数字图像处理简答题及答案[4].docx
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1、1、 数字图像处理的主要探讨内容包含很多方面,请列出并简述其中的4种。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。图像增加:将一幅图像中的有用信息进展增加,同时对其无用信息进展抑制,进步图像的可视察性。图像的几何变换:变更图像的大小或形态。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、时频域等空间上进展分析。图像识别及理解:通过对图像中各种不同的物体特征进展定量化描绘后,将其所期望获得的目的物进展提取,并且对所提取的目的物进展确定的定量分析。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,就须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展分析,
2、确定其是否是该犯罪分子。4、 简述数字图像处理的至少4种应用。在遥感中,比方土地测绘、气象监测、资源调查、环境污染监测等方面。在医学中,比方B超、CT机等方面。在通信中,比方可视 、会议电视、 等方面。在工业消费的质量检测中,比方对食品包装出厂前的质量检查、对机械制品质量的监控和选择等方面。在平安保障、公安方面,比方出入口限制、指纹档案、交通管理等。5、 简述图像几何变换及图像变换的区分。 图像的几何变换:变更图像的大小或形态。比方图像的平移、旋转、放大、缩小等,这些方法在图像配准中运用较多。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、时频域等空间上进展分析。比方傅里叶变换、小波
3、变换等。6、 图像的数字化包含哪些步骤?简述这些步骤。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绘。7、 图像量化时,假设量化级比较小会出现什么现象?为什么?假设量化级数过小,会出现伪轮廓现象。量化过程是将连续变更的颜色划分到有限个级别中,必定会导致颜色信息损失。当量化级别到达确定数量时,人眼感觉不到颜色信息的丢失。当量化级数过小时,图像灰度区分率就会
4、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。8、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特别简洁,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绘的。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。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绘的数字图像,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。 11、 简述直角坐标系中图像旋
5、转的过程。1计算旋转后行、列坐标的最大值和最小值。2根据最大值和最小值,进展画布扩大,原那么是以最小的面积承载全部的图像信息。3计算行、列坐标的平移量。4利用图像旋转公式计算每个像素点旋转后的位置。5对于空穴问题,进展填充。12、 如何解决直角坐标系中图像旋转过程中产生的图像空穴问题?1对于空穴问题,须要进展填充。可以承受插值的方法来解决填充问题。13、 举例说明运用邻近行插值法进展空穴填充的过程。邻近插值法就是将推断为空穴位置上的像素值用其相邻行或列的像素值来填充。例如对于下列图中的空穴点f23进展填充时,运用相邻行的像素值来填充。即:f23=f22. 14、 举例说明运用均值插值法进展空穴
6、填充的过程。均值插值法就是将推断为空穴位置上的像素值用其上、下、左、右像素值的均值来填充。例如对于下列图中的空穴点f23进展填充时,运用相邻行的像素值来填充。即:f23=(f22+f24+f13+f33)/4.15、 均值滤波器对高斯噪声的滤波效果如何?试分析其中的缘由。15. 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,该模板包括了其四周的邻近像素。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。缘由: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退噪声。16、 简述均值滤波器对椒盐噪声的滤波
7、原理,并进展效果分析。先原理是:均值滤波器对椒盐噪声的滤波结果不好。缘由: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。17、 中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果如何?试分析其中的缘由。. 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,该模板包括了其四周的邻近像素。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。缘由: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。运用中值滤波时,被污染的点一般不处于中值的位
8、置,即选择适当的点来替代污染点的值,所以处理效果好。18、 运用中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果一样吗?为什么会出现这种现象? 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。20. 腐蚀运算的处理过程为:1扫描原图,找到第一个像素值为1的目的点;2将预先设定好形态以及原点位置的构造元素的原点移到该点;3推断该构造元素所覆盖的像素值是否全部为1 假设是,那么腐蚀后图像中的一样位置上的像素值为1; 假设不是,那么腐蚀后图像中的一样位置上的像素值为0; 4重复2和3,直到全部原图中像素处理完成。21、 写出膨胀运算的处理过程。1扫描原图,找到第一个像素值为0的背景点;2将预先
9、设定好形态以及原点位置的构造元素的原点移到该点;3推断该构造元素所覆盖的像素值是否存在为1的目的点:假设是,那么膨胀后图像中的一样位置上的像素值为1; 假设不是,那么膨胀后图像中的一样位置上的像素值为0; 4重复2和3,直到全部原图中像素处理完成。22、 为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示?1YUV表色系具有亮度及色度相别离的特点,黑白电视接收彩色电视节目信号时,只须要将Y、U、V三路信号中的Y信号介入电视机信号即可;2YUV表色系具有亮度及色度相别离的特点,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。3YUV表色系及RGB表色系的转换运算比较简洁,便于实时进展色
10、系之间的转换。23、 简述白平衡方法的主要原理。假设原始场景中的某些像素点应当是白色的R=G=B=255,但是由于所获得的图像中的相应像素点存在色偏,这些点的R,G,B三个重量的值不再保持一样,通过调整这三个颜色重量的值,使之到达平衡,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展处理,由此到达彩色平衡的目的。24、 YUV表色系的优点是什么?1亮度信号及色度信号互相独立,由Y信号构成的灰度图像及用U、V信号构成的两外两幅单色图是互相独立的。可以对这些单色图单独进展编码。2YUV表色系及RGB表色系的转换运算比较简洁,便于实时进展色系之间的转换。25、 请简述快速傅里叶变换
11、的原理。25. 傅里叶变换是困难的连加运算,计算时间代价很大。快速傅里叶变换的核心思想是,将原函数分解成一个奇数项和一个偶数项加权和,然后对所分解的奇数项和偶数项再分别分解成其中的奇数项和偶数项的加权和。这样,通过不断重复两项的加权和来完成原有傅里叶变换的困难运算,到达较少计算时间代价的目的。26、 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用,请简述其在图像的高通滤波中的应用原理。 图像经过傅里叶变换后,景物的概貌部分集中在低频区段,景物的微小环节部分集中在高频区段,可以通过图像的高通滤波将图像中景物的微小环节提取出来。详细做法是,将傅里叶变换得到频谱图的低频部分强迫为0,而将高频部分的信息保持不变
12、,就相当于运用一个只保持高频部分信息不变,而低频信息被完全抑制的高通滤波器作用在原始图像上。将经过这样处理后的频谱进展傅里叶逆变换,就可以得到图像的微小环节部分。27、 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用,请简述其在图像的低通滤波中的应用原理。27. 图像经过傅里叶变换后,景物的概貌部分集中在低频区段,景物的微小环节部分集中在高频区段,可以通过图像的高通滤波将图像中景物的概貌提取出来。详细做法是,将傅里叶变换得到频谱图的高频部分强迫为0,而将低频部分的信息保持不变,就相当于运用一个只保持低频部分信息不变,而高频信息被完全抑制的低通滤波器作用在原始图像上。将经过这样处理后的频谱进展傅里叶逆变换
13、,就可以得到图像的概貌部分。28、 小波变换在图像处理中有着广泛的应用,请简述其在图像的压缩中的应用原理。28. 一幅图像经过一次小波变换之后,概貌信息大多集中在低频部分,而其余部分只有微弱的微小环节信息。为此,假设只保存占总数据量1/4的低频部分,对其余三个部分的系数不存储或传输,在解压时,这三个子块的系数以0来代替,那么就可以省略图像部分微小环节信息,而画面的效果跟原始图像差异不是很大。这样,就可以得到图像压缩的目的。31、 DCT变换编码的主要思想是什么?DCT变换编码的思想是利用离散余弦变换对数据信息强度的集中特性,可以将数据中视觉上简洁觉察的部分及不简洁觉察的部分进展别离,由此可以到
14、达进展有损压缩的目的。32、 简述DCT变换编码的主要过程。第一步,将图像分成8*8的子块;第二步,对每个子块进展DCT变换;第三步,将变换后的系数矩阵进展量化,量化后,得到的矩阵左上角数值较大,右下部分为0; 第四步,对量化后的矩阵进展Z形扫描,以使得矩阵中为0的元素尽可能多的连在一起;第五步,对Z扫描结果进展行程编码;第六步,进展熵编码。38、 连续图像和数字图像如何互相转换?38. 数字图像将图像看成是很多大小一样、形态一样的像素组成。这样,数字图像可以用二维矩阵表示。将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像连续图像信号,再由模拟/ 数字转化器ADC得到原始的数字图
15、像信号。图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。在空间将连续坐标过程称为离散化,而进一步将图像的幅度值可能是灰度或色彩整数化的过程称为量化。39、 承受数字图像处理有何优点? 数字图像处理及光学等模拟方式相比具有以下显明的特点: 1 具有数字信号处理技术共有的特点。1 处理精度高。2 重现性能好。3 灵敏性高。 2 数字图像处理后的图像是供人视察和评价的,也可能作为机器视觉的预处理结果。 3 数字图像处理技术适用面宽。 4 数字图像处理技术综合性强。40、 数字图像处理主要包括哪些探讨内容?40. 图像处理的任务是将客观世界的景象进展获得并转化为数字图像、进展增加、变换、编码、复原、重建、编码
16、和压缩、分割等处理,它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。41、 探讨数字图像处理系统的组成。列举你熟识的图像处理系统并分析它们的组成和功能。41. 如图,数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进展处理的信息系统。图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备微计算机、图像存储器、图像输出设备等组成。软件系统包括操作系统、限制软件及应用软件等。42、 常见的数字图像处理开发工具有哪些?各有什么特点?42. 目前图像处理系统开发的主流工具为Vi su al C+ +和MATLAB VC+运行速度快、可移植实力强等优点。大大缩短了应
17、用程序开发周期,降低了开发本钱。由于图像格式多且困难, ImageLoad. dl l 支持BMP、JPG 、TIF 等常用6 种格式的读写功能。 MATLAB,它具有相当强大的矩阵运算和操作功能, MATLAB 图像处理工具箱供应了丰富的图像处理函数,大大节约编写低层算法代码的时间,防止程序设计中的重复劳动。MATLAB 图像处理工具箱涵盖了在工程理论中常常遇到的图像处理手段和算法, MATLAB 运用行说明方式执行代码,执行速度很慢。第三,MATLAB 擅长矩阵运算,但对于循环处理和图形界面的处理不及C+ 等语言。43、 常见的数字图像应用软件有哪些?各有什么特点? PHOTOSHOP:
18、支持多图层的工作方式,便利地对图像进展各种平面处理、绘制简洁的几何图形、对文字进展艺术加工、进展图像格式和颜色形式的转换、变更图像的尺寸和区分率、 3 ACDSee:快速、高性能的看图程序,图片翻开速度极快,可以干脆查看动画GIF,轻松处理数码影像,拥有去红眼、剪切图像、锐化、浮雕特效、曝光调整、旋转、镜像等功能,45、 二维傅里叶变换的别离性有什么实际意义?45. 该性质说明,一个二维傅里叶变换可由连续两次一维傅里叶变换来实现。实现的方法如下列图所示:46、 图像处理中正交变换的目的是什么?图像变换主要用于那些方面?正交变换可以使得图像能量主要集中分布在低频率成分上,边缘和线信息反映在高频率
19、成分上。因此正交变换广泛应用在图像增加、图像复原、特征提取、图像编码压缩和形状分析等方面。47、在MATL AB环境中,实现一幅图像的傅里叶变换。 A=imread(rice.tif ); imshow(A); A2=fft2(A); A2=fftshift(A2 ); figure,imshow(log(a b s(A 2 )+1),0 10 ) ;48、 利用 MATLAB 对一幅512512 的图像进展DCT 变换,并保存256256 个DCT变换系数进展重构图像,比较重建图像及原始图像的差异。 RGB = im read(pout512.bmp ); I = r g b2gray(R
20、GB); J = dct2(I); J(1:512,256: 512) = 0; J(256:5 12,1: 256)= 0 ; K = idct 2(J); i mshow(I), figure, im show(K, 0 255)49、 离散的沃尔什变换及哈达玛变换之间有那些异同?哈达玛(Hadamard) 变换和沃尔什Wal sh 变换的变换核都是由1 ,1 组成的正交方阵。它们不同的地方在于变换矩阵的行列排列次序不同。哈达玛变换每行的列率排列是没有规那么的,沃尔什变换的列率是由小到大50、 什么是小波?小波基函数和傅里叶变换基函数有何区分?小波信号的非零点是有限的。它及傅里叶变换的基函
21、数三角函数、指数信号是不同的,傅里叶变换的基函数从负无穷到正无穷都是等幅振荡的51、 为何称小波变换为信号的“电子显微镜 ,如何实现该功能? 小波变换的伸缩因子的变更,使得可以在不同尺度上视察信号,所以又称电子显微镜。实现小波变换可以应用Mall at 的快速算法。52、 傅里叶变换、加窗傅里叶变换和小波变换的时间频率特性有什么不同? 傅里叶变换使得时间信号变成了频域信号,加窗傅里叶变换使得时间信号变成了时频信号,但是窗口是固定的,小波变换同样变成了视频信号,但是时频的窗口是变更的。53、 利用 MATLAB 进展图像的小波变换,视察小波系数特点。X=imread(rice.tif ); cA
22、 1 ,c H1 ,cV 1,cD 1 = dwt2(X, bior3.7 ); subp lo t(2, 2,1) ; im show( cA1,0 900); tit le(Approxi ma tion A 1 ) subp lo t(2, 2,2) ; im show(cH 1 ); tit le(Horizontal Deta il H1 ) subp lo t(2, 2,3) ; im show(cV 1 ); tit le(Ve rtical Detail V1) subp lo t(2, 2,4) ; im show(cD 1 );54、 图像增加的目的是什么,它包含那些内容?
23、 图像增加是指对图像的某些特征,如边缘、轮廓、比照度等进展强调或锐化,以便于显示、视察或进一步分析及处理。55、 什么是图像平滑?试述均值滤波的根本原理。 为了去除或减弱图像中的噪声,可以对图像进展平滑处理,称为图像平滑。大部分的噪声都可以看作是随机信号,它们对图像的影响可以看作是孤立的。对于某一像素而言,假设它及四周像素点相比,有明显的不同,我们就认为该点被噪声感染了。基于这样的分析,我们可以用求均值的方法,来推断每一点是否含有噪声,并用适当的方法消退所觉察的噪声。56、 什么是中值滤波,有何特点?. 中值滤波是非线性的处理方法,在去噪的同时可以兼顾到边界信息的保存。 中值滤波首先选一个含有
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