数字图像处理期末复习题

第一章 引言

一.填空题
1.数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数字阵列中的每个数字，表示数字图像的一个最小单位，称为 。
2.数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是从图像到图像的处理，如图像增强等； 二是 ，如图像测量等。
3.数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是 ，如图像增强等； 二是从图像到非图像的一种表示，如图像测量等。
4.图像可以分为物理图像和虚拟图像两种。其中，采用数学的方法，将由概念形成的物体进行表示的图像是 。
5.数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中， 的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。

解答:
1.像素
2.从图像到非图像的一种表示
3.从图像到图像的处理
4.虚拟图像
5.图像重建

四.简答题
1.数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的 4 种。
2.什么是图像识别与理解？
3.简述数字图像处理的至少 3 种主要研究内容。
4.简述数字图像处理的至少 4 种应用。
5.简述图像几何变换与图像变换的区别。

解答:
1.①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。
②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。
③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。
④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。
⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。

2.图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。

3.①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。

②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。
③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。
④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。

4.①在遥感中，比如土地测绘、气象监测、资源调查、环境污染监测等方面。
②在医学中，比如 B 超、CT 机等方面。
③在通信中，比如可视电话、会议电视、传真等方面。
④在工业生产的质量检测中，比如对食品包装出厂前的质量检查、对机械制品质量的监控和筛选等方面。
⑤在安全保障、公安方面，比如出入口控制、指纹档案、交通管理等。

5.①图像的几何变换：改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等，这些方法在图像配准中使用较多。
②图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。比如傅里叶变换、小波变换等。

第二章 图像的基本概念

一.填空题
1.量化可以分为均匀量化和 两大类。
2. 是指一秒钟内的采样次数。
3.图像因其表现方式的不同，可以分为连续图像和 两大类。
4.图像因其表现方式的不同，可以分为 和离散图像两大类。
5.对应于不同的场景内容，一般数字图像可以分为 、灰度图像和彩色图像三类。
6.对应于不同的场景内容，一般数字图像可以分为二值图像、 和彩色图像三类。
7.对应于不同的场景内容，一般数字图像可以分为二值图像、灰度图像和
_三类。
8.采样频率是指一秒钟内的采样 。
9.量化可以分为 和非均匀量化两大类。
10.采样所获得的图像总像素的多少，通常称为 。解答:
1.非均匀量化
2.采样频率
3.离散图像
4.连续图像
5.二值图像
6.灰度图像
7.彩色图像
8.次数
9.均匀量化
10.图像分辨率

二.选择题
1.一幅数字图像是：( )
A、 一个观测系统。 B、一个有许多像素排列而成的实体。C、一个 2-D 数组中的元素。 D、一个 3-D 空间的场景。
2.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为：（ ）
A、 0 B、 255 C、 6 D、 8
3.图象与灰度直方图间的对应关系是：（ ）
A、 一一对应 B、 多对一 C、 一对多 D、 都不对
4.下列算法中属于局部处理的是：（ ）
A、 灰度线性变换 B、二值化 C、 傅立叶变换 D、 中值滤波
5.一幅 256256 的图像，若灰度级数为 16，则该图像的大小是：（ ）
A、128KB B、32KB
C、1MB C、2MB
6.一幅 512512 的图像，若灰度级数为 16，则该图像的大小是：（ ）
A、128KB B、32KB
C、1MB C、2MB

7.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，127]，则该图象的信息量为：（ ）
A、 0 B、 128 C、 7 D、 8
8.对一幅 100100 像元的图象，若每像元用 8bit 表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的
数据量为 20000bit，则图象的压缩比为：（ ）
A、 2:1 B、 3:1 C、 4:1 D、 1:2
9.对一幅 100100 像素的图象，若每像元用８bit 表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为 10000bit，则图象的压缩比为：（ ）
A、 2:1 B、 8:1 C、 4:1 D、 1:2
10.对一幅 100*100 像素的图象，若每像元用 8bit 表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图像的数据量为 40000bit，则图象的压缩比为：（ ）
A、 2:1 B、 3:1 C、 4:1 D、 1:2

解答:

1. B 2. D 3. B 4. D 5. B 6. A 7. C 8. C 9. B 10. A

三.判断题
1.可以用 f(x,y)来表示一幅 2-D 数字图像。（ ）
2.可以用 f(x,y)来表示一个在 3-D 空间中的客观景物的投影。（ ）
3.数字图像坐标系与直角坐标系一致。（ ）
4.矩阵坐标系与直角坐标系一致。（ ）
5.数字图像坐标系可以定义为矩阵坐标系。（ ）
6.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数不够多造成的。（ ）
7.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的空间分辨率不够高造成。（ ）
8.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数过多造成的。（ ）
9.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的空间分辨率过高造成。（ ）
10.采样是空间离散化的过程。（ ）

解答:

1. T 2. T 3. F 4. F 5. T 6. T 7. F 8. F 9. F 10. T

四.简答题
1.图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。
2.图像量化时，如果量化级比较小会出现什么现象？为什么？
3.简述二值图像与彩色图像的区别。
4.简述二值图像与灰度图像的区别。
5.简述灰度图像与彩色图像的区别。

解答:
1.图像的数字化主要包含采样、量化两个过程。采样是将空域上连续的图像变换成离散采样点集合，是对空间的离散化。经过采样之后得到的二维离散信号的最小单位是像素。量化就是把采样点上表示亮暗信息的连续量离散化后，用数值表示出来，是对亮度大小的离散化。经过采样和量化后，数字图像可以用整数阵列的形式来描述。

2.如果量化级数过小，会出现伪轮廓现象。量化过程是将连续变化的颜色划分到有限个级别中，必然会导致颜色信息损失。当量化级别达到一定数量时，人眼感觉不到颜色信息的丢失。当量化级数过小时，图像灰度分辨率就会降低，颜色层次就会欠丰富，不同的颜色之间过度就会变得突然，可能会导致伪轮廓现象。

3.二值图像是指每个像素不是黑，就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。这种图像又称为黑白图像。二值图像的矩阵取值非常简单，每个像素的值要么是 1，要么是 0，具有数据量小的特点。彩色图像是根据三原色成像原理来实现对自然界中的色彩描述的。红、绿、蓝这三种基色的的灰度分别用 256 级表示，三基色之间不同的灰度组合可以形成不同的颜色。

4.二值图像是指每个像素不是黑，就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。这种图像又称为黑白图像。二值图像的矩阵取值非常简单，每个像素的值要么是 1，要么是 0，具有数据量小的特点。 灰度图像是指每个像素的信息由一个量化后的灰度级来描述的数字图像，灰度图像中不包含彩色信息。标准灰度图像中每个像素的灰度值是 0-255 之间的一个值，灰度级数为 256 级。

5.灰度图像是指每个像素的信息由一个量化后的灰度级来描述的数字图像，灰度图像中不包含彩色信息。标准灰度图像中每个像素的灰度值是 0-255 之间的一个值，灰度级数为 256 级。
彩色图像是根据三原色成像原理来实现对自然界中的色彩描述的。红、绿、蓝这三种基色的的灰度分别用 256 级表示，三基色之间不同的灰度组合可以形成不同的颜色。

五.应用题
1.设某个图像为：

请完成：
①求该图像的灰度直方图。（3 分）
②对该图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（6 分）

2.设某个图像为：
请完成：
①求该图像的灰度直方图。（3 分）
②对该图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（6 分）

3.设某个图像为：
请完成：
①求该图像的灰度直方图。（3 分）
②对该图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（6 分）

4.设某个图像为：
请完成：
①求该图像的灰度直方图。（3 分）
②对该图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（6 分）

5.设某个图像为：
请完成：
①求该图像的灰度直方图。（3 分）
②对该图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（6 分） 解答:略

第三章 图像增强

一.填空题
1.所谓动态范围调整，就是利用动态范围对人类视觉的影响的特性，将动态范围进行
，将所关心部分的灰度级的变化范围扩大，由此达到改善画面效果的目的。
2.动态范围调整是利用动态范围对人类视觉的影响的特性，将动态范围进行压缩，将所关心部分的灰度级的变化范围 ，由此达到改善画面效果的目的。
3.动态范围调整分为线性动态范围调整和 两种。
4.动态范围调整分为 和非线性动态范围调整和两种。
5.直方图均衡化的基本思想是：对图像中像素个数多的灰度值进行 ，而对像素个数少的灰度值进行归并，从而达到清晰图像的目的。
6.直方图均衡化的基本思想是：对图像中像素个数多的灰度值进行展宽，而对像素个数少的灰度值进行 ，从而达到清晰图像的目的。
7.直方图均衡化的基本思想是：对图像中像素个数多的灰度值进行展宽，而对像素个数少的灰度值进行归并，从而达到 的目的。
8.数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中， 的目的是将一幅图像中有用的信息进行增强，同时将无用的信息进行抑制，提高图像的可观察性。
9.我们将照相机拍摄到的某个瞬间场景中的亮度变化范围，即一幅图像中所描述的从最暗
到最亮的变化范围称为 。
10.灰级窗，是只将灰度值落在一定范围内的目标进行 ，就好像开窗观察只落在视野内的目标内容一样。

解答:
1.压缩
2.扩大
3.非线性动态范围调整
4.线性动态范围调整
5.展宽
6.归