆傅立叶变换获得所需的图像。

28、图像在传输过程中，由于各种干扰会造成图像毛糙，此时需要对图像进行平滑处理。

平滑可以抑制高频成分，但也使图像变得模糊。

29、理想低通滤波器是非因果系统。

30、巴特沃斯低通滤波器，H(u,v)降为最大值的31、1阶巴特沃斯低通滤波器，在高低频率间的过渡比较光滑，所以输出图的振铃效应不明显。

随着阶数的增加振铃现象增加。

巴特沃斯低通滤波器的平滑效果不如理想低通滤波器，要根据平滑效果和振铃现象来折中确定巴特沃斯低通滤波器的阶数。

32、指数型低通滤波器，H(u,v)降为最大值的33、空间域平滑处理采用局部平均法，直接在空间域上对图像进行平滑处理，计算速度快。

34、简单局部平均法，平滑后噪声方差为处理前的1 / M，M为总点数。

35、 中值滤波法用局部中值代替局部平均值。

第六章36、 图像锐化目的：加强图像轮廓，使图像看起来比较清晰。

37、 图像轮廓是灰度陡然变化的部分，包含着丰富的空间高频成分，突出高频分量，可使轮廓清晰。

38、 图像中大部分能力集中在低频分量里，高通滤波后光滑区域灰度减弱变暗甚至接近黑色。

39、 高频增强滤波器：放大系数k = A-1, 常数c = 1。

40、 指数高通滤波器在通过与滤掉的频率之间没有不连续的分界，振铃现象比较弱，转移函数随频率增加在开始阶段增加的比较快，能使一些低频分量也可以通过，更有利于保护图像的灰度层次。

41、 梯形高通滤波器在高低频率间有个过渡，振铃现象比巴特沃斯高通滤波器更明显。

42、 空域锐化方法，微分可以锐化图像（邻域平均或加权平均（都对应积分）平滑图像）。

锐化处理可以用空间微分来完成。

图像微分增强了边缘和其他突变（如噪声）而削弱了灰度变化缓慢的区域。

43、 用差值定义一元函数f(x)一阶微分：(1)()f f x f x x∂=+-∂ 44、 用差分定义一元函数f(x)的二阶微分：22(1)(1)2()f f x f x f x x∂=++--∂ 45、 拉普拉斯微分算子强调图像中灰度的突变，弱化灰度慢变化的区域。

46、 空间锐化方法：基于一阶微分的图像增强 梯度法47、 反锐化掩蔽的进一步普遍形式称为高频提升滤波。

48、 图像的点特征是许多计算机视觉算法的基础：使用特征点来代表图像的内容。

一类重要的点特征：角点。

Harris 角点响应函数R 对于图像的旋转具有不变性。

第七章49、 同态滤波的目的：消除不均匀照度的影响而又不损失图像细节。

50、 图像的灰度由照射分量和反射分量合成。

照射分量的频谱落在空间低频区域，反射分量的频谱落在空间高频区域。

第八章51、 伪彩色处理:把黑白图像处理成伪彩色图像。

52、 假彩色处理：把真实的自然彩色图像或遥感多光谱图像处理成假彩色图像。

53、 伪彩色处理：频域滤波法：不同的映射函数就能将灰度图像转化为不同的伪彩色图像。

54、 假彩色处理 如用计算机上口红1. 腐蚀是一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程。

可以用来消除小且无意义的物体。

腐蚀的算法：用3x3的结构元素，扫描图像的每一个像素用结构元素与其覆盖的二值图像做“与”操作如果都为1，结果图像的该像素为1。

否则为0。

结果：使二值图像减小一圈2. 膨胀是将与物体接触的所有背景点合并到该物体中，使边界向外部扩张的过程。

可以用来填补物体中的空洞。

膨胀的算法：用3x3的结构元素，扫描图像的每一个像素用结构元素与其覆盖的二值图像做“与”操作如果都为0，结果图像的该像素为0。

否则为1 结果：使二值图像扩大一圈3. 先腐蚀后膨胀的过程称为开运算。

用来消除小物体、在纤细点处分离物体、平滑较大物体的边界的同时并不明显改变其面积。

4. 先膨胀后腐蚀的过程称为闭运算。

用来填充物体内细小空洞、连接邻近物体、平滑其边界的同时并不明显改变其面积。

相减DSA：检测运动物体图像融合（ImageFusion）技术是指将多源信道所采集到的关于同一目标的图像经过一定的图像处理，提取各自信道的信息，最后综合成同一图像以供观察或进一步处理。

第九章55、代数运算包括：相加、相减（DSA、运动物体检测）、相乘（提取或删掉图像某部分）、相除（遥感多光谱图像相除抵消入射分量）、图像融合。

56、腐蚀是一种消除边界点，使边界向内部收缩的过程。

1、向前映射法：通过输入图像像素位置, 计算输出图像对应像素位置;将该位置像素的灰度值按某种方式分配到输出图像相邻四个像素2、向后映射法：通过输出图像像素位置, 计算输入图像对应像素位置;根据输入图像相邻四个像素的灰度值计算该位置像素的灰度值两种映射方法的对比对于向前映射：每个输出图像的灰度要经过多次运算；对于向后映射：每个输出图像的灰度只要经过一次运算。

实际应用中，更经常采用向后映射法。

其中,根据四个相邻像素灰度值计算某位置的像素灰度值即为灰度级插值。

最近邻(Nearest neighbor)双线性插值算法(Bilinear)双立方插值算法(Bicubic,...)第十章57、点运算对单幅图像做处理，不改变像素的空间位置；代数运算对多幅图像做处理，也不改变像素的空间位置；几何运算对单幅图像做处理，改变像素的空间位置；几何运算包含两个独立的算法：灰度级插值算法和空间变换算法。

58、实际应用中，更经常采用向后映射法（根据输出图像像素位置，计算输入图像对应像素位置），其中，根据四个相邻像素灰度值计算某位置的像素灰度值即为灰度级插值。

第十一章59、冗余：数据表达了无用的信息；数据表达了已表达的信息。

60、数据冗余类别：1）编码冗余：与灰度分布的概率特性有关；2）像素相关冗余：空间冗余，几何冗余；3）心理视觉冗余主观感觉有关。

减少/消除其中的一种/多种冗余，就能取得数据压缩的效果。

61、编码冗余：用较少的比特数表示出现概率较大的灰度级，用较多的比特数表示出现概率较小的灰度级。

62、像素间冗余：规则的图形冗余大，不规则的图形冗余小。

63、心理视觉冗余：主观：因人而异，因应用要求而异。

与实在的视觉信息有联系（损失不可逆转）。

64、主观保真度准则：主观测量图像的质量，因人而异，应用不方便。

65、客观保真度准则：用编码输入图与解码输出图的某个确定函数表示损失的信息量，便于计算或测量。

66、图像编解码系统模型图像压缩可能性分析：67、一般原始图像中存在很大的冗余度。

68、用户允许图像一定失真；信道的分辨率不及原始图像的分辨率时；用户对原始图像信号不感兴趣，可用特征提取和图像识别方法，丢掉大量无用信息。

69、原始图像越有规则，各像素之间的相关性越强，它可能压缩的数据就越多。

70、基于不同的图像结构特性，应采用不同的压缩编码方法。

71、全面评价一种编码方法的优劣，除了看它的编码效率、实时性和失真度以外，还要看它的设备复杂程度，是否经济与实用。

（常用是混合编码方案）72、图像数据压缩的目的是在满足一定图像质量条件下，用尽可能少的比特数来表示原始图像，以提高图像传输的效率和减少图像存储的容量，在信息论中称为信源编码。

73、信源编码分为两大类：1）无失真编码；2）有失真编码或限失真编码。