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数字图像处理习题2011

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数字图像处理习题集

1. 图像的概念及分类；
答：科学定义：在给定条件下 被摄目标电磁波性质的变现形式。
广定义：图像是所表示物体的信息描述。
图像的分类：二值图像、灰度图像、彩色图像、数字图像
2. 说明图像技术的层次，并叙述各层次的主要研究内容；
答：图像的层次：图像处理、图像分析、图像理解
图像处理：利用计算机把原始图像处理成期望图像的过程。
图像分析：把图像中感兴趣的目标进行检测和测量,从而帮助我们建立对图像的描述.
图像理解：在图像分析的基础上进一步研究图像中的目标以及相互之间的关系,并作出对图像含义的理解以及原来客观场景的解释，从而可以指导和规划行动。图像匹配。图像解释 和图像推理

3. 简述图像处理的主要目的及主要处理技术；
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
处理技术：图像增强，图像复原,几何处理，图像的压缩和编码,图像重建,图像分割，图像描述,图像匹配。
4. 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；

答:空间坐标（X、Y）的数字化被称为图像采样;
图像像元灰度值的离散取值过程即为量化；
空间分辨率：采样密度，采样频率;
灰度分辨率：灰度级数,量化间隔；
空间分辨率越大图像损失的信息就越少,但是数据量大，存储量大,处理时间长。
灰度分辨率越大精度越高，图像质量好，编码时占用位数多数据量大.

5. 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。

灰度：表示光强度的数值度量；
颜色：物体反射或折射光的一种特性,并且是感觉特性。
色度：观察者获得颜色的感觉；
亮度：颜色的强度；
饱和度：在颜色中掺杂白光数量多少的度量；
层次：表示图像实际拥有的灰度级数量;
对比度：灰度反差大小;
清晰度：亮度、对比度、尺寸大小、细微层次、颜色饱和度等综合因素影响的结果。

6. 叙述像素、邻域等基本概念。

像素：最基本的图像昂单元，图像的最小的单元;
邻域：给定像素附近像素的集合；
7. 叙述BMP格式图像的文件存储结构。

位图文件头：包括文件类型,文件大小，从文件头到数据的偏移字节；
位图信息头：图像的信息 宽、高、图像位数、分辨率等；
调色板:颜色查找表，由若干个颜色项构成，每个项4bit；
图像数据：按照每行每列的顺序、每一行字节数必须是4的整数倍；
8. 说明数字图像每行所占字节数与图像宽度的关系;
W=(biWidth*biBitCount+31）/32＊4 biWith图像宽度；
W 位每行所占字节数 biBitCount 位数；

9. 简述直方图的概念；
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个数，横坐标是灰度级，纵坐标

10. 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。
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11. 叙述灰度直方图的性质及作用。

性质：反应总体灰度分布，不包含空间位置信息。
作用:数字化参数选择，边界阈值选择，面积统计。
12. 请编写一段C语言程序，用于计算数字图像的直方图;
int iWidth = m_DIB。GetWidth（）; // 图象宽度
int iHeight = m_DIB。GetHeight(); // 图象高度
int iBitsWidth = m_DIB.GetBitsWidth（）； // 图象中每行的字节数

unsigned char ＊ lpPixel; // 指向源DIB图像象素位置的指针
int i;
int j;
for (i = 0； i 〈 256； i ++）
{
m_lCount［i] = 0；
}

int iGMin=255;
int iGMax=0；
double dGAve=0；

for (i=0；i<iHeight；i++)
{
for （j=0；j<iWidth;j++）
{
lpPixel=(unsigned char*）lpStartBit + （iHeight-1-i） ＊ iBitsWidth + j；
m_lCount［*(lpPixel）]++；
}
｝

13. 请说明有那些常用的图像点运算算法。

阈值变换
线性变换：灰度反转、窗口变换、限福变换、分段线性变换、锯齿波变换
非线性变换：对数变换、指数变换、
14. 请说明对图像进行阈值变换有何应用；
应用：重要的图像分割方法,通过阈值变换可以得到图像中感兴趣的对象。

15. 常用的线性变换有哪些种类；

线性变换：灰度反转、窗口变换、限福变换、分段线性变换、锯齿波变换

16. 列举代数运算的种类及各种代数运算的主要应用.

代数运算：对两幅或者多幅输入图像进行点对点的加减乘除运算而得到的输出图像的过程。

种类：加运算、减运算、乘运算、除运算、
加运算：取出“叠加性"噪声，图像的合成，图像的叠加，生成合成图，电视蓝屏技术。
减运算：去除图像中不需要的加性图案、检测同一场景两幅图的变化.去除固定的背景信息。
乘运算：
除运算：
17. 说明图像加、减运算有哪些应用;

加运算：取出“叠加性”噪声，图像的合成,图像的叠加,生成合成图，电视蓝屏技术。
减运算：去除图像中不需要的加性图案、检测同一场景两幅图的变化。去除固定的背景信息。

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。
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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。
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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.
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21. 图像的仿射变换公式如下,

请分别用该公式的形式表示出图像平移、镜像、旋转等的运算公式。
22. 叙述常用的图像对比度增强方法，以及他们的优缺点.

23. 以下为一幅4位灰度图像的图像数据,请分别采用基本线性增强及统计量增强算法对图像进行增强运算。
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24. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据，请对该幅图像进行直方图均衡化,给出均衡化的计算过程及计算结果。
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25. 简述图像噪声的概念及基本类型.

26. 说明抑制图像噪声的主要方法，并叙述各种滤波方法的特性与效果。

27. 简述高斯滤波器的主要特性.

28. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据，请分别采用邻域平均(3×3邻域）、阈值平均（3×3邻域、阈值取3）、中值滤波（3×3邻域)等方法对该幅图像进行滤波，给出滤波运算过程及计算结果。
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29. 简述图像锐化的概念及用途。

30. 叙述Canny边缘检测算子的基本准则;

31. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据，请计算该幅图像的梯度图像，给出计算公式及计算结果.
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32. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据，请分别用水平及垂直一阶微分算子、Robert算子、Sobel算子、Laplace算子、LOG算子对该幅图像进行锐化运算，给出计算公式及计算结果。

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33. 简述图像分割的概念、作用及策略。

34. 说明图像分割的主要方法。

35. 采用阈值分割方法对图像进行分割,请列举3种以上的确定最佳阈值的方法；

36. 说明Hough变换的主要原理。

37. 请叙述边缘跟踪算法的主要步骤，并采用边缘跟踪算法对如下的边缘图像进行边缘跟踪,将跟踪结果填入表中。

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边缘点编号
起始方向
实际边缘方向
边缘点坐标
是否结束点

38. 叙述图像描述的概念及对描绘子的特性要求。

39. 叙述像素间邻接、连通、距离等概念。

40. 请画图说明四链码及八链码的定义.

41. 请分别给出以下二值化边缘图像的原链码、归一化链码、差分码、归一化的差分码,并说明各类链码的基本特点。

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42. 有以下3个边缘像素点，P1（2,3）、P1（34，32）、P1（87，89）请采用最小均方差拟合方法对该三点拟合一条直线,给出拟合计算过程及计算结果。

43. 请给出数字图像中区域面积、曲线长度和区域周长、区域圆形度、区域的外接矩形、区域偏心率等的概念或计算公式。
44. 请给出数字图像中心矩的计算公式并解释公式中各符号的含义。

45. 请叙述膨胀、腐蚀等的基本概念，并画图表示其运算过程。

46. 请对以下图像采用给出的结构元素进行膨胀和腐蚀。

结构元素

47. 请画图表示开运算及闭运算的运算过程。

48. 请说明二值图像形态学变换的主要作用。

49. 请设计合理的结构元素对如下的数字图像进行边缘提取,给出提取结果。

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50. 以下为一幅3位灰度图像的图像数据，请采用给出的结构元素对其进行膨胀及腐蚀运算。
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51. 结合你自身生活及工作的经验，举至少一个案例说明数字图像处理技术的实际应用.