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1、第一章 导论一、填空题1、图像指 对客观对象的一种相似性的、生动性的描述或写真，或者说图像是客观对象的一种表示，它包含了被描述对象的有关信息 。（P1）2、一个人获取的信息约 75% 来自视觉。（P1）3、图像根据人的视觉特性分为 可见图像 和 不可见图像 ，按照图像所含波段数分为 单波段图像、多波段图像 和 超波段图像 ，按照图像空间坐标和亮度的连续性分为 模拟图像 和 数字图像 。 （P1） 4、数字图像指 一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数字（一般用整数）表示的图像 ，模拟图像指 空间坐标和亮度（或色彩）都是连续变化的图像 。（P1）5、图像处理指 一种对图像进行一系列的操作以达到预
2、期的目的的技术 。（P2）6、图像处理分为 模拟图像处理 和 数字图像处理 。（P2）7、模拟图像处理指 利用光学、照相方法对模拟图像的处理 ，数字图像处理指 利用计算机对数字图像进行一系列操作，从而获得某种预期的结果的技术 。（P2）8、图像显示的两种形式为 暂时性显示的软拷贝形式 和 永久性显示的硬拷贝形式 。（P5）二、简答题1、数字图像处理的三个层次及各层次的研究内容是什么？各层次之间的区别和联系？（P2）、数字图像处理的三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。、狭义图像处理、图像分析和图像理解各层次的研究内容：狭义图像处理是对输入图像进行某种变换得到输出图像，是一种图像到图像的过
3、程；图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而建立对图像目的的描述，图像分析是一个从图像到数值或符号的过程；图像理解是在图像理解的基础上，基于人工智能和认知理论，研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，对图像内容的含义加以理解以及对原来客观场景加以解译，从而指导和规划行动。、狭义图像处理、图像分析和图像理解各层次之间的区别和联系：狭义图像处理是低层操作，它主要在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大；图像分析进入了中层，经分割和特征提取，把原来以像素构成的图像转变成比较简洁的非图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是对描述中抽象出来的符号进行推理，其处理过程和方法与人类的思维
4、推理有有许多类似之处。随着抽象程度的提高，数据量逐渐减少。一方面，原始图像数据经过一系列的处理逐步转化为更有组织和用途的信息，在这个过程中，语义不断引入，操作对象发生变化，数据量得到了压缩；另一方面，高层操作对底层操作有指导作用，能提高低层操作的效率。2、（可出填空和选择题，对照第三页的图1.2.1记忆）数字图像处理的三个层次。（P3）注意比较：抽象程度（高低） 数据量（小大） 语义（高层、中层、低层） 操作对象（符号、目标、像素）3、数字图像处理主要与哪些学科有关？（P3）数字图像处理是一门综合性边缘学科，在数字图像处理这把大伞下汇聚了光学、电子学、数学、摄影技术、计算机技术等众多方面的学科
5、知识。从研究范围来看，它与计算机图形学、模式识别、计算机视觉等学科既有联系又有区别。4、一个数字图像处理系统由哪几个模块组成？试说明各模块的作用。（P4）数字图像处理系统的基本组成包括数字图像采集模块、数字图像显示模块、数字图像存储模块、数字图像通信模块以及数字图像处理和分析模块。数字图像采集模块：为采集数字图像，所用设备由两个部件组成，一是对某一电磁波谱段（如X射线、紫外线、可见光、红外线等）敏感的物理器件，它能产生与所接受到的电磁能量成正比的（模拟）电信号；一是模/数转换部件，它能将上述（模拟）电信号转化为数字（离散）的形式。数字图像采集设备有：扫描仪、数码照相机、数码摄像机等。数字图像显
6、示模块：对狭义数字图像处理来说，其目的是提供一幅便于分析、解译和识别的图像；对图像分析而言，分析的结果可以借助计算机图像学技术转换为更直接的图像形式显示。数字图像显示设备有：显示器、投影仪、照相机、激光拷贝和打印机等。数字图像存储模块：图像的数据量往往很大，因而需要大量的空间存储图像，用于图像处理和分析的数字存储器可分为3类：快速存储器、在线或联机存储器以及不经常使用的数据库（档案库）存储器。在海量图像存储备份系统中，还常采用磁盘阵列、磁带库、光盘塔或光盘库等存储设备。数字图像通信模块：图像通信可分为近程和远程通信两种。近程图像通信主要指在不同设备间交换图像数据，现已有许多用于局域通信的软件和
7、硬件以及各种标准协议。远程图像通信主要指在图像处理系统间传输图像，长距离图像通信遇到的首要问题是图像数据量大而传输通道通常比较窄。数字图像处理和分析模块：现在的图像处理系统所用计算机向两个方向发展：一个方向是以微机或工作站为主，配以图像卡和外设构成微型图像处理系统，其优点是系统成本低、设备紧凑、灵活、实用，便于推广；另一个方向是向大型机方向发展，具有并行处理功能，以解决数据量大、实时性与处理能力之间的矛盾。图像处理软件系统一般可分为系统程序管理、图像数据管理和图像管理三部分。5、 数字图像处理的特点是什么？（P8）、精度高 、再现性好 、通用性、灵活性高6、 数字图像处理主要应用有哪些？举例说
8、明（P9）1)、在生物医学中的应用显微图像处理；DNA显示分析；染色体分析；热像、红外像分析；生物进化的图像分析。2）、遥感航天中的应用多光谱卫星图像分析；地形、地图、国土普查；地质、矿藏勘探；森林资源探查、分类、防火；天文、太空星体的探测及分析。3）、工业应用流水线零件自动检测识别（供装配流水线用）；生产过程的监控；交通管制、机场监控；纺织物花型、图案设计；金相分析；光弹性场分析。4）、军事公安领域中的应用巡航导弹地形识别；指纹自动识别；罪犯脸型的合成；侧视雷达的地形侦察；目标的识别与制导。5）、其他应用图像的远距离通信；对媒体计算机系统及应用；电视电话；服装试穿显示；电视会议；办公自动化。
9、7、 海量图像存储备份系统有哪些存储设备以及各自的应用范围？。（P6）磁盘列阵：它将多个硬磁盘组成一个阵列，数据以分段的方式存储在不同的磁盘中，能以快速、准确和安全的方式来读写相关磁盘数据。磁带库：磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。光盘塔：光盘塔简单说就是把很多光驱连接在一起的一种设备，可以同时在多个光盘上读写数据。光盘库：光盘库实际上是一种可存放几十张或几百张光盘，并带有机械臂和一个光盘驱动器的光盘柜。8、书上第5页的数字图像存储中讲的存储量的单位之间的换算关系（掌握）第二章 数字图像处理的基本概念一、填空题1、视觉亮度范围是指 人眼所能感觉到的亮度
10、范围 。2、 人眼的分辨率是指 人眼在一定距离上能区分开相邻两点的能力 。3、人眼的分辨率和 环境照度 以及 被观察对象的相对对比度 有关。4、环境照度太低时， 杆状细胞 起作用，分辨率 下降 ；环境照度太高时会引起 “眩目” 现象。5、相对对比度小时，对象和背景亮度 很接近 ，会导致人眼分辨率 下降 。 6、物体的色指 人的视觉器官受光后在大脑的一种反映 ，取决于 物体对各种波长光线的吸收、反射和透视能力 ，物体分为 消色物体 和 有色物体 。7、采样的两个重要参数是 采样间隔 和 采样孔径的大小 。8、采样孔径的形状和大小与 采样方式 有关。9、均匀指的是 采样、量化为等间隔 。10、图像
11、数字化一般采用 均匀采样 和 均匀量化 方式。11、图像的移动平均平滑法和空间域锐化属于 局部 处理。12、图像对比度增强、二值化属于 点 处理。13、图像的傅里叶变换属于 全局 处理。14、图像的细化属于 迭代 处理。15、bmp文件格式分为 头文件 、 位图信息 和 位图数据 三部分。16、采样和量化可分为 均匀 和 非均匀 形式。二、名词解释1、图像数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的形式。2、采样将空间上连续的图像变换成离散点的操作。3、马赫带它是一种主观的边缘对比效应。当观察两块亮度不同的区域时，边界处亮度对比加强，使轮廓表现得特别明显。4、对比度图像对比度是图像中最大亮度Bmax
12、与最小亮度Bmin之比。5、相对对比度相对对比度是图像中最大亮度Bmax与最小亮度Bmin之差同Bmin之比。6、亮度的感觉人眼对亮度差别的感觉取决于相对亮度的变化，于是，亮度感觉的变化S可用相对亮度变化来描述。即S=K B/B。经积分后得到的亮度感觉为：S=KlnB+K07、人眼的色觉不同波长的光线作用于视网膜而在人脑引起的感觉。8、采样方式是指采样间隔确定后，相邻像素间的位置关系。9、量化将像素灰度转换成离散的整数值的过程。10、灰度图像是指每个像素由一个量化的灰度来描述的图像，没有彩色信息。11、二值图像像素灰度只有两级的图像。12、彩色图像是指每个像素由红绿蓝三原色构成的图像。13、直
13、方图反映一幅图像中各灰度级与各灰度级像素出现的频率之间的关系。14、局部处理在对输入图像进行处理时，计算某一输出像素JP（i,j）值由输入图像像素IP（i,j）小领域NIP（i,j）中的像素值确定，这种处理称为局部处理。15、点处理在局部处理中，当输出值JP（i,j）仅与IP（i,j）像素灰度有关的处理称为点处理。16、大局处理在局部处理中，输出像素JP（i,j）的值取决于输入图像较大范围或整幅图像像素的值，这种处理称为大局部处理。17、窗口处理单独对图像中选定的矩形区域内的像素进行处理的方式叫做窗口处理。18、模板处理为了表示区域形状，预先准备一个和处理图像相同大小的二维数组，使用与处理图像
14、画面1对1的形式存储该区域的信息，边参照边进行处理。19、串行处理后一像素输出结果依赖于前面像素处理的结果，并且只能依次处理各像素而不能同时对各像素进行相同处理的一种处理形式称为串行处理。20、并行处理对图像内的各像素同时进行相同形式运算的一种处理形式称为并行处理。21、跟踪处理选择满足适当条件的像素作为起始像素，检查输入图像和已得到的输出结果，求出下一步应该处理的像素，进行规定的处理，然后决定是继续处理下面的像素，还是中止处理，这种形式称为跟踪处理。22、迭代处理反复对图像进行某种运算直至满足给定的条件，从而得到输出图像的处理形式称为迭代处理。23、噪声所谓噪声，就是妨碍人的视觉器官或系统传
15、感器对所接受的图像信息进行理解或分析的各种因素。三、简答题1、简述图像的形成原理。人眼在观察景物时，光线通过角膜、前室水状液、水晶体、后室玻璃体，成像在视网膜的黄斑区周围。视网膜上的光敏细胞感受到强弱不同的光刺激，产生强度不同的电脉冲，并经神经纤维传送到视神经中枢，由于不同位置的光敏细胞产生了和该处光的强弱成比例的电脉冲，所以，大脑中便形成了一幅景物的感觉。2、暗适应性的概念及产生的原因。当我们从明亮的阳光下走入正在放映电影的影院时，会感到一片漆黑，但过一会儿后，视觉便会逐渐恢复，人眼这种适应暗环境夫人能力称为暗适应性，通常这种适应过程约需30s。人眼之所以能产生暗适应性，一方面是由于瞳孔放大的缘故，另一方面更重要的是因为完成视觉过程的视敏细胞发生了变换，此时将由杆状细胞代替锥状细胞工作。由于前者的视敏度约为后者的10000倍，所以，对于微弱的光刺激又恢复了感觉。3、明适应性举例及原因。当在黑暗中突然打开电灯时，人的视觉几乎马上就可以恢复。这是因为锥状细胞恢复工作所需的时间要比杆状细胞少
