数字图像处理总复习题

第一章绪论一.选择题1.一幅数字图像是：(B)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。

提示：考虑图像和数字图像的定义2.半调输出技术可以：(B)A、改善图像的空间分辨率；B、改善图像的幅度分辨率；C、利用抖动技术实现；D、消除虚假轮廓现象。

提示：半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率3.一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：(A)A、256KB、512KC、1M C、2M提示：表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。

4.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于：(A)A、图像的灰度级数不够多造成的；B、图像的空间分辨率不够高造成；C、图像的灰度级数过多造成的D、图像的空间分辨率过高造成。

提示：平滑区域内灰度应缓慢变化，但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃，图像中的虚假轮廓最易在平滑区域内产生。

5.数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的：（A）A、图像的幅度分辨率过小；B、图像的幅度分辨率过大；C、图像的空间分辨率过小；D、图像的空间分辨率过大；提示：图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少6.以下图像技术中属于图像处理技术的是：（AC）（图像合成输入是数据，图像分类输出是类别数据）A、图像编码B、图像合成C、图像增强D、图像分类。

提示：对比较狭义的图像处理技术，输入输出都是图像。

二.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。

《数字图像处理》复习题一、概念1. 简述图形与图像的差别？2. 什么是黑白图像、灰度图像、彩色图像？3. 加大、减小亮度分别会使图像发生怎样的直观变化？4. 加大、减小对比度分别会使图像发生怎样的直观变化？5. 提高、降低饱和度分别会使图像发生怎样的直观变化？6. 在降低一幅图像的对比度时，各像素的颜色值将发生怎样的变化？7. 在提高一幅图像的对比度时，各像素的颜色值将发生怎样的变化？8. 在提高图像的饱和度时，像素中各基色的颜色值将有怎样的变化规律？9. 对图像进行平滑处理的主要目的是什么，通常会带来怎样的负面效果？10. 对图像进行锐化处理所产生的直观效果是什么？二、计算题1. 某位图文件的有关参数为：Width=21，Height=16，求：(1) 每行像素所占字节数WidthBytes；(2) 图像数据的总字节数ImageSize；(3) 第9行第6个像素点数据的偏移地址及红、绿、蓝的地址。

解：(1) WidthBytes＝( (int)((21X3+3)/4) ) X 4＝( (int)(66/4) ) X 4＝16X4＝64(2)ImageSize＝64X25＝1600(3)y=8，x=5数据地址=8X64+5X3=512+15=527B地址：527，G地址：528，R地址：5292. 某像素点的红绿蓝三基色值为（210，70，170），求：(1) 该点的平均亮度值；(2) 该点的饱和度；(3) 大致估算该点的色调值，简述理由（红、绿、蓝三色的色调值分别为0，120，240）解：(1) 亮度L＝(210+70+170)/3＝150(2) 饱和度S＝(210-70)/210＝0.667(3) 红色值最大，蓝色值次之，色调值在红蓝之间偏红的位置，即300-360之间，约为320。

3. 将像素点（40，230，90）的亮度降低40%，求处理结果。

解：R＝40X(1-0.4)＝24G＝230X(1-0.4)＝138B＝90X(1-0.4)＝54得：（24，138，54）4. 将图像的对比度提高30%，求像素点（40，230，90）的处理结果。

（完整版）数字图像处理试题集复习题⼀.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，称为像素。

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；⼆是从图像到⾮图像的⼀种表⽰，如图像测量等。

3. 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虚拟图像。

4. 数字图像处理包含很多⽅⾯的研究内容。

其中，图像重建的⽬的是根据⼆维平⾯图像数据构造出三维物体的图像。

5、量化可以分为均匀量化和⾮均匀量化两⼤类。

6. 图像因其表现⽅式的不同，可以分为连续图像和数字离散图像两⼤类。

5. 对应于不同的场景内容，⼀般数字图像可以分为⼆值图像、灰度图像和彩⾊图像三类。

8. 采样频率是指⼀秒钟内的采样次数。

10. 采样所获得的图像总像素的多少，通常称为图像分辨率。

11. 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，将动态范围进⾏压缩，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。

12 动态范围调整分为线性动态范围调整和⾮线性动态范围调整两种。

13. 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，从⽽达到清晰图像的⽬的。

14. 数字图像处理包含很多⽅⾯的研究内容。

其中，图像增强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。

15. 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动态范围。

16. 灰级窗，是只将灰度值落在⼀定范围内的⽬标进⾏对⽐度增强，就好像开窗观察只落在视野内的⽬标内容⼀样。

17. 图像的基本位置变换包括了图像的平移、镜像及旋转。

18. 最基本的图像形状变换包括了图像的放⼤、缩⼩和错切。

19. 图像经过平移处理后，图像的内容不发⽣变化。

数字图像处理试题及答案一、选择题1. 数字图像处理中，用于减少图像噪声的常用方法是什么？A. 锐化B. 滤波C. 边缘增强D. 色彩调整答案：B. 滤波2. 在数字图像处理中，以下哪种变换属于空域变换？A.傅里叶变换B.小波变换C.拉普拉斯变换D.直方图均衡化答案：D. 直方图均衡化3. 对于灰度图像，以下哪种操作可以提高图像的对比度？A. 增加亮度B. 减小对比度C. 增加饱和度D. 应用低通滤波答案：A. 增加亮度4. 在图像分割中，Otsu's方法是基于什么原则来自动确定阈值的？A. 最大类间方差B. 最小类内方差C. 最大熵原则D. 最小误差率答案：A. 最大类间方差5. 下面哪种格式不是用于存储数字图像的常见文件格式？A. JPEGB. PNGC. RAWD. MP3答案：D. MP3二、填空题1. 在数字图像处理中，__________是指图像中像素点的灰度值或者颜色值。

答案：像素2. 使用中值滤波器处理图像可以有效地去除__________噪声。

答案：椒盐3. 在图像处理中，__________是指通过计算像素点之间的差异来突出图像中的特定结构或特征。

答案：边缘检测4. __________变换可以将图像从空间域转换到频率域，便于分析图像的频率成分。

答案：傅里叶5. 直方图是表示图像中__________的分布情况。

答案：像素强度三、简答题1. 简述数字图像处理的基本步骤。

答：数字图像处理的基本步骤通常包括图像获取、预处理（如去噪、增强）、图像分割、特征提取和图像识别等。

2. 说明数字图像滤波的主要作用。

答：数字图像滤波的主要作用包括去除噪声、平滑图像、边缘检测、图像锐化等，以改善图像质量，为后续的图像分析和处理提供更好的图像数据。

3. 描述直方图均衡化的原理及其作用。

答：直方图均衡化是一种提高图像对比度的方法。

它通过调整图像中像素值的分布，使其更加均匀，从而使图像的对比度在整个范围内得到增强。

数字图像处理考试复习试题一、单项选择题（本大题10~20小题，每小题1分）1、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. 0B. 255C. 6D. 82、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3、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4、下列算法中属于点处理的是：( )A. 梯度锐化B. 二值化C. 傅立叶变换D. 中值滤波5、一曲线的方向链码为12345，则曲线的长度为( )。

A. 5B. 4C. 5.83D. 6.246、下列算法中属于图象平滑处理的是：( )A. 梯度锐化B. 直方图均衡C. 中值滤波D. Laplacian 增强7、下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是：( )A. 梯度算子B. Prewitt 算子C. Roberts 算子D. Laplacian 算子8、采用模板［-1 1 ］主要检测( )方向的边缘。

A. 水平B. 45°C. 垂直D. 135°9、二值图象中分支点的连接数为：( )A. 0B. 1C. 2D. 310. 对一幅100×100 像元的图象，若每像元用8 bit 表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit ，则图象的压缩比为：( )A. 2:1B. 3:1C. 4:1D. 1:211、下列哪种图像代数运算可以完成“运动检测”：( )A. 加运算B. 减运算C. 乘运算D. 除运算12、一幅800×600的24位真彩色图像，其红色分量数据量为（）Byte。

A. 800×600；B. 800×600×3；C. 800×600×8D. 800×600×3×813、下列那种数学形态学操作能在二值图像中检测出某特定形状的对象：（）A. 开运算B. 闭运算C. 边界提取D. 击中击不中变换14、下图1是标准测试图像Lena图，对该图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示，这是经过（）处理得到的。

练习题1、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为（B ）A 32个B 64个C128 个 D 256 个2.下面说法正确的是：（B ）A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换；B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种；C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像域的方法计算复杂较高；D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好。

3、采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于1时，该变换是针对如下哪一类图像进行增强。

（B）A图像整体偏暗B图像整体偏亮C图像细节淹没在暗背景中 D图像同时存在过亮和过暗背景4、采用模板[-1 1] T主要检测（A ）方向的边缘。

A.水平B.45。

C.垂直D.135。

5、下列算法中属于图象锐化处理的是（C ）A.低通滤波B.加权平均法C.高通滤波D.中值滤波 6、维纳滤波器通常用于（C ）A、去噪B、减小图像动态范围C、复原图像口、平滑图像7、彩色图像增强时，（C ）处理可以采用RGB彩色模型。

A.直方图均衡化B.同态滤波C.加权均值滤波D.中值滤波8、（ B ）滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。

A.逆滤波B.维纳滤波C.约束最小二乘滤波D.同态滤波9、高通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将高通滤波器的转移函数加上一常数量以便引入一些低频分量。

这样的滤波器叫 B ）。

A.巴特沃斯高通滤波器B.高频提升滤波器C.高频加强滤波器D.理想高通滤波器10、下列算法中属于图象锐化处理的是：（C ）A.低通滤波B.加权平均法C.高通滤D.中值滤波11、一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：（A ）A、256KB、512KC、1M C、2M12、噪声有以下某一种特性（D ）A、只含有高频分量B、其频率总覆盖整个频谱C、等宽的频率间隔内有相同的能量D、总有一定的随机性13.利用直方图取单阈值方法进行图像分割时：（B ）a.图像中应仅有一个目标b.图像直方图应有两个峰c.图像中目标和背景应一样大d.图像中目标灰度应比背景大14.在单变量变换增强中，最容易让人感到图像内容发生变化的是（C ）A亮度增强觉B饱和度增强C色调增强D不一定哪种增强15、利用平滑滤波器可对图像进行低通滤波，消除噪声，但同时模糊了细节。

第一章1.1.1可以用f(x,y)来表示：（ABD）A、一幅2-D数字图像B、一个在3-D空间中的客观景物的投影；C 2-D空间XY中的一个坐标的点的位置；D、在坐标点（X,Y）的某种性质F的数值。

提示：注意3个符号各自的意义1.1.2、一幅数字图像是：(B)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。

提示：考虑图像和数字图像的定义1.2.2、已知如图1.2.2中的2个像素P和Q，下面说法正确的是：(C)A、2个像素P和Q直接的De距离比他们之间的D4距离和D8距离都短：B、2个像素p和q之间的D4距离为5；C、2个像素p和q之间的D8距离为5；D、2个像素p和q之间的De距离为5。

1.4.2、半调输出技术可以：(B)A、改善图像的空间分辨率；B、改善图像的幅度分辨率；C、利用抖动技术实现；D、消除虚假轮廓现象。

提示：半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率1.4.3、抖动技术可以(D)A、改善图像的空间分辨率；B、改善图像的幅度分辨率；C、利用半输出技术实现；D、消除虚假轮廓现象。

提示：抖动技术通过加入随即噪声，增加了图像的幅度输出值的个数1.5.1、一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：(A)A、256KB、512KC、1M C、2M提示：表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。

1.5.2、图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于：(A)(平滑区域内灰度应缓慢变化，但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃)A、图像的灰度级数不够多造成的；B、图像的空间分辨率不够高造成；C、图像的灰度级数过多造成的D、图像的空间分辨率过高造成。

提示：图像中的虚假轮廓最易在平滑区域内产生。

1.5.3、数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的：（A）A、图像的幅度分辨率过小；B、图像的幅度分辨率过大；C、图像的空间分辨率过小；D、图像的空间分辨率过大；提示：图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少1.5.4、当改变图像的空间分辨率时，受影响最大的是图像中的：(A)A、纹理区域（有许多重复单元的区域）；B、灰度平滑的区域；C、目标边界区域；D、灰度渐变区域。

《数字图像处理》复习题（考试）《数字图像处理》复习题⼀、概念1. 简述图形与图像的差别？2. 什么是⿊⽩图像、灰度图像、彩⾊图像？3. 加⼤、减⼩亮度分别会使图像发⽣怎样的直观变化？4. 加⼤、减⼩对⽐度分别会使图像发⽣怎样的直观变化？5. 提⾼、降低饱和度分别会使图像发⽣怎样的直观变化？6. 在降低⼀幅图像的对⽐度时，各像素的颜⾊值将发⽣怎样的变化？7. 在提⾼⼀幅图像的对⽐度时，各像素的颜⾊值将发⽣怎样的变化？8. 在提⾼图像的饱和度时，像素中各基⾊的颜⾊值将有怎样的变化规律？9. 对图像进⾏平滑处理的主要⽬的是什么，通常会带来怎样的负⾯效果？10. 对图像进⾏锐化处理所产⽣的直观效果是什么？⼆、计算题1. 某位图⽂件的有关参数为：Width=21，Height=16，求：(1) 每⾏像素所占字节数WidthBytes；(2) 图像数据的总字节数ImageSize；(3) 第9⾏第6个像素点数据的偏移地址及红、绿、蓝的地址。

解：(1) WidthBytes＝( (int)((21X3+3)/4) ) X 4＝( (int)(66/4) ) X 4＝16X4＝64(2)ImageSize＝64X25＝1600(3)y=8，x=5数据地址=8X64+5X3=512+15=527B地址：527，G地址：528，R地址：5292. 某像素点的红绿蓝三基⾊值为（210，70，170），求：(1) 该点的平均亮度值；(2) 该点的饱和度；(3) ⼤致估算该点的⾊调值，简述理由（红、绿、蓝三⾊的⾊调值分别为0，120，240）解：(1) 亮度L＝(210+70+170)/3＝150(2) 饱和度S＝(210-70)/210＝0.667(3) 红⾊值最⼤，蓝⾊值次之，⾊调值在红蓝之间偏红的位置，即300-360之间，约为320。

3. 将像素点（40，230，90）的亮度降低40%，求处理结果。

解：R＝40X(1-0.4)＝24G＝230X(1-0.4)＝138B＝90X(1-0.4)＝54得：（24，138，54）4. 将图像的对⽐度提⾼30%，求像素点（40，230，90）的处理结果。

复习题1一填空1 数字图像具有（精度高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高）的优点。

2 平面上彩色图像的表达式为（(,）; 平面上静止灰度图像的表达式为(()).3 采样点数越多，（空间分辨率）越高。

4 灰度级数越多，（图像幅度分辨率）越高。

5 图像信息的频域有快速算法，可大大减少（计算量），提高（处理效率）。

6 正交变换具有（能量集中）作用，可实现图像的（高效压缩编码）。

7 图像的几何变换包括（图像平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值）。

8 哈达玛变换仅由（+1， -1）组成，与（数值逻辑）的两个状态对应。

9 图像增强的频域法主要包括（图像的灰度变换、直方图修正、图像空域平滑和锐化处理、彩色增强）。

10 灰度图像的对数变换作用是（扩展图像的低灰度范围），同时（压缩高灰度范围），使得图像灰度（均匀分布）。

11灰度图像的指数变换作用是（扩展图像的高灰度范围），同时（压缩低灰度范围）。

12 灰度图像的直方图定义为（数字图像中各灰度级与其出现频数间的统计关系）。

13 当直方图（均匀分布）时，图像最清晰。

14 直方图均衡化的原理是通过原始图像的（灰度非线性变换）使其直方图变为均匀分布，以增加（图像灰度值的动态范围），从而达到增强图像的（整体对比度），使图像更清晰。

15 图像平滑的目的是（去除或衰减图像的噪声和假轮廓）。

16 图像平滑的中值滤波器法适合滤除（椒盐噪声和干扰脉冲），特别适合（图像目标物是块状的图像滤波）。

17 具有丰富尖角几何结构的图像，一般采用（十字形滤波窗）。

18 图像锐化的目的是（加重目标轮廓，使模糊图像变清晰）。

19．图像的退化过程一般被看作（噪声的污染）过程，而且假定（噪声为加性白噪声）。

20．按照图像压缩的原理，图像分为（像素编码，预测编码，变换编码，其他编码）等四类。

21．衡量图像编码的客观保真度性能指标有（均方根误差, 均方根信噪比，峰值信噪比）.22. 正交变换编码能够高压缩比的原因是（实现了图像能量的集中，使得大多数系数为0或者数值很小）。

数字图像处理-复习题数字图像处理复习题及参考答案⼀.填空题1. 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。

1. 从图像到图像的处理2. 量化可以分为________________和⾮均匀量化两⼤类。

2. 均匀量化3. 采样频率是指⼀秒钟内的采样________________。

3. 次数4. 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。

4. 灰度图像5. 采样所获得的图像总像素的多少，通常称为________________。

5. 图像分辨率6. 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。

6. 扩⼤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_____________，从⽽达到清晰图像的⽬的。

7. 归并8. 图像的基本位置变换包括了图像的________________、镜像及旋转。

8. 平移10. 我们将平⾯景物在投影平⾯上的⾮垂直投影称为图像的________________，该处理会是的图像中的图形产⽣扭变。

10. 错切11. 在图像的锐化处理中，通过⼀阶微分算⼦和⼆阶微分算⼦都可以进⾏细节的增强与检测。

Sobel微分算⼦属于________________。

11. ⼀阶微分算⼦12. 均值滤波⽅法对___________噪声的抑制效果较好。

⽽中值滤波⽅法对___________噪声的抑制效果较好。

12. ⾼斯，椒盐13. 依照分割时所依据的图像特性不同，图像分割⽅法⼤致可以分为______________、边界分割⽅法和区域提取⽅法三⼤类。

13. 阈值⽅法14. 所谓聚类⽅法，是采⽤模式识别中的聚类思想，以____________保持最⼤相似性以及类间保持最⼤距离为⽬标，通过迭代优化获得最佳的图像分割阈值。

3.5为什么离散的直方图均衡技术通常无法得到纯平的直方图.解答这是因为在离散的情况下, 我们永远也无法减小直方图在每一点的高度. 如果某个灰度上的象素值超过了纯平的直方图所需要的数量, 因为不能将这个灰度上的象素分散到几个灰度上去, 所以这样的均衡技术没有办法降低直方图的高度. (但可以将几个灰度映射到同一个灰度上增加某一点直方图的高度)3.13现有两幅图像a和b, 它们的灰度等级都分布在全部0~255之间.(1)如果我们不断的从图像a中减去b, 最终将得到什么结果.(2)如果交换两幅图像是否会得到不同的结果.解答(1)因为两幅图像灰度分布在全部0~255之间, 并且我们假设两幅图像是不相关的, 那么a-b的结果将分布在-255~255之间, 所以每次减法操作可以表示为下式:a(n+1) = [a(n)-b+255]/2如果随着n趋于无穷, a(n)趋于一个稳定的图像A, 那么A = (A-b+255)/2所以A = 255-b, 最终得到的是图像b的负像.(2)不同, 最终得到的是a的负像.3.14图像相减经常在工业中用来检测产品组装时缺少的部件. 方法是保存一幅正确组装的产品的”完美”图像, 然后在其他相同产品的图像中减去这个图像. 理想情况下, 如果产品正确组装, 得到的差应该是0. 如果缺失了某个部件, 则与”完美图像”的差分图像在相应位置不为0. 在实际中, 为了实现这个方法我们应该考虑那些条件.解答用g(x, y)表示完美图像, f(x, y)表示实际操作中得到的图像. 通过减法来实现差别检测是基于简单的计算差值d(x, y)=g(x, y)-f(x, y). 差值图像可以通过两种方法实现差别检测. 第一种是用逐个象素的分析. 在这种情况下, 如果所有差值图像中的象素落在区间[Tmin, Tmax]中, 则我们认为f(x, y)足够接近完美图像, Tmin<0, Tmax>0. 通常这两个值的绝对值大小一样, 即[-T, T]. 第二种方法是将所有象素差值的绝对值相加, 和某个阈值S比较. 这是一种很粗略的检测, 所以我们重点关注第一种方法.有三个因素需要我们控制: 1. 合适的配准(registration), 2. 可控的光照, 3. 噪声水平. 第一个是比较可以进行的基本条件. 两幅图像就算完全一样, 如果互相之间存在偏移, 那么比较的结果也没有意义. 通常特殊的标记会被标注在产品上用于机器对齐或图像处理时对齐.可控的照明很明显是很重要的, 因为光照的改变会强烈的影响差分图像的值. 通常和光照控制联合使用的方法是根据实际条件的灰度拉伸. 例如, 产品上存在一小块颜色严格控制的区域, 整个图像上的灰度都根据这个区域的颜色和它应该具有的颜色来进行修改.最后, 差值图像里的噪声需要足够小, 才不会影响比较结果. 好的信号强度对减小噪声的影响大有帮助. 另一种办法是通过图像处理的办法(例如图像平滑)去噪.很明显, 上面说到的每个方面都有多种不同的方法. 例如, 我们可以在检查的形式上有比逐个象素比较更智能的办法. 一种常使用的方法是将完美图像分割成不同区域, 再根据每个区域的内容不同进行多种不同的测试.3.18讨论如果不断的将一个3*3的低通滤波器应用到一幅数字图像上最终产生什么结果. 忽略边界效应.解答从空间上看将使图像越来越模糊, 最终整个图像将具有统一的灰度值. 从频域解释是不断的乘以低通滤波器的结果是形成一个Delta函数, 所对应的空间变换就是只有DC分量, 即只剩一个灰度值.3.19(a)单独的暗的或亮的象素块(和背景比较), 如果面积小于中值滤波器的一半, 可以被滤波消去(设置成背景的灰度值). 假设中值滤波器的大小为n×ｎ, 并且n为奇数, 解释一下为什么. (b) 一幅图像中存在不同的象素块. 假设一个块中的所有点都比背景亮或者暗(不会同时), 而且每一个块的面积都小于等于n2/2. 如果满足什么条件(用n表示), 则这些块不再被认为是单独的?(从问题(a)的角度考滤)解答(a)如果这个象素块中的点都比背景亮, 即对度大于背景, 在n×ｎ的中值滤波器中, 和背景的象素一起排序时, 因为它的面积小于一半, 则可以肯定它们都比排在第(n×ｎ+1)/2的象素要亮, 所以没有机会被选中, 都会被滤掉. 对于暗的象素块, 情况类似.(b)如果两个象素块足够接近, 而且又同时都大于或者都小于背景的灰度, 那么在进行中值滤波的时候, 这些象素块中的点将会有机会被选为中值. 在这种情况下, 这些象素块将无法被滤掉, 也就是不再被认为是单独的.我们假设象素块是正方形的,大小为n×ｎ一半. 它们的边长为sqrt(2)/2*n,离滤波器的最大边界距离[1-sqrt(2)/2]*n, 所以这些块单独存在的条件是它们之间的距离大于[1-sqrt(2)/2]*n.3.20(a) 提出一种计算n×ｎ大小的邻域的中值的算法.(b) 提出一种当邻域的中心移动一个象素时, 更新其中值的算法.解答(a)将这n×ｎ个灰度值排序并用链表连接, 第[(n×ｎ+1)/2]个值即为中值.(b)将从邻域出移出的灰度值从链表中删去, 将新加入的值插入链表的合适位置, 然后再读出中值.3.21(a) 在文字识别的应用中, 文本页通常用一个阈值将其二值化. 然后将字符细化成在背景0上由1组成的笔画. 由于噪声, 在二值化和细化的过程中, 可能造成笔画的断裂, 间隔为1到3个象素. 有一种修复断裂的办法是对二值图像进行一次平均滤波, 使之模糊, 从而形成连接断裂处的桥梁. 给出所需的平均滤波器的最小大小.(b) 在连接了断裂处以后, 需要重新用阈值对图像进行二值化. 对在(a)中给出的答案, 为了不使笔画再次断裂, 阈值的最小可能取值是多少.解答(a)因为最大的断裂长度是3个象素, 所以使用5×5大小的平均滤波器可以使断裂中点处也就是第二个象素有一定的灰度值.(b)断裂中点处分别受到来自两边的笔画的影响, 平均滤波后灰度值的大小为1/25 + 1/25, 所以阈值不能小于2/253.22下面三幅图像经过了方形的平均滤波器的滤波, 滤波器的大小分别为n=23, 25, 和45. (a)(c)图的左下部分的竖条都变模糊了, 但是之间依然有清晰的间隔. 但是这些竖条在图像(b)中完全混在了一起, 尽管(b)中使用的滤波器大小远小于(c). 解释为什么.解答滤波后的图像是否存在清晰的间隔取决于象素间是否有明显的灰度差异. 如下图所示, 分别代表了三个尺度的滤波器的情况. 其中每个尺度滤波器的上下两个方框表示了计算相邻象素点的灰度时所用到的邻域. b中的滤波器所产生的图像之所以完全混在了一起, 是因为它的滤波器的尺度恰好是原图像周期的整数倍. 这意位着当所计算的象素向右边移动时, 计算所涉及到的邻域把最左边的一列象素去掉了, 而右边加入了一列新的象素. 因为邻域的大小为周期的整数倍, 所以左边所去掉的象素灰度值和右边所加入的灰度值是相等的, 所以邻域内的灰度平均值没有变化, 计算所得的灰度值也没有变化, 整个部分混在了一起. 而对于a和c来说, 当所计算的象素向右移动时, 邻域的最左边去掉了一行黑色的象素, 右边加入了一行白色的象素, 因此在这个时候, 邻域内象素的平均值增大, 计算所得的象素点变亮. 从而产生了间隔的区域.4.7如图, 在频谱中那些水平轴上近似周期性的亮点是由什么原因产生的.解答是由于左下方的竖条, 上方的方块, 右边的噪声方块这样的具有周期性的图像形成的.4.8每一个图4.23所示的高通滤波器都在原点处存在一个尖峰, 解释为什么.解答这是因为这些滤波器在频域中的表达式都是1减去一个低通滤波器. 而1的傅立叶逆变换是一个冲激函数, 它在原点处为无穷大.4.12考虑下面的图像. 右边的图像由左边的图像先经过高斯低通滤波器, 再经过高斯高通滤波器滤波而得到. 图像的大小为420×344, 两个滤波器的截止频率D0都为25.(a)考虑右边的图像, 解释为什么戒指处的部分很亮而且是实心的, 而图像的其他部分只显示物体的轮廓边缘, 中间是黑色的区域. 换句话说, 为什么高通滤波器, 本应该消除掉图像的DC部分, 却没有将戒指中间的均匀区域部分变黑.(b)如果交换两个滤波器的顺序, 结果会不会不同.4.13给出一幅M*N大小的图像, 用截止频率为D0的高斯低通滤波器不断的对其进行滤波. 可以忽略计算误差. 用Kmin表示计算机上所能表示的最小正数.(a)用K表示滤波的次数. 当K足够大时, 最终得到的结果是什么.(b)推出得到这一结果的最小所需的K是多少.解答:4.16看下面的一系列图像. 最左边的是一幅印刷电路板的X光图像的一部分. 接下来分别是对原图像使用1, 10, 100遍高斯高通滤波器的结果. 截止半径D0为30. 图像大小为330*334. 每个象素为8bit灰度值.(a)这些结果似乎显示在经过一定次数的滤波后图像将不再变化. 证明事实是不是这样. 计算中可以忽略误差. 用Kmin表示计算机所能表示的最小正数.(b)如果确实是停止变化, 那么多少次滤波后图像不再变化.解答:(a)高斯高通滤波器和高斯低通滤波器不同的一点在于, 低通滤波器在D=0这一点上取值为1, 而高通滤波器在每一点上都小于1, 因此当K趋于无穷的时候, 每一点的取值都趋于0, 即图像最终趋于一片漆黑.4.17如图4.30所示, 结合高频增强和直方图均衡可以获得很好的边缘锐化和对比度拉伸的效果.(a)这两个处理的顺序有没有关系.(b)如果顺序有关, 解释原因.解答(a)(b) 有关. 例如我们有一幅变化缓慢但直方图分布已经很均衡的图像, 这时先进行高频增强将得到类次上面左下角的图像. 因为灰度变化缓慢, 所以高频部分的值很小, 从而整幅图像直方图分布在一个灰度较低的位置, 这时再进行直方图均衡将得到很好的效果. 而如果先进行直方图均衡, 对于原来直方图分布已经很均衡的图像将没有什么明显的改善, 再进行高频增强, 那么结果就只能使处在灰度较低的范围. 而且因为自然图像多为变化不是很剧烈的, 所以我们应当先进行高频增强, 再进行直方图均衡.4.18你能想出一种办法用傅立叶变换计算图像的差分来得到梯度的幅值吗? 如果可以, 写出方法, 如果不行, 解释为什么.解答:不行. 傅立叶变换是一种线性变换, 但是在计算梯度幅值时所涉及到的平方和开方的运算是非线性的. 傅立叶变换可以用来计算偏微分,但是平方, 开放或绝对值的运算必须直接在空间域中进行.(a)变长编码(variable-length coding)可以被用在直方图均衡处理后(histogram equalized)的图像中吗？为什么？(b)这样的图像中是否存在可用于数据压缩的像素间冗余(interpixel redundancies)？解答(a)变长编码的主要思想是对出现频率高的字符使用较短的编码，而对出现频率较低的字符使用较长的编码，从而降低平均编码长度。

一. 选择题1. 一幅数字图像是： ( )A 、 一个观测系统C 、一个2-D 数组中的元素提示：考虑图像和数字图像的定义2. 半调输出技术可以： ( )A 、改善图像的空间分辨率C 、利用抖动技术实现提示：半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率 3. 一幅 256*256 的图像，若灰度级数为 16，则存储它所需的比特数是： (A 、 256KB 、 512KC 、 1M C 、 2M提示：表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。

4. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于： ( )B 、图像的空间分辨率不够高造成 D 、图像的空间分辨率过高造成。

但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃， 图像中的虚5. 数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的： () A 、图像的幅度分辨率过小 B 、图像的幅度分辨率过大C 、图像的空间分辨率过小D 图像的空间分辨率过大提示：图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少6. 以下图像技术中属于图像处理技术的是： ( )(图像合成输入是数据，图像分类输出是类别数据)A 、图像编码B 图像合成C 、图像增强D 图像分类。

提示：对比较狭义的图像处理技术，输入输出都是图像。

解答： 1.B 2.B 3.A 4.A 5.A 6.AC二. 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。

一、单项选择题1.一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：DA. 0B.255C.6D.82.图象与灰度直方图间的对应关系是： BA.一一对应B.多对一C.一对多D.都不对3. 下列算法中属于图象锐化处理的是： CA.低通滤波B.加权平均法C.高通滤D. 中值滤波4.下列算法中属于点处理的是： BA.梯度锐化B.二值化C.傅立叶变换D.中值滤波5、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型 AA、RGBB、CMY或CMYKC、HSID、HSV6. 下列算法中属于图象平滑处理的是： CA.梯度锐化B.直方图均衡C. 中值滤波placian增强7.采用模板［-1 1］主要检测__C_方向的边缘。

A.水平 B.45° C.垂直 D.135°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40000bit，则图象的压缩比为： A A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.1:29.维纳滤波器通常用于 CA、去噪B、减小图像动态范围C、复原图像D、平滑图像10.图像灰度方差说明了图像哪一个属性。

BA 平均灰度B 图像对比度C 图像整体亮度 D图像细节11、下列算法中属于局部处理的是：( D )A.灰度线性变换B.二值化C.傅立叶变换D.中值滤波12、数字图像处理研究的内容不包括D。

A、图像数字化B、图像增强C、图像分割D、数字图像存储13、将灰度图像转换成二值图像的命令为CA．ind2gray B．ind2rgb C．im2bw D．ind2bw14.像的形态学处理方法包括（D ）A.图像增强B.图像锐化C 图像分割D腐蚀15.一曲线的方向链码为12345，则曲线的长度为 Da.5b.4c.5.83d.6.2416.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是： Ba.梯度算子b.Prewitt算子c.Roberts算子d. Laplacian算子17.二值图象中分支点的连接数为： Da.0b.1c.2d.3二、填空题1.图像锐化除了在空间域进行外，也可在频率域进行。

1 一幅256*256的图像，若灰度级为16，则存储它所需的比特数是（262144bit ）x x㏒=32kb2 当改变图像的空间分辨率时，受影响最大的是图像中的：AA纹理区域（有许多重复单元的区域）B 灰度平滑区域C 目标边界区域D 灰度渐变区域提示：空间分辨率的减少将会使原来空间位置相邻的像素合并起来3 当改变图像的幅度分辨率时，受影响最大的是图像中的：BDA纹理区域B 灰度平滑区域C 目标边界区域D 灰度渐变区域4 如果将图像中对应直方图中偶数项灰度均用相应的对应直方图中奇数项的像素灰度代替，所得到的图像将BCA亮度减小 B 亮度增加 C 对比度减小D对比度增加5 利用平滑滤波器可对图像进行低通滤波，消除噪声，但同时模糊了细节。

以下哪项措施不能减小图像的模糊程度CA增加对平滑滤波器输出的阈值处理（仅保留大于阈值的输出）B 采用中值滤波的方法C 采用邻域平均处理D 适当减小平滑滤波器的邻域操作模板提示：平滑滤波器分为线性滤波器与非线性滤波器，处理效果与模板大小以及用模板对像素的处理方式有关。

6 中值滤波器可以ACA消除孤立噪声 B 检测出边缘 C 平滑孤立噪声D 模糊图像细节7 运用下列哪个滤波器的效果与图像进行直方图均衡化的效果类似BDA线性平滑滤波器 B 线性锐化滤波器 C 非线性平滑滤波器D 非线性锐化滤波器8 要对受孤立噪声点影响的图像进行平滑滤波，不能达到效果的滤波器是CDA中值滤波器 B 邻域平均滤波器 C 高频增强滤波器D 线性锐化滤波器9 设f(x,y)为一幅灰度图像，给定以下4种变换A g(x,y)=|f(x,y)-f(x+1,y)|+|f(x+1,y+1)-f(x,y+1)|B g(x,y)=|f(x,y)-f(x+1,y+1)|+|f(x+1,y)-f(x,y+1)|C g(x,y)=|f∂x+∂∂∂|f|/|y/D g(x,y)=|}f∂∂∂x∂||,//max{|yf上述变换中属于锐化滤波的有：ABCD10 图像退化的原因可以是：ABDA透镜色差 B 噪声叠加 C 光照变化D 场景中目标的快速运动11 噪声：CA只含有高频分量 B 气频率总覆盖整个频谱 C 等宽的频率间隔内有相同的能量D 总有一定的随机性12 设有一幅二值图像，其中黑色的背景上有一条宽为5个像素的白线。

30452计算题复习一、直方图均衡化（P68）对已知图像进行直方图均衡化修正。

例：表1为已知一幅总像素为n=64×64的8bit数字图像（即灰度级数为8），各灰度级（出现的频率）分布列于表中。

要求将此幅图像进行均衡化修正（变换），并画出修正（变换）前后的直方图。

表1原图像灰度级r k 原各灰度级像素个数n k原分布概率p r(r k)r0=0 790 0.19r1=1 1023 0.25r2=2 850 0.21r3=3 656 0.16r4=4 329 0.08r5=5 245 0.06r6=6 122 0.03r7=7 81 0.02 解：对已知图像均衡化过程见下表：原图像灰度级r k 原各灰度级像素个数n k原分布概率p r(r k)累积分布函数s k计取整扩展s k并确定映射对应关系r k→s k新图像灰度级s k新图像各灰度级像素个数n sk新图像分布概率p s(s k)r0=0 790 0.19 0.19 1 0→1 1 790 0.19 r1=1 1023 0.25 0.44 3 1→3 3 1023 0.25 r2=2 850 0.21 0.65 5 2→5 5 850 0.21 r3=3 656 0.16 0.81 6 3→66 985 0.24r4=4 329 0.08 0.89 6 4→6r5=5 245 0.06 0.95 7 5→77 448 0.11r6=6 122 0.03 0.98 7 6→7r7=7 81 0.02 1.00 7 7→7画出直方图如下：（a ）原始图像直方图 （b ）均衡化后直方图**以下部分不用写在答题中。

其中：① r k 、n k 中k = 0，1，…，7② p r （r k ）= n k ／n ，即计算各灰度级像素个数占所有像素个数的百分比，其中∑==kj jnn 0，在此题中n =64×64。

③ ∑==kj jrk r p s 0)(计，即计算在本灰度级之前（包含本灰度级）所有百分比之和。

《数字图像处理》复习题1． 假设线性平移不变系统的输入是f (x )，系统的脉冲响应函数是h (x )，分别写出在空间域和频率域中输出函数的表达式。

解答：()()*()g x f x h x = ()()()G u F u H u =⋅2． 数字图像大致可以分为几种类型？各自如何数字描述？RGB 彩色图像与索引彩色图像有什么区别？解答：二值图像、灰度图像、RGB 彩色图像、索引彩色图像。

……3． 图像灰度直方图的定义和性质。

（略）4． 在一个线性拉伸中，当a ，b 取何值时，可将双峰直方图的两个峰分别从23和155移到16和240？画出灰度变换函数和两个直方图的形状。

解答： 变换函数为：b aD D A B +=，则 16=23a+b; 240=155a+b于是：a ＝1.7，b ＝－23。

（两个直方图峰值之间距离拉开）5． 图像灰度变换增强有那几种方式，简述其原理。

（见第3章）6． 一幅图象的灰度原始图较暗且动态范围较小，反应在直方图上就是其直方图所占据的灰度范围较窄且集中在低灰度一边，调整直方图使其占据整个图象灰度允许的范围，图象会有何变化？解答：图像对比度增强7． 图像亮度增大或减小时，图像直方图如何变化？当图像对比度增大或减小时，图像直方图如何变化？画出示意图。

解答：a) 当图像的亮度增大时，直方图向右平移；当图像的亮度减小时，直方图向左平移。

b) 当图像对比度增大时，直方图峰值之间距离增大；当图像对比度减小时，直方图峰值之间距离减小。

8． 下图是一幅图像在不同状态下的直方图，试分析其视觉效果，哪一个直方图对应的图像对比度最高？2解答：第一和第二直方图对应的图像分别偏暗和偏亮，对比度都很差。

第三直方图对应的图像灰度范围较大，对比度比前两个图像对比度要好。

第四直方图对应的图像灰度范围充满了整个动态范围，对比度最好。

9． 有一幅整体偏暗的图像，不能分辨其细节，这时单纯提高每个象素的灰度值能提高其对比度吗？为什么？若不能，应选择什么样的方法？解答：单纯提高图像每个像素的灰度值，只是使图像整体变亮，反映在直方图上则表现为直方图整体向又平移，因此不能提高对比度。

复习习题库：简答题1.将M幅图像相加求平均可以起到消除噪声的效果，用一个n×n的模板进行平滑滤波也可以起到消除噪声的效果，试比较这两种方法的消噪效果。

将M幅图像相加求平均利用了M幅图像中同一位置的M个像素的平均值，用一个n*n的模板进行平滑滤波利用了同一幅图像中的n*n个像素的平均值。

因为参与的像素个数越多，消除噪声的能力越强，所以如果M>n*n，则前者消除噪声的效果较好，反之则后者消除噪声的效果较好。

2.图像锐化与图像平滑有何区别与联系？图象锐化是用于增强边缘，导致高频分量增强，会使图像清晰；图象平滑用于去噪，对图像高频分量即图像边缘会有影响。

都属于图象增强，改善图像效果。

3.比较均值滤波和中值滤波对图像的椒盐噪声和高斯噪声抑制过程中的优势，并说明其原因。

对于椒盐噪声，中值滤波效果比均值滤波效果好。

其原因为：椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同位置上，图像中有干净点也有污染点。

中值滤波是选择适当的点来替代污染点的值，所以处理效果好。

因为噪声的均值不为0，所以均值滤波不能很好地去除噪声点。

对于高斯噪声，均值滤波效果比中值滤波效果好。

其原因是：高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。

因为图像中的每点都是污染点，所中值滤波选不到合适的干净点。

因为正态分布的均值为0，所以根据统计数学，均值可以消除噪声。

4.伪彩色增强和假彩色增强有何异同点？伪彩色增强是对一幅灰度图象经过三种变换得到三幅图象，进行彩色合成得到一幅彩色图像；假彩色增强则是对一幅彩色图像进行处理得到与原图象不同的彩色图像；主要差异在于处理对象不同。

相同点是利用人眼对彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特点，将目标用人眼敏感的颜色表示。

5.图像几何失真校正的主要步骤。

（1）空间变换：对图像平面上的像素进行重新排列以恢复原空间关系；（2）灰度插值：对空间变换后的像素赋予相应的灰度值以恢复原位置的灰度值。

6.梯度法与Laplacian算子检测边缘的异同点？梯度算子和Laplacian检测边缘对应的模板分别为-1 -1 1 11 1 -4 11（梯度算子）（Laplacian算子）梯度算子是利用阶跃边缘灰度变化的一阶导数特性，认为极大值点对应于边缘点；而Laplacian算子检测边缘是利用阶跃边缘灰度变化的二阶导数特性，认为边缘点是零交叉点。

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_________ 。

1.像素2.数字图像处理可以理解为两个方而的操作：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。

2.从图像到非图像的一种表示3.数字图像处理可以理解为两个方而的操作：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。

3.从图像到图像的处理5._______________________________________________________ 数字图像处理包含很多方而的研究内容。

苴中，_____________________________________________ 的目的是根据二维平面图像数据构造岀三维物体的图像。

5.图像重建二.简答题1.数字图像处理的主要研究内容包含很多方而，请列出并简述其中的4种。

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，提髙图像的可观察性。

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立量化描述后，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立的泄量分析。

2.什么是图像识别与理解？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左量化描述后，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泄的左量分析。

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.简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。