共3页 第1页考试说明：本课程为闭卷考试，可携带计算器，满分为：100分。
一、选择题（30分，每个空1.5分）（本题在试卷上回答，其他问题在答题纸上回答） 1、下列图像技术中属于图像处理的是（ ）A 图像编码B 图像配准C 图像分割D 图像解释2、人眼对亮度的感觉不是物体发射或反射的光强度的简单函数，可以说明此特性的是（ ） A 马赫带效应 B 视觉暂停 C 错觉 D 朗伯比3、图象出现马赛克的现象的原因是( )A 图像量化不够B 空间分辨率不足C 图像采样间隔太小 4、图象出现假轮廓的原因是( )A 空间分辨率不足B 量化等级不足C 图像没有校正 5、算术编码主要消除的是( )A 编码冗余B 空间冗余C 心理视觉冗余D 计算冗余6、如下图所示p,q 两像素，则两点之间的距离 D E = ( )， D 8 = ( ), D 4 = ( ) A 5 B 7 C 5.4 D 27、以下变换中哪一种无快速算法：( )A 霍特林变换B 离散傅里叶变换C 沃尔什变换D 离散余弦变换 8、已知N x N 的f(x,y)的傅里叶变换为F(u,v)，则f(x,y)y )(x j e+π的傅里叶变换是( )A F(u -N, v -N)B F(-u, -v)C -F(u, v)D F(u -N/2, v -N/2) 9、空域中的锐化滤波器在频域里对应( )A 高通滤波器B 带通滤波器C 低通滤波器D 带阻滤波器 10、对一个4级四叉树，其结点总数最多为（ ） A 65 B 75 C 85 D 9511、灰度图像的分割基于像素灰度值的（ ）和( )，基于边界的算法是利用区域内灰度的( ) A 连通性 B 不连续性 C 邻接性 D 相似性题号一二三四总分得分命题教师或命题负责人签字年 月 日院系负责人签字年 月 日共3页第2页12、利用Sobel梯度算子对下图进行运算（利用棋盘城区距离计算）得到的结果为（）A 2B 3C 4D 511123121313、假设图像的灰度共有4级，其出现的概率分布为p(a1)=0.1, p(a2)=0.2, p(a3)=0.3, p(a4)=0.4。
根据哈夫曼编码规则，经过哈夫曼编码之后，码长最短的灰度为（）A a1B a2C a3D a4E 以上都不对14、如图所示的色度图中有三点1，2，3。
说明其特性正确的是（）A 点1，2，3均为可见B 点1，2，3的颜色均可用三基色合成C 点1的饱和度比2的饱和度大D 除2外，其余两点可以由RGB合成。
15、彩色图像处理中常用HIS模型，主要是基于（）A 图像增强中色调保持不变B 亮度与色度分量分开C 色调与人的视觉无关16、对一RGB模型图像，原点对应（）A 白色B 黑色C 红色D 蓝色二、解释下列概念（15分，每题3分，任选5题）1、图像压缩2、采样、量化3、卷积定理4、中值滤波及其特点5、熵及其在图像编码中物理意义6、伪彩色增强7、图像分割三、简述题（15分，每题5分，任选3题）1、简述图像技术的分类以及它们之间的联系和区别。
2、简述三基色和三补色以及常用颜色模型。
3、如何应用离散余弦变换进行JPEG压缩？4、简述直方图均衡化原理及其与图像直方图规定化关系。
5、简述主要的图像编码方法和分别消除哪种数据冗余。
四、计算题（40分，每题10分，任选4题）1、 有200张照片，经扫描仪扫描输出图像，假设扫描的图像大小为256x256像素，每个灰度级有256级，请计算需要多大的存储空间；如果图像出现马赛克的现象，是由于什么原因引起的？如何解决？ 2、 求下列图像的哈达玛变换并说明哈达玛变换用途。
3、 利用区域生长法进行图像分割，用区域的平均灰度值与各邻域像素的值进行比较。
设T ＝2，区域标记为A 、B 、C2 1 1 2 1 11 5 4 5 5 12 5 8 9 6 2 1 6 9 8 6 1 1 6 8 9 8 1 1 2 1 1 2 24、 给出下面图像的4叉树表达。
5、 设点P 为轮廓的起始点，写出如图所示的4方向轮廓链码，并计算其归一化链码和形状数。
6、设输入序列为｛12，16，14，18，22，32，46，52，50｝，采用德尔塔调制（DM ）方法（a=1, c=5）进行编码、解码，并计算压缩后误差。
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=11111111111111111f ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=15511551155115512f ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=86318631863186313f中国海洋大学 2007－2008学年 第1学期 期末考试试卷数字图像处理技术（A ）参考答案一、选择题（30分，每个空1.5分）评分表准：每个空答对1.5分，答错0分。
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 答案A AB B A CAB A D AC BDB B AC B B分值 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 4.5 1.5 1.5 1.5 1.5 4.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5二、解释下列概念（15分，每题3分，任选5题） 1、 图像压缩图像数据量大，对数据存储、处理和传输有重要影响，对于给定图像采用不同的表达方法以减少表示图像的数据量。
2、 采样、量化图像空间坐标的离散化称为空间采样；图像灰度的离散化称为灰度量化。
3、 卷积定理其中f(x,y)的傅里叶变换是F(u,v)，g(x,y) 的傅里叶变换是G(u,v)4、 中值滤波及其特点中值滤波：空域图像增强中采用临域增强的一种。
对图像临域中的像素按从大到小排序，取其中间位置的像素值代替临域中心像素。
这种图像处理称中值滤波。
特点：消除孤立噪声和斑点噪声；边缘保持；变换前后频谱基本不变。
5、 熵及其在图像编码中物理意义熵是单个信源输出的平均信息量，亦即平均信息量。
在图像编码中，熵的物理意义是表示最小平均码字长度。
6、 伪彩色增强伪彩色增强是指对原来灰度图像中不同灰度值区域赋予不同颜色以增强图像，常用方法包括：密度分割、空域变换、频域变换。
7、 图像分割把图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程。
三、简述题（15分，每题5分，任选3题）1、 简述图像技术的分类以及它们之间的联系和区别。
图像处理技术包括图像处理、图像分析和图像理解，图像处理强调图像之间的变换，对图像加工改善视觉效果并为自动识别服务、或对图像进行压缩减少存储或传输时间；图像分析对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，获得客观信息建立对图像的描述；图像理解在分析的基础上，研究图像各目标的性质和它们之间的相互关系，对图像内容理解和解释，进一步指导和规划行动。
2、 简述三基色和三补色以及常用颜色模型。
三基色 红（R ）、绿（G ）、蓝（B ） 三补色 品红（M ）、蓝绿（C ）、黄（Y ） ),(),(),(),(v u G v u F y x g y x f ⇔*(,)(,)(,)*(,)f x yg x y F u v G u v ⇔3、 如何应用离散余弦变换进行JPEG 压缩？应用离散余弦变换进行JPEG 压缩主要步骤： i. 将图像分解为8X8或者16X16的图像块； ii. 对每个图象块进行二维DCT 变换；iii. 舍弃接近于0的DCT 系数值，将量化的DCT 系数进行编码和传送，形成压缩后的图像格式； iv. 在接收端，将量化的DCT 系数进行解码；v. 对每个8X8或者16X16的图像块进行二维DCT 反变换，将各块组合成单个图像。
4、 简述直方图均衡化原理及其与图像直方图规定化关系。
直方图均衡化是一种借助直方图变换实现灰度映射从而达到图像增强目的的方法，它的基本思想是将原始直方图变换为均匀分布的形式，使图像的熵最大，图像包含的平均信息量最大。
直方图规定化也是图像增强技术的一种，主要通过把图像直方图变换为规定的直方图从而达到图像增强目的。
直方图均衡化的特点是自动地增强整个图像的对比度，有时需要变换直方图使之具有期望的直方图形状，以有选择地增强某个灰度值范围内的对比度，这时即要采用直方图规定化。
5、 简述主要的图像编码方法和分别消除哪种数据冗余。
图像编码主要是用各种方法减少图像数据冗余，达到用较少的数据对给定图像信息的描述。
主要的图像编码方法包括基于图像统计信息的统计编码（哈夫曼编码、算术编码、位平面编码）、预测编码、变换编码等。
统计编码主要消除编码冗余、预测编码主要消除几何冗余和心理视觉冗余、变换编码主要消除心理视觉冗余等。
四、计算题（40分，每题10分，任选4题）6、 有200张照片，经扫描仪扫描输出图像，假设扫描的图像大小为256x256像素，每个灰度级有256级，请计算需要多大的存储空间；如果图像出现马赛克的现象，是由于什么原因引起的？如何解决？ 存储空间： 256x256x8bit x 200 = 104857600 bit256x256x1Byte x 200 = 13107200 Byte 马赛克现象：采样不足，空间分辨率小于图像分辨率，增加扫描仪分辨率。
7、 求下列图像的哈达玛变换并说明哈达玛变换用途。
最小阶的哈达玛变换矩阵是：21111H ⎡⎤=⎢⎥-⎣⎦，由哈达玛变换的迭代关系得： 41111111111111111H ⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥--⎢⎥--⎣⎦，N A H =114000000000000000T Af A ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 21200-8000000000000T ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 318-4-100000000000000T ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦原始数据中数字越是均匀分布，经变换后的数据越集中于矩阵的边角上。
因此哈达玛变换可以用于压缩图像信息。
⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=11111111111111111f ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=15511551155115512f ⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡=86318631863186313f设T＝2，区域标记为A、B、C9、给出下面图像的4叉树表达。
10、设点P为轮廓的起始点，写出如图所示的4方向轮廓链码，并计算其归一化链码和形状数。
根据4方向链码的规定，从P点开始，按顺时针方向可以写出4方向的链码表示210010332321其归一化链码为001033232121其差分码：133013303133 （对原链码计算差分码）或301330313313 （对归一化链码计算差分码）形状数为：013303133133混合结点目标结点背景结点221121189861168961269852155451112112511A5245A1AA615A545A2AAAAAAAAAAAAAA85AA4BAAAAAAA8BB89BB9CBBBBBAAAAAAACCCBAABCCBAABCCBAABBBBAAAAAAAfa=2fa=4/36、设输入序列为｛12，16，14，18，22，32，46，52，50｝，采用德尔塔调制（DM）方法（a=1, c=5）进行编码、解码，并计算压缩后误差。