发布时间 : 星期二 文章（完整word版）数字图像处理试卷集及答案更新完毕开始阅读ae545890cdbff121dd36a32d7375a417876fc1f6
数字图像处理习题集
1. 图像的概念及分类
学科定义：给定条件下被摄目标电磁波性质（反射、辐射、透射）的一种表现形式
广义上：图像是对所表示物体的信息描述
分类：1）、二值图像：图像中只能取值为0或1。2）、灰度图像: 单色图像，只包含亮度信息。3）、彩色图像：3波段单色图像，每波段代表不同颜色，通常为红色、绿色、蓝色。 2. 决定图像质量的主要因素有哪些？
被摄目标性质，成像的条件，干扰条件
3. 图像可用数学函数I= f (x, y, z, λ, t) 表示，请解释函数中各
参量的含义。
(x,y,z)为空间坐标，λ为波长，t为时间，I为光点的强度。 4. 说明图像技术的层次，并叙述各层次的主要研究内容； 图像技术包含三个层次:
图像处理-从图像到图像的过程；利用计算机把原始图像（或图像信息）处理成期望图像（或图像信息）的过程。图像处理是对图像进行分析、加工、和处理，使其满足视觉、心理以及其他要求的技术。图像处理是信号处理在图像域上的一个应用。
图像分析－从图像到数据的过程；图像分析要求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，从而帮助我们建立对图像的描述。
图像理解－图像解释与知识推理；以图像为对象，知识为核心，研究图像中有什么目标、目标之间的相互关系、图像是什么场景以及如何应用场景的一门技术。
5. 简述图像处理的主要目的及主要处理技术；
数字图像处理目的;改善图像质量;增强图像定位精度;提高信息传输效率;减少图像信息存贮容量;建立图像信息库
1. 图像增强:2、图像复原3、几何处理:4、图像压缩与编码:5、图像重建:6、图像分割7、图像描述8、图像匹配 6. 什么是彩色三要素，解释各要素的含义；
彩色三要素：亮度，色调和饱和度。亮度，指彩色光作用于人眼时引起人眼视觉的明暗程度；色调，是一种颜色区别于另外一种颜色的特征。饱和度，指色调的纯洁程度。 7. 简述三基色原理；
1) 自然界里的大多数彩色光可以分解为三种基色成份，而这三种基色也可以按一定比例混合得到不同的彩色光。
2) 三基色必须是相互独立的彩色，即其中任一种基色都不能由其它两种基色混合产生。
3) 三基色之间的混合比例，决定了混合色的色度。 4) 混合色的亮度等于三基色亮度之和。
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8. 简述RGB彩色模型及HIS彩色模型的概念及定义；
9. 叙述数字图像采样及量化的概念，什么是图像的空间分辨率及灰度
分辨率，并说明空间分辨率及灰度分辨率的大小对图像质量的影响； 采样：完成图像空间坐标的离散化即把连续图像变成离散点的集合；空
间分辨率越大图像质量越好
量化：用有限的值来代替无限的值称为量化。 灰度分辨率：图像像元灰度值的离散取值过程。
图像分辨率：指每单位长度上的像素，即直观看到的图像的清晰与模糊程度，单位为ppi。另外，图像的尺寸、图像的分辨率和图像文件的大小三者之间有着很密切的联系。图像的尺寸越大，图像的分辨率越高，图像文件也就越大，调整图像的大小和分辨率即可以改变图像文件的大小。 10. 叙述灰度、颜色、色度、亮度、饱和度、层次、对比度、清晰度等
基本概念。
1、灰度：表示光的强度的数值量度；光强量化到256级，0对应黑色，255对应白色。灰度图像：仅含有黑、灰、白等无彩色的图像
2、颜色：一个物体反射或折射的光的一种特性，并且是一种感觉特性。所有颜色都可被看作三基色（红、绿、蓝）的不同组合：R+B=M（紫）、B+G=C（青）、R+G=Y(黄）。彩色图像：指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RGB是由不同的灰度级来描述的。
3、色度：观察者获得的颜色的感觉；亮度：彩色光作用于人眼时对人眼视觉的明暗程度；色调：一种颜色区别另一种颜色的特征；
饱和度：色调的纯洁程度
4、灰度级：表示像素的明暗程度的整数量
5、 层次：表示图像实际拥有的灰度级的数量
6、清晰度：亮度、对比度、尺小、细微层次、颜色饱和度等综合因素的影响结果。
影响图像质量的三个因素：灰度级，层次，清晰度。 11. 叙述像素、邻域等基本概念。
像素：最基本的图像元素，数字图像的最小的单元；领域：给定像素附近像素的集合 12. 叙述BMP格式图像的文件存储结构。
位图文件头：文件类型，指定文件大小，从文件头到位图数据的偏移字 位图信息头：图像高、宽、颜色位数、压缩类型、占用字节数、颜色数、分辨率
调色板：颜色查找表
图像数据：每行每列顺序排列，行字节数必须为4的倍数，从下到上、从左到右 13. 说明数字图像每行所占字节数与图像宽度的关系；
例1：一幅图像为256色，宽为31个像素，问存储一行需多少个字节？ 分析：256色，biBitCount=8;宽为31，biWidth=31;
W=31*8/8=31字节,31不是4的倍数，补一个字节的0，32个字节是4的倍数。
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所以，对于这幅图像，每一行数据后面都有一个无效的字节，再往后才是另一行的数据。
宏定义计算：W=(31*8+31)/32*4=279/32*4=8*4=32 14. 叙述将一副数字图像缩小一半的图像处理运算方法；
1. 2. 3. 4. 5. 6.
建立起重建物理图像的计算模型
建立起目的图像与原始图像的坐标变换关系
计算目的图像中点 (i, j) 在原始图像中对应点的坐标 (x, y) 根据计算模型计算出原始图像中点 (x, y) 处的颜色值 c 将目的图像中点 (i, j) 的颜色值设置为颜色值 c 处理完目的图像上每一个像素点，即可完成缩放
15. 叙述将一副数字图像放大k倍的图像处理运算方法，如果采用k×k
子块填充的放大运算方法，其缺点是什么，采用何种算法可以改善； 成比例放大：如果需要将原图像放大k倍，则将一个像素值添在新图像的k*k的子块中。如果放大倍数太大，按照前面的方法处理会出现马赛克效应。采用双线性插值法进行图像放大。 16. 说明双线性插值法进行图像放大的基本算法；
f?a?x,b?y??f?a,b??x?f?a?1,b??f?a,b??
?y?f?a,b?1??f?a,b?? ?xy?f?a,b??f?a,b?1??f?a?1,b??f?a?1,b?1?? 17. 说明有哪几种图像镜像的方式，并叙述各自的算法； 水平镜像，垂直镜像，对角镜像。 18. 以下为一幅图像的图像数据，请将该图像缩小为原图的2/3。
2 3 5 4 6 7 2 5 4 7 4 4 6 7 7 6 3 3 7 7 6 5 3 7 7 5 2 4 5 3 5 4 2 5 3 4 4 5 5 6 6 5 1 3 5 2 1 2 3 5 6 2 19. 以下为一幅图像的图像数据，请采用双线性差值法将该图像放大为
原图的3倍。 2 3 5 4 4 6 3 3 7
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20. 以下为一幅图像的图像数据，请分别给出该图像的水平、垂直、对
角镜像的图像数据。
2 3 5 3 3 7 5 3 2 7 6 5 4 4 6 4 4 6 6 4 4 3 4 3 3 3 7 2 3 5 7 3 3 3 4 2 21. 图像的仿射变换公式如下，
?x'??ab?x??x??y'???cd?y???y?解答： ????????1????001????1???x'?ax?by??x??y'?cx?dy??y请分别用该公式的形式表示出图像平移、旋转，镜像，等的运算公式。
?x'???10w??x?x'10?x??x??x'??cos??sin??x??x? ??????y??y'???010???y??y'???01?y???y??y'???sin?cos??y??? ??????????????????01?????1?? ??1????001????1???1????001????1???1??022. 列举代数运算的种类及各种代数运算的主要应用。
图像相加：可以将一幅图像内容加到另一幅图像上，以达到二次暴光的要求（double exposure）。图像相加可以对同一场景的多幅图像求平均值，以降低加性（additive）随机噪声。
图像相减：可去除图像中不需要的加性图案。图像相减也可用于运动检测。掩膜图像。
乘法应用：图像局部显示；生成合称图像；
除法运算：可产生对颜色和多光谱图像分析十分重要的比率图像（或比值图像），以提取颜色和光谱信息，提取植被或其它地物信息，还可以用来区分一幅图像中的不同颜色区域，以及去掉地形影响等。 23. 说明图像加、减运算有哪些应用；
加法应用：求均值图像：去除“叠加性”噪声；,生成图像叠加效果，会得到二次曝光的效果可以得到各种图像合成的效果，也可以用于两张图片的衔接。
减法应用：1，去除一幅图像中所不需要的加性图案2，可检测同一场景的两幅图像之间的变化。3，去除固定的背景信息，生成合称图像。 24. 简述直方图的概念；
定义：灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级的像素的个数，其横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度出现的频率（像素个数）。 25. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据，请绘制出该图像的灰度直方
图。 2 3 5 7 6 7 4 4 6 5 7 6 3 3 7 7 6 5 4 / 17