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数字图象处理复习资料
第1章
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.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
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___虚拟图像____。
5.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。
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。
答：
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。
2.什么是图像识别与理解？
答：
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.简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。
答：
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.简述数字图像处理的至少4种应用。
答：
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.简述图像几何变换与图像变换的区别。
答：
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2章图像的基本概念
一.填空题
1.量化可以分为均匀量化和____非均匀量化_____两大类。
2.__采样频率___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_____离散图像____两大类。
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_____、灰度图像和彩色图像三类。
5.采样频率是指一秒钟内的采样__的次数_____。
6.量化可以分为___均匀量化_和非均匀量化两大类。
7.采样所获得的图像总像素的多少，通常称为__图像分辨率___。
二.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。
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：
（D）
A、0B、255C、6D、8
3.图象与灰度直方图间的对应关系是：
（B）
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：
（D）
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256*256的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：
（B）
A、128KBB、32KB
C、1MBC、2MB
6.一幅512*512的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：
（A）
A、128KBB、32KB
C、1MBC、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：
（C）
A、0B、128C、7D、8
8.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）
A、2:
1 B、3:
1C、4:
1 D、1:
2
三.判断题
1.可以用f（x,y）来表示一幅2-D数字图像。
（T）
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。
（T）
3.数字图像坐标系与直角坐标系一致。
（F）
4.矩阵坐标系与直角坐标系一致。
（F）
5.数字图像坐标系可以定义为矩阵坐标系。
（T）
6.采样是空间离散化的过程。
（T）
四.简答题
1.图像的数字化包含哪些步骤？
简述这些步骤。
答：
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.简述灰度图像与彩色图像的区别。
答：
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。
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__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。
2.动态范围调整分为线性动态范围调整和__非线性调整___两种。
3.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。
4.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。
5.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__。
6.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。
二.选择题
1.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。
2.伪彩色处理和假彩色处理是两种不同的色彩增强处理方法，说出下面属于伪彩色增强的
处理？
（C）
A、将景象中的蓝天边为红色，绿草变为蓝色。
B、用自然色复制多光谱的景象。
C、将灰度图经频域高通/低通后的信号分别送入红/蓝颜色显示控制通道。
D、将红、绿、蓝彩色信号分别送入蓝、红、绿颜色显示控制通道。
3.指出下面正确的说法：
（D）
A、基于像素的图像增强方法是一种非线性灰度变换。
B、基于像素的图像增强方法是基于频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可以获得和基于空域的图像增强方法同样的图像增强效果。
4.首先根据需要设计一个调色板，进而将灰度值作为调色板的索引值完成从灰度到彩色的
映射。
这种伪方法称为（B）
A、基于灰级窗的伪彩色方法B、基于灰度调色板的伪彩色方法
C、基于灰度变换的伪彩色方法D、基于区域分割的伪彩色方法
5.指出下面正确的说法：
（D）
①基于像素的图像增强方法是一种非线性灰度变换。
②基于像素的图像增强方法是基于空域的图像增强方法的一种。
③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。
④基于频域的图像增强方法可以获得和基于空域的图像增强方法同样的图像增强效果。
A、①②B、①③C、③④D、②④
6.使用同态滤波方法进行图像增强时，不包含以下哪个过程（C）
A、通过对图像取对数，将图像模型中的入射分量与反射分量的乘积项分开。
B、将对数图像通过傅里叶变换变到频域，在频域选择合适的滤波函数，进行减弱低频和
加强高频的滤波。
C、计算图像中各个灰度值的累计分布概率。
D、对滤波结果进行傅里叶逆变换和对数逆运算。
7.指出下面正确的说法：
（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、基于空域的图像增强方法比基于频域的图像增强方法的增强效果好。
8.使用同态滤波方法进行图像增强时，以下处理顺序正确的是（A）
①通过对图像取对数，将图像模型中的入射分量与反射分量的乘积项分开。
②将对数图像通过傅里叶变换变到频域，在频域选择合适的滤波函数，进行减弱低频和
加强高频的滤波。
③计算图像中各个灰度值的累计分布概率。
④对滤波结果进行傅里叶逆变换和对数逆运算。
A①②④B①④②C①②③D①③②
三.判断题
1.一幅图像经过直方图均衡化处理后，其对比度一定比原始图像的对比度提高。
（F）
2.一般来说，直方图均衡化处理对于灰度分布比较集中的图像的处理效果比较明显。
（T）
3.一般来说，直方图均衡化处理对于灰度分布比较均衡的图像的处理效果比较明显。
（F）
4.借助对数形式的变换曲线可以达到非线性灰度动态范围的目的。
（T）
5.借助对数形式的变换曲线可以达到线性灰度动态范围的目的。
（F）
6.中值滤波器可以：
（A消除孤立噪声；）
第五章图像噪声的抑制
一.填空题
1.两种典型的图像噪声是：
___椒盐噪声_____和高斯噪声。
2.椒盐噪声的幅值基本相同，而噪声出现的____位置_____是随机的。
3.图像上每一点都存在噪声，但是噪声的__幅值__是随机分布的，这类噪声称为高斯噪声。
4.均值滤波方法对__高斯___噪声的抑制效果较好。
（填“高斯”或“椒盐”）
5.中值滤波方法对___椒盐____噪声的抑制效果较好。
（填“高斯”或“椒盐”）
6.频谱均匀分布的噪声被称为___白噪声______。
7.图像噪声可以理解为妨碍人的视觉感知，或妨碍系统传感器对所接收图像源信息进行理
解或分析的各种因素，也可以理解为真实信号与理想信号之间存在的___偏差____。
8.___图像噪声__可以理解为妨碍人的视觉感知，或妨碍系统传感器对所接收图像源信
息进行理解或分析的各种因素，也可以理解为真实信号与理想信号之间存在的偏差。
四.简答题
1.均值滤波器对高斯噪声的滤波效果如何？
试分析其中的原因。
答：
均值滤波器的滤波原理是：
在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。
将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。
均值滤波器对高斯噪声的滤波结果较好。
原因：
高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。
因为正态分布的均值为0，所以均值滤波可以消除噪声。
2.中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果如何？
试分析其中的原因。
答：
中值滤波器的滤波原理是：
在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。
取模板中排在中间位置上的像素的灰度值替代待处理像素的值，就可以达到滤除噪声的目的。
中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果较好。
原因：
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。
使用中值滤波时，被污染的点一般不处于中值的位置，即选择适当的点来替代污染点的值，所以处理效果好。
3.使用中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？
为什么会出现这种现象？
答：
中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果较好，对高斯噪声的处理效果不好。
中值滤波器的滤波原理是：
在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。
取模板中排在中间位置上的像素的灰度值替代待处理像素的值，就可以达到滤除噪声的目的。
原因：
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。
使用中值滤波时，被污染的点一般不处于中值的位置，即选择适当的点来替代污染点的值，所以处理效果好。
高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。
找不到干净的点
来替代被污染的点，故处理效果不好。
4.使用均值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？
为什么会出现这种现象？
答：
均值滤波器对高斯噪声的滤波结果较好，对椒盐噪声的滤波结果不好。
均值滤波器的滤波原理是：
在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。
将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。
原因:
高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。
因为正态分布的均值为0，
所以均值滤波可以消除噪声。
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。
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。
6.6章节图像的锐化处理
一.填空题
1.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
。
垂直方向的微分算子属于___一阶微分算子_。
（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
2.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
。
Roberts交叉微分算子属于____一阶微分算子___。
（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”
3.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__一阶微分算子___。
（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
4.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
。
Priwitt微分算子属于___一阶微分算子___。
（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
5.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
。
垂直方向的微分算子属于Laplacian微分算子属于___二阶微分算子____。
（填“一阶微分算子
”或“二阶微分算子”）
6.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
。
Wallis微分算子属于____二阶微分算子____。
（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
7.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
。
水平方向的微分算子属于___一阶微分算子___。
（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
8.图像微分____增强__了边缘和其它突变的信息。
（填“增强”或“削弱”）
9.图像微分_____削弱___了灰度变化缓慢的信息。
（填“增强”或“削弱”）
10.图像微分算子___能___用在边缘检测中。
（填“能”或“不能”）
四.简答题
1.图像中的细节特征大致有哪些？
一般细节反映在图像中的什么地方？
答：
.图像的细节是指画面中的灰度变化情况，包含了图像的孤立点、细线、画面突变等。
孤立点大都是图像的噪声点，画面突变一般体现在目标物的边缘灰度部分。
2.一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？
答：
一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界，反映的边界信息较少，但是所反映的边界比较清晰；二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。
反映的边界信息包括了许多的细节信息，但是所反映的边界不是太清晰。
第6章彩色图像处理
一.填空题
1.HSV表色系由_色调__、饱和度和亮度三属性组成。
2.饱和度与一定色调的纯度有关，饱和度___越大____的颜色看起来越鲜艳。
（填“
越大”或“越小”）
3.在YUV表色系中，Y表示亮度，U表示蓝色与亮度的色差，V表示__红色__与亮度的色差。
4.人在区分颜色时常用的三种基本特征量为辉度、色调和饱和度。
其中，__色调__是与混合光谱中主要光波长相联系的，表示了感官上感受到的不同的颜色。
其中，__饱和度_____与一定色调的纯度有关，饱和度越大的颜色看起来越鲜艳。
解答:
二.选择题
1.以下选项中，不属于表色系的是：
（B）
A、RGBB、DCTC、CMYKD、HSI
2.关于RGB表色系，以下说法不正确的是的（A）
A、RGB表色系是减色系统。
B、RGB表色系的三基色中包含红色。
C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含绿色。
D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为白色。
3.HSI表色系的三属性包含：
（A）
①色调②色饱和度③亮度④色度
A、①②③B、①②④C、②③④D、①③④
4.关于YUV表色系，以下说法不正确的是：
（C）
A、YUV表色系常用于多媒体技术中。
B、YUV色系与RGB色系可以相互转换。
C、YUV色系不包含亮度信号。
D、YUV表色系包含一个亮度信号和两个色差信号。
5.CMYK表色系的三基色包含：
（D）
①青色②黑色③黄色④品红色
A、①②③B、①②④C、②③④D、①③④
6.下面哪个彩色空间最接近人视觉系统的特点（D）
A、RGB空间B、CMY空间C、CIEXYZ空间D、HSI空间
7.以下选项中，属于表色系的是：
（A）
A、CIEXYZB、FFTC、DCTD、Sobel
8.关于CMYK表色系，以下说法正确的是（A）
A、CMYK表色系是减色系统。
B、CMYK表色系的三基色中包含黑色。
C、CMYK表色系的三基色中包含红色。
D、CMYK表色系的三基色中包含绿色。
9.关于HSI表色系，以下说法不正确的是（B）
A、HSI表色系的三属性中包含色调。
B、HSI表色系的三属性中包含色度。
C、HSI表色系的三属性中包含饱和度。
D、HSI表色系的三属性中包含亮度。
10.关于RGB色系下的彩色图像，下列说法正确的是：
（A）
A、彩色图像的红色分量、绿色分量、蓝色分量都是灰度图像。
B、该彩色图像的红色分量是彩色图像。
C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含红色。
D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为黑色。
三.判断题
1.在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，0），则表示该颜色为白色。
（F）
2.在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，255），则表示该颜色为蓝色。
（T）
3.RGB表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。
（F）
4.YCbCr表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。
（T）
5.白平衡方法比最大颜色值平衡方法更适合于处理两种情况：
一是图像中白色的点不存在，二是白色的点只占画面总像素的很少比例。
（F）
四.简答题
1.为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示？
答：
YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示主要原因有以下3点：
（1）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，黑白电视接收彩色电视节目信号时，只需要将Y、U、V三路信号中的Y信号介入电视机信号即可；
（2）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，彩色电视机接收黑白电视节目信号时，只要将U、V两路信号置为0即可。
（3）YUV表色与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。
2.简述白平衡方法的主要原理。
答：
白平衡方法的主要原理是：
如果原始场景中的某些像素点应该是白色的（R=G=B=255），但是由于所获取的图像中的相应像素点存在色偏，这些点的R,G,B三个分量的值不再保持相同，通过调整这三个颜色分量的值，使之达到平衡，由此获得对整幅图像的彩色平衡影射关系，通过该映射关系对整幅图像进行处理，由此达到彩色平衡的目的。
3.YUV表色系的优点是什么？
答：
YUV表色系的有点体现在以下2个方面：
（1）亮度信号与色度信号相互独立，由Y信号构成的灰度图像与用U、V信号构成的两外两幅单色图是相互独立的。
可以对这些单色图单独进行编码。
（2）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。
第4章图像变换
一.填空题
1.所谓的图像变换，是指将图像信号从___空域____变换到另外的域上进行分析的手段。
2.图像变换包括了图像的频域变换、图像的时频域变换以及其它正交变换等，其中__傅里叶____变换属于频域变换。
4.数字图像处理包含很多方面的研究内容。
其中，___图像变换___是指通过一种数学映
射的手段，将空域的图像信息转换到如频域、时频域等空间上进行分析的数学手段。
5.将一个函数通过正交分解映射到正交函数空间的数学变换称为_____正交交换___。
二.选择题
1.下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。
这是如何处理得到的？
（B）
A、傅里叶变换B、小波变换C、离散余弦变换D、沃尔什变换
2.下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。
这是如何处理得到的？
（D）
A、图像锐化B、图像去噪C、图像对比度增强D、亮度减弱
3.下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。
这是如何处理得到的？
（B）
A、图像锐化B、图像去噪C、图像亮度减弱D、图像对比度增强
4.下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。
这是如何处理得到的？
（B）
A、图像亮度减弱B、边缘检测C、图像对比度减弱D、图像对比度增强
5.下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。
这是如何处理得到的？
（A）
A、图像锐化B、边缘检测C、图像亮度减弱D、图像对比度
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