题型:选择10道20分,填空10-15道10-15分,名词解析3-4道15-20分,简答题2道20分,程序题1道10分,计算2道20分一、1、数字图像的特点:图像数据量庞大;精度高;再现性好2、数字图像的应用领域:医学:x-ray,超声波成像,CT遥感:农作物估产,地质勘探,天气预报工业:无损探伤,外观自动检查。
军事公安:巡航导弹地形识别,指纹识别,手迹鉴定考题:如医学上数字图像的应用表现在:x-ray,超声波成像,CT3、DIP的应用:电磁波,声波,超声波,电子,合成;电磁波:Gamma 射线(PET),X射线(CT),紫外线,可见光,红外(多光谱遥感),微波(雷达),无线电波(MRI)二、1、人眼的构造:锥状细胞:分辨力强,色彩;白昼视觉;杆状细胞:对低照度敏感;夜视觉(填空或选择题)2、不同照明下,人眼辨别光强度变化的能力不同。
(低照明时,亮度辨别较差(韦伯比大)高照明时,亮度辨别力好(韦伯比小)(填空题)3、马赫带效应:当亮度发生跃变时,视觉上会感到边缘的亮侧更亮些,暗侧更暗些。
在图像轮廓部分发生的主观亮度对比度加强的现象,又称为边缘对比效应。
(名词解析题)4、同时对比效应:眼睛对物体的主观亮度强烈的依赖于物体自身的背景。
当灰色物体周围是黑色背景时,主观亮度增强;当周围背景变明亮时,主观亮度会减弱。
(名词解析题)5、1)图像获取的步骤答:采样Sampling:图像空间坐标的数字化。
将空间上连续的图像变换成离散点的操作。
量化Quantization:图像函数值(灰度值)的数字化。
将像素灰度转换成离散的整数值的过程。
2)影响采样和量化的因素答:空间分辨率:图像中可辨别的最小细节。
采样。
采样间隔越小,像素数越多,空间分辨率高,图像质量好,但数据量大。
采样间隔越大,像素数越少,空间分辨率低,图像质量差,严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应;灰度级分辨率:灰度级别中可分辨的最小变化。
量化量化等级越多,图像层次越丰富,灰度分辨率高,图像质量好,但数据量大;量化等级越少,图像层次欠丰富,灰度分辨率低,会出现假轮廓现象,图像质量变差,但数据量小。
6、数字图像的分类(简答题)答:数字图像分为二值图像,灰度图像,彩色图像二值图像每个像素只能是黑或白,没有中间的过渡,故又称为黑白图像。
二值图像的像素值为0或1。
灰度图像灰度级数大于2的图像。
但它不包含彩色信息。
彩色图像每个像素由RGB三个分量构成,其中RGB是由不同的灰度级来描述。
7、数字图像的质量答:数字的图像的质量是层次,亮度,对比度,清晰度。
层次:表示图像实际拥有的灰度级的数量;图像数据的实际层次越多,视觉效果就越好对比度:是指一幅图象中灰度反差的大小。
清晰度:由图像边缘灰度变化的速度来描述。
8、数字图像的表示答:数字图像表示方式及数据量:二维离散亮度函数: f(x,y)。
二维矩阵: A[m,n]三、空域1、点处理的种类(选择题)答:基本灰度变换(包括线性变换、对数变换、幂次变换,分段线性变换),直方图运算,代数运算(加减乘除,与或非)2、滤波器处理的种类:平滑滤波,锐化滤波(空域上的滤波器)3、灰度级直方图的概念(名词解析)答:横坐标为灰度级,纵坐标为灰度级的频率,绘制频率和灰度级的关系图就是灰度直方图,是图像的一个重要特征。
灰度直方图只能反映图像的灰度统计分布情况,而不能反映图像像素的空间位置关系。
4、空域上到平滑滤波器的分类:线性滤波器,统计排序滤波器(包括中值滤波器,最大值滤波器,最小值滤波器),作用是:模糊处理,减小噪声锐化滤波器:目的是加强图像轮廓,使图像看起来比较清晰。
主要用途:印刷中的细微层次强调;超声探测成像分辨率低,边缘模糊,通过锐化改善;图像分割前的边缘提取;恢复过度钝化、暴光不足的图像;尖端武器的目标识别、定位5、梯度算子的分类(填空题):二阶微分滤波器-拉普拉斯算子,一阶微分滤波器-梯度算子(Roberts 交叉梯度算子、Prewitt 梯度算子、Sobel 梯度算子)6、直方图均衡化的步骤(简答题)答:(1)对于离散图像,用频率来代替概率:n nr p k k r =)((2)变换函数T(rk)的离散形式为:∑∑=====kj k j kj r k k n T n r p r s 00)()( (3)将输入图像中灰度级为rk 的像素映射到sk (输出图像):s r k k → s k 与r k 之间的关系四、频率域的图像处理1、频率域滤波的步骤(简答题)答:1. 用(-1)x+y 乘以输入图像f(x,y)进行中心变换2. 计算1中的DFT,得 F(u,v)3. 用滤波器函数H(u,v)乘以F(u,v),得到G(u,v)4. 计算3中结果G(u,v)的反DFT,得g(x,y)5. 取4中结果的实部R[g(x,y)]6. 用(-1)x+y 乘以5中的结果R[g(x,y)] ,取消输入图像的乘数2、频域中的平滑滤波器(选择题):理想低通滤波器,巴特沃低通滤波器,高斯低通滤波器3、频域中的锐化滤波器(选择题):三种高通滤波器(理想高通滤波器、巴特沃思高通滤波器、高斯高通滤波器)4、同态滤波器的概念(填空题)答:图像的灰度由照射分量i(x,y)和反射分量r(x,y)合成。
照射分量的频谱落在低频区域,反射分量的频谱落在高频区域。
若物体受到照度明暗不匀的时候,图像上照度暗的部分,其细节就较难辨别。
同态滤波的目的:消除不均匀照度的影响而又不损失图像细节。
5、振铃现象(选择题)答:理想低通和高通滤波器有振铃现象,在空间域的一阶巴特沃斯低通滤波器没有振铃现象,高斯滤波器没有振铃现象。
八、图像压缩1、图像压缩的概念及种类(选择填空)答:定义:在满足一定图像质量条件下,用尽可能少的比特数来表示原始图像,以提高图像传输的效率和减少图像存储的容量。
分类:无损压缩:原始数据可完全从压缩数据中恢复出来,即在压缩和解压缩过程中没有信息损失。
压缩比2:1左右;有损压缩:原始数据不能完全从压缩数据中恢复出来,即恢复数据只是在某种失真度下的近似。
压缩比2:1-1000:1;2、数据冗余(选择题)答:定义:如果表示给定的信息使用了不同的数据量,那么使用较多数据量的方法中,有些数据必然是代表了无用的信息,或者是重复地表示了其它数据已表示的信息。
称为冗余数据分类:编码冗余:如果一个图像的灰度级编码,使用了多于实际需要的编码符号,就称该图像包含了编码冗余;像素间冗余:反映图像像素之间的相关性;心理视觉冗余:在正常视觉处理过程中,各种信息的相对重要程度不同,不重要的信息称心理视觉冗余。
3、图像保真度准则答:保真度准则: 评价信息损失的测度。
描述解码图像相对于原始图像的偏离程度。
常用保真度准则分为两大类:客观保真度准则和主观保真度准则4、图像压缩方法及作用:Huffman编码,算术编码,,位平面编码,预测编码,变换编码,量化编码用于消除编码冗余的有:Huffman编码和算术编码用于像素间冗余的有:位平面编码和预测编码、变换编码、LZW编码、用于心理视觉冗余的有:量化编码5、变字长编码定理(简答题)答:在变字长编码中,对出现概率大的信符赋予短码字,而对小的赋予长码字。
如果码字长度严格按照所对应信符的出现概率大小逆序排列,则编码的平均码长不会大于任何其它排列方式。
九、程序1、均值滤波程序:clcclear allload womanY=X;Z=X;[m,n]=size(X);for i=2:m-1for j=2:n-1Y(i,j)=round((X(i-1,j-1)+X(i,j-1)+X(i+1,j-1)+X(i-1,j)+X(i ,j)+X(i+1,j)+X(i-1,j+1)+X(i,j+1)+X(i+1,j+1))/9);Z(i,j)=round((X(i-1,j-1)+2*X(i,j-1)+X(i+1,j-1)+2*X(i-1,j) +4*X(i,j)+2*X(i+1,j)+X(i-1,j+1)+2*X(i,j+1)+X(i+1,j+1))/16 );endendsubplot(131)imshow(X,map)subplot(132)imshow(Y,map)A=fspecial('average',3); %生成系统预定义的3X3滤波器Z=filter2(A,X);subplot(133)imshow(Z,map)2、中值滤波clcclear allload womanX=uint8(X);J = imnoise(X,'salt & pepper', 0.02);Y=X;Z=X;[m,n]=size(X);for i=2:m-1for j=2:n-1Y(i,j)=median([J(i-1,j-1),J(i,j-1),J(i+1,j-1),J(i-1,j),J( i,j),J(i+1,j),J(i-1,j+1),J(i,j+1),J(i+1,j+1)]);endendsubplot(131)imshow(X,map)subplot(132)imshow(J,map)subplot(133)imshow(Y,map)3、频率域的理想低通滤波f=imread('tire.tif');%E:\weiwen\ÊÒÄÚÉè¼Æ\4bdabb49g910c810 6ba15&690.jpgsubplot(221)imshow(f)[m,n]=size(f);for x=1:mfor y=1:nf(x,y)=f(x,y)*(-1)^(x+y);endendF=fft2(double(f));[m,n]=size(F);H(1:m,1:n)=0;x0=m/2;y0=n/2;for x=1:mfor y=1:nif(sqrt((x-x0)*(x-x0)+(y-y0)*(y-y0))<30)H(x,y)=1;endFF(x,y)=F(x,y)*H(x,y);endendg=ifft2(FF);[m,n]=size(g);for x=1:mfor y=1:ng(x,y)=g(x,y)*(-1)^(x+y);endendsubplot(222)imshow(abs(real(g)),[])存储数字图像所需的比特数b为b=M*N*K;L=2^k1)存储一幅1024×768,256 个灰度级的图像需要多少bit?解:256=2^8,(L=2^k)1024*768*8=6291456(bit)(2) 一幅512×512 的32 bit 真彩图像的容量为多少bit ?解:512*512*32=1310720(bit )2串行通信中,常用波特率描述传输的速率,它被定义为每秒传输的数据比特数。