1、數字圖像處理每章課后題參考答案第一章和第二章作業： 1.簡述數字圖像處理的研究內容。2 .什么是圖像工程？根據抽象程度和研究方法等的不同，圖像工程可分為哪幾個層次？每個層次包含哪些研究內容？3 .列舉并簡述常用表色系。1. 簡述數字圖像處理的研究內容？答：數字圖像處理的主要研究內容，根據其主要的處理流程與處理目標大致可以分為圖像信息的描述、圖像信息的處理、圖像信息的分析、圖像信息的編碼以及圖像信息的顯示等幾個方面，將這幾個方面展開，具體有以下的研究方向：2. 圖像數字化，3. 圖像增強，4. 圖像幾何變換，5. 圖像恢復，6. 圖像重建，7. 圖像隱藏，8. 圖像變換，9. 圖像編碼，10.

2、圖像識別與理解。11. 么是圖像工程？根據抽象程度和研究方法等的不同，圖像工程可分為哪幾個層次？每個層次包含哪些研究內容？1 / 12答：圖像工程是一門系統地研究各種圖像理論、技術和應用的新的交叉科學。根據抽象程度、研究方法、操作對象和數據量等的不同，圖像工程可分為 三個層次：圖像處理、圖像分析、圖像理解。圖像處理著重強調在圖像之間進行的變換。比較狹義的圖像處理主要滿足 對圖像進行各種加工以改善圖像的視覺效果。圖像處理主要在圖像的像素級上 進行處理，處理的數據量非常大。圖像分析則主要是對圖像中感興趣的目標進行檢測和測量，以獲得它們的客觀信息從而建立對圖像的描述。圖像分析處于中層，分割和特征提取

3、把原來 以像素描述的圖像轉變成比較簡潔的非圖形式描述。圖像理解的重點是進一步研究圖像中各目標的性質和它們之間的相互聯系，并得出對圖像內容含義的理解以及對原來客觀場景的解釋，從而指導和規 劃行為。圖像理解主要描述高層的操作，基本上根據較抽象地描述進行解析、 判斷、決策，其處理過程與方法與人類的思維推理有許多相似之處。第三章圖像基本概念1. 圖像量化時，如果量化級比較小時會出現什么現象？為什么？答：當實際場景中存在如天空、白色墻面、人臉等灰度變化比較平緩的區域時，采用比較低的量化級數，則這類圖像會在畫面上產生偽輪廓（即原始場景 中不存在的輪廓）。圖像的量化等級反映了采樣的質量，數字圖像的量化級數

4、隨圖像的內容及處理的目的差別而不同，低的量化級數只滿足于處理簡單的線 條而對于圖像，若線條不明顯時，則會產生偽輪廓。人眼對灰度誤差有一個敏 感度閾值，當灰度誤差大于門限值時，即量化誤差大于視覺閾值時，人眼看到 的圖像會出現偽輪廓。2.為什么非均勻量化多用于量化級數少的場合，而在量化級數多的場合不 用？答：非均勻量化是依據一幅圖像具體的灰度值分布的概率密度函數，是按 總的量化誤差最小的原則進行量化的方法，通過對圖像中像素灰度值頻繁出現 的灰度值范圍，量化間隔小一些，而對那些像素灰度級數比較少，量化間隔大 一些。在同樣的灰度級數下，非均勻量化已經足夠對圖像的細節進行描述，采 用非均勻量化的效果比均

5、勻量化的圖像效果好。但是當允許量化級數比較多時，因為均勻量化已經足夠對圖像的細節進 行描述，采用非均勻量化的效果不明顯，只能徒增量化算法的復雜度。第4xx圖像增強I .已知一幅圖像為：II 3 3f 21120010996對其進行灰度直方圖的均衡化處理。答：經過均衡化處理后得到的新圖像為：40 40104 104 G 8440 4084112140140120# / 124004010425524321121117114017119123925522721117117117117122722722719119114014023521184841041048421119119112017184

6、108848440 84408402.已知一幅圖像為：10 8 f 8799282934283217221 7220對其進行線性動態范圍調整處理，其中灰度變化區域a, b為2, 9。答：最終的圖像數據為10090910130G 9910077000107000第5章幾何變換1.已知一幅圖像為:1234 6789 f5101520 251）進行酉=2, 4=3平移后的圖像矩陣。2）對其進行縮小，其中k1=0.6, k2=0.75,寫出縮小后的圖像矩陣答：平移后得到圖像數據為：0 00 G0 00 0000000014151920 242500縮小后的圖像矩陣為：91068 G2.已知一幅圖像為：

7、123 f4567891）對其旋轉30度后的圖像矩陣2）對其旋轉45度后的圖像矩陣3）對其旋轉60度后的圖像矩陣答：1）旋轉30度的后圖像矩陣為：7 / 120 1G00024730580690 。(2)旋轉45度后的圖像矩陣為：0236 G10590478(3)旋車6 60度后的圖像矩陣為：0 0G10324065070980第6章噪聲抑制已知圖像為：9108 11409F1290911107786 1)采用高斯模板對其進行均值濾波處理;9 / 122）采用3X攜板對其進行中值濾波處理。答：1）采用高斯模板進行濾波處理后的圖像為9 11G129108717117139811106 2）采用3

8、 X辨I板進行濾波處理后的圖像為9108 1198G121099111077862 .簡述K近鄰平滑濾波器原理及實現步驟？答：原理：在一個與待處理像素鄰近的范圍內，尋找出其中像素值與之最接近的K個鄰點，用這K個鄰點的均值（或中值）替代原像素值；如果待處理像素為非噪 聲點，則通過選擇像素值與之相近的鄰點，可以保證在進行平滑處理時，基本 上是同一個區域的像素值的計算；如果待處理像素是噪聲點，則因為噪聲本身 具有孤立點的特點，因此，進行平滑處理時，可以對其進行抑制。K近鄰中值濾波器實現步驟如下：以待處理像素為中心，作一個 mxm的作用模板。在模板中，選擇K個與待處理像素的灰度差為最小的像素。將這K個

9、像素的灰度均值（或中值）替換掉原來的像素值。11 / 12000設圖像為：1 1F3158714971011046 分別采用Roberts算子、Sobel算子和常用的Laplacian算子對其進行銳化。答：1）采用Roberts算子銳化后的圖像數據為0001040 G013110002）采用Sobel算子銳化后的圖像數據為00047120 G038340003）采用Laplacian算子銳化后的圖像數據為0 01150840000 第8章圖像分割3 .分別簡述利用直方圖雙峰法、P參數法和均勻性度量法進行圖像分割的原 理。答：三者都是基于灰度分布的閾值方法，即確定某閾值，根據圖像中每個像素 的灰

10、度值大于或小于該閾值，進行分割。(1)直方圖雙峰法：當圖像的灰度直方圖為雙峰分布時，表明圖像的內容大致為兩個部分，分 別為灰度分布的兩個山峰的附近，選擇閾值為兩峰的谷底點，可將畫面從圖像 中分割出來。(2)P參數法的基本原理：該方法是針對預先已知圖像中目標物所占比例的情況下，所采用的一種簡 單且有效的方法。選擇一個閾值，使前景目標物所占的比例為p,背景所占比例為 1-p。(3)均勻性度量法：當圖像被分為目標物和背景兩個類別時，屬于同一類別內的像素值分布應 該具有均勻性。4 .試比較區域生長法和區域分裂與合并方法的異同之處。答：相同點：相似性的測度都可以由所確定的閾值來決定，對于有相同或相似性質

11、的鄰 域像素進行合并。都是針對非規則圖形，基于區域整體特性的圖像分割方法，13 / 12不同點：區域生長法關鍵是需要根據先驗知識選取種子點，對每個分割的區域找一 個種子點，然后將種子像素周圍鄰域中與種子像素有相同或相似性質的像素與 種子像素合并。區域合并與分裂方法的核心是將圖像分成若干子塊，對每個子塊的屬性進 行計算，當屬性表明該子塊包含不同區域的像素，則該子塊再分成若干子塊， 如果幾個子塊的屬性相似，則這幾個相似屬性的子塊合并成一個大的區域。5 .簡述區域增長法的基本思想。答：將具有相似性質的像素集合起來構成區域，首先，對每個要分割的區域找 一個種子點，然后將種子點像素周圍鄰域中與種子像素有相同或相似性質的像 素合并到種子像素所在區域中，將這些新像素當作新的種子點繼續進行上面的 過程，直到沒有滿足條件的像素點時停止生長。其中，相似性準則可以是灰度 級、彩色、組織、梯度或其他特性。6 .簡述區域分裂與合并的基本思想。答：將圖像分成若干子塊，對每個子塊的屬性進行計算，當屬性表明該子塊包 含不同區域的像素，則該子塊再分為若干子塊，如果幾個子塊的屬性相似，則 這幾個相似屬性的子塊合并成一個大的區域。直到沒有可以合并、分裂的子塊 為止。第9章利用結構元素S對下圖所示二值圖像進行一次腐蝕處理、膨脹