(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）。图像的量化等级反映了采样的质量，数字图像的量化级数随图像的内容及处理的目的差别而不同，低的量化级数只满足于处理简单的线条而对于图像，若线条不明显时，则会产生伪轮廓。人眼对灰度误差有一个敏感度阈值，当灰度误差大于门限值时，即量化误差大于视觉阈值时，人眼看到的图像会出现伪轮廓。

2.为什么非均匀量化多用于量化级数少的场合，而在量化级数多的场合不用？

答：①非均匀量化是依据一幅图像具体的灰度值分布的概率密度函数，，是按总的量化误差最小的原则进行量化的方法，通过对图像中像素灰度值频繁出现的灰度值范围，量化间隔小一些，而对那些像素灰度级数比较少，量化间隔大一些。在同样的灰度级数下，非均匀量化已经足够对图像的细节进行描述，采用非均匀量化的效果比均匀量化的图像效果好。

②但是当允许量化级数比较多时，因为均匀量化已经足够对图像的细节进行描述，采用非均匀量化的效果不明显，只能徒增量化算法的复杂度。

第4章 图像增强

1.已知一幅图像为：

15255225100200255200172542551001010937101001002963610109282218893421

07883211188722123987220f ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

对其进行灰度直方图的均衡化处理。

答：经过均衡化处理后得到的新图像为：

401122552392272352552354014024325522721121119110414021122722784191120104120211211191841718484401711711911041088440

0140171171104844040401711711408484408410419117114084840G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

⎣⎦

2.已知一幅图像为：

10928289342883217

722197220f ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

对其进行线性动态范围调整处理，其中灰度变化区域[a, b]为[2, 9]。

答：最终的图像数据为

10100909101309910077000107000G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

第5章 几何变换

1. 已知一幅图像为：

12345678910111213141516171819

202122232425f ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

1) 进行Δi=2，Δj=3平移后的图像矩阵。

2)对其进行缩小，其中k1=0.6，k2=0.75，写出缩小后的图像矩阵。

答：(1)平移后得到图像数据为：

0000000

000000000000123450

0067891000011121314150

0016171819200002122232425G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣

⎦

(2)缩小后的图像矩阵为：

689101113141521232425G ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

2. 已知一幅图像为：

123456789f ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

1)对其旋转30度后的图像矩阵

2)对其旋转45度后的图像矩阵

3)对其旋转60度后的图像矩阵

答：1) 旋转30度的后图像矩阵为：

0030120604590780G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦。

(2) 旋转45度后的图像矩阵为：

023*********G ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

(3) 旋转60度后的图像矩阵为：

0360025914080

070G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

第6章 噪声抑制

已知图像为：

9108711409712908911106F ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦