南理工-任明武-数字图像处理-考试复习资料

PAL：Phase Alternating Line 逐行倒相。PAL 制电视的供电频率为 50Hz、场频为每秒 50 场、帧频为每秒 25 帧、扫描线为 625 行、图像信号带宽分别为 4.2,5.5,5.6MHz。PAL 制 对相位失真不敏感，图像彩色误差较小，与黑白电视的兼容也好，但 PAL 制的编码器和解 码器都比 NTSC 制的复杂。 6.弄清 Frame, field, Palette 等概念. 答：Frame：帧，即一幅图像，是构成活动图象最小单元。 Field：电视将图象分成两个半幅的图像，一先一后地显现，一般使用隔行扫描方式， 将一帧电视画面分成奇数场和偶数场两次扫描。 Palette：调色盘是在图形输出设备上可用的颜色范围。 7.直方图均衡化的英文、原理和定义。 答：直方图均衡化 Histogram Equalize 原理：根据熵理论可知当 H[0],H[1]„,H[n-1]相等时，图像信息量最大均衡化的目的 是使每个 Hi 都相等，即把原始图的直方图变换为均匀分布的形式，这样就增加了象素值的 范围，增强了图像的对比效果。 定义：原始图像的灰度直方图从比较集中的某个灰度区间变成在全部灰度范围内的均 匀分布。 8.边缘检测的英文、定义、边缘模型及常用算子。 答：边缘检测 Edge Detection 定义：通过一定的算法寻求图像中的边缘点。 边缘模型：屋顶状边缘：一阶导数过零点，二阶导数最小值； 阶跃边缘：一阶导数最大值，二阶导数过零点。 常用算子：梯度算子，罗伯特算子，索伯算子，二阶微分算子——过零点检测（拉普 拉斯算子，马尔-希尔德累思算子，沈俊算子，坎尼算子）过零点检测。 9.象素和查找表的英文、定义和查找表的特点。 答：像素： Pixel 像素定义是由 Picture(图像) 和 Element(元素)这两个单词的字母所组 成的，是用来计算数码影像的一种单位。 查找表 LUT 特点：以空间换时间。 10.图像增强的英文、定义与常用方法。 答：图像增强 Image Enhancement 定义：图像增强是指对图像的某些特征，如边缘、轮廓、对比度、亮度等进行强调或 尖锐化，以便于观察或进一步分析处理。其手段无非是突出有价值的信息，抑止无用信息。 常用方法：基于点运算(空域)的方法，基于邻域运算(空域)的方法，基于变换域 (频域) 的方法等。 11.图像工程的三个层次及其在数据量和语义上的特点 答：图像工程根据抽象程度和研究方法等的不同可分为 3 个层次：图像处理、图像分析和 图像理解。 A：图像处理 Image Processing A1 图像采集与获取(成像方法、摄像机校正等) Acquirement and Sampling
A2 图像重建（从摄影机重建图像）(Restoration) A3 图像变换、滤波、增强、恢复或复原等 。Transform, Filtering, Enhancement, Recovery. A4 图像压缩编码（色算法研究、国际标准实现等）Compression, Coding B：图像分析 Image Analysis B1 边缘检测、图像分割 Edge Detection、Segmentation B2 目标表达、描述、测量 Expression、Description 、Measurement B3 目标形状、纹理、空间、运动等的分析 B4 （2-D）目标识别、分类和提取 C：图像理解 Image Understanding C1 (序列、立体) 图像(特征点)匹配 C2 3-D 建模、客观场景恢复 C3 图像理解 数据量从低到高是：图像理解，图像分析，图像处理。 语义从低层到高层是：图像处理，图像分析，图像理解。 12.上网查找 CCD 摄像机、CMOS 摄像机、快球等术语。 答：CCD 摄像机: 即以 CCD 技术为核心的摄像机，CCD 是 Charge Coupled Device(电荷 耦合器件)的缩写，它是一种半导体成像器件，因而具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积 小、寿命长、抗震动等优点。 CMOS 摄像机：即以 CMOS 技术为核心的摄像机，CMOS 称为“互补金属氧化物半导 体”， CMOS 摄像机的光谱敏感范围在近红外线段比可见光的灵敏度高出 5～6 倍，更适合 在夜间进行隐蔽观察。 快球：高速球型摄像机（一体化快球） ，快球是高速球的简称。高速球的转速在 120° /s 以上。而从功能上来讲，高速球必须具备快速旋转功能，水平旋转速度最高可达 360 度/秒， 垂直旋转速度达到 90 度/秒，能设定预置位，并能通过触外部报警和预置位实现报警联动， 有 OSD 菜单显示功能。 13.上网查找图像处理、图象处理、图像测量、图像识别、体视等术语。 答：图像处理：用计算机对图像进行分析，以达到所需结果的技术，通常处理的是人或物 的图、画、相等。 图象处理：将获得的图像通过一定的算法转换为轮廓线条构成的矢量图。 图像测量：用 CCD 摄取被测物体，通过图像处理方法提取图像有用特征并完成测量的 方法。 图像识别：对经过图像处理后的图像进行分类，确定类别名称，它可在分割的基础上 选择需要提取的特征，并对某些参数进行测量，再提取这些特征；最后根据测量结果作分 类。 体视：利用高维结构的低维信息对其高维结构自身进行重建、理论建模或仿真建模以 及定量表述的理论、方法、测试技术及软硬件研究。 14.图像获取设备大致包括哪两种，它们分别采用什么方式与计算机接口？ 答：图像获取设备 摄像机： （1）模拟摄像机+专业图像卡 （2）模拟摄像机+多媒体卡
二、经典算法
1. 使用 c 言语求一幅图像的亮度和对比度(提示：先求直ed long hist[256]; unsigned long *pCur = pImg, *pEnd = pImg + ImgSize; memset(hist, 0, sizeof(unsigned long) * 256); for(pCur < pEnd;;) hist[*(pCur++)]++; //求亮度 for(g=sum=0;g<256;g++) sum+=g*hist[g]; brightness=1.0*sum/imgSize; //求对比度 for(g=sum=0;g<256;g++) sum+=(g-brightness)*(g-brightness)*hist[g]; contrast=sqrt(sum/imgSize); 2. 使用 c 言语求一幅图像的亮度最大值、最小值和中值(提示：先求直方图) 答：//求直方图 unsigned long hist[256]; unsigned long *pCur = pImg, *pEnd = pImg + ImgSize; memset(hist, 0, sizeof(unsigned long) * 256); for(pCur < pEnd;;) hist[*(pCur++)]++; //求图像中的最大亮度 for(g=255;g>=0;g--) if (hist[g]) break; maxGray=g; //求图像中的最小亮度 for(g=0;g<256;g++) if (hist[g]) break; minGray=g; //求图像中的亮度中值 方法一： for(g=sum=0;g<256;g++) { sum+=hist[g]; if (sum>=ImgSize/2) break; } medGray=g; 方法二： （比一精准） medGray=(ImgSize +1)/2; for(int N1=0,g=0;N1<medGray;g++) N1+= hist[g]; int median = g; if(median >0)
2008 年数字图像处理
一、基本概念
1.图像平滑、图象分割的英文及定义。 答：图像平滑 Image Smoothing 一个象素到其相邻象素的灰度变化平滑。 图像分割 Image Segmentation 按一定的规则将图像划分成若干有意义的区域。 2.DPI、CCD、LPI、Binary Image 的中文及含义。 答：DPI：dot per inch 打印分辨率，每英寸所打印的点数或线数，用来表示打印机打印分 辨率。这是衡量打印机打印精度的主要参数之一。 CCD 是 Charge Coupled Device 电荷耦合器件的缩写，一种半导体装置，能够把光学 影像转化为数字信号。 LPI：line per inch. 垂直分辨率，指步进马达的最小步距。 Binary Image：二值图像，指只有黑白两个灰度级的图像。 3.中值滤波、均值滤波的英文、定义和它们在速度、效果上的区别。 答：中值滤波 Median Filter 对于一个滑动窗口内 N×M 个像素按灰度级排序，用处于中 间位置象素的灰度级来代替窗口中心象素原来的灰度级。 均值滤波 Average Filter 对于一个滑动窗口内的各象素的灰度级求平均值、用该均值 来代替窗口中心象素的原灰度级。 区别：1）中值滤波计算复杂度非常高(因为排序)，执行速度慢，滤波前后图像的亮度 发生改变(但非常接近)，不容易造成图像模糊，具有非常好的抗噪性能，中值滤波能够在抑 制随机噪声的同时不使边缘模糊。2）均值滤波执行速度快，滤波前后图像的亮度不变，容 易造成图像模糊，实质上在求平均值的过程中，噪声的灰度值也代入了均值中，从而向周 围扩散，导致图像模糊，边缘不清晰。 4.图像分析、图像处理、图形学的英文及其区别 答：图像分析 Image Analysis 图像处理 Image Processing 图形学 Computer Graphics 区别：图像处理是对图像进行一系列的操作以达到预期目的的技术。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和目标的 描述。计算机图形学试图从非图像形式的数据描述来生成逼真的图像。 5.比较 NTSC 和 PAL 的不同. 答：NTSC：National Television System Committee，NTSC 制式由美国国家电视标准委员 会指定的彩色电视广播标准。NTSC 制电视的供电频率为 60Hz，场频为每秒 60 场，帧频为 每秒 30 帧，扫描线为 525 行，图像信号带宽为 6.2MHz。这种制式的色度信号调制特点为 平衡正交调幅制，即包括了平衡调制和正交调制两种，虽然解决了彩色电视和黑白电视广 播相互兼容的问题，但是存在相位容易失真、色彩不太稳定的缺点。