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1、数字图象处理期末考试试卷标准答案二年一月十九日一、简答题(每题 5 分)1. 请说明 RGB 模型与 CMY 模型的关系。简述 HSI 模型。答: RGB 模型与 CMY 模型是互为补色的关系。RGB 模型是加色系统,CMY 是减色系统。它们之间的关系如下图所示:RM YB GCHIS 模型:H:颜色的色调,取值 0-360S:颜色的饱和度,取值 0-100I:颜色的亮度, 取值 0-1002. 请解释以下概念:象素的四邻域、八邻域象素的 4-连通性、8- 连通性象素的 D4 距离、D8 距离答: 对于象素 P(x,y) ,q(s,t)象素的四邻域是:P(x,y-1), P(x,y+1), P
2、(x-1,y), P(x+1,y)象素的八邻域是:P(x,y-1), P(x,y+1), P(x-1,y), P(x+1,y)P(x-1,y-1), P(x+1,y+1), P(x-1,y+1), P(x+1,y-1)象素的 4-连通性:处于 P 的四领域上的点,被称为与点 P 是 4-连通的。象素的 8-连通性:处于 P 的八领域上的点,被称为与点 P 是 8-连通的。象素的 D4 距离:D4 = |x s| + |y t|象素的 D8 距离:D8= max(|x s|, |y t|)3. 请简述二维傅立叶变换的特性。1)可分离2)平移3)旋转性4)周期与共轭对称性5)性线性6)均值7)拉普
3、拉斯8)卷积4. 在频域过滤器中,ButterWorth 过滤器与理想过滤器相比,有什么优点?答:可以去掉振铃效果。5. 经过基本高通过滤器、高增益过滤器处理后产生的结果图象各有何特点?答:基本高通过滤器处理后产生的结果图象,变化平缓的区域的值均为 0,而边缘附近的象素边得很亮。高增益过滤器处理后产生的结果图象,在边缘被加亮增强的同时,变化比较平缓的区域的原图象素依增益值大小的不同,得到了不同程度的保留。6. 在阈值分割中,获取阈值的方法有哪些?答:有三种:1)交互方式2)直方图3)边界特性二、问答题(每题 10 分)1. 请叙述直方图的定义,以及进行直方图匹配的详细过程。答:直方图的定义为:
4、P(r k) = nk / n,其中 n 是图象中的象素的总数;第 k 个灰度级的象素个数 nk;r k 是第 k 个灰度级的值。1)先给出所希望的直方图,有两种方法可以得到:给出结果的概率密度函数,或通过交互的方式得到。2)对原图找出 S = T(r),满足直方图均衡化(直方图均衡化,用累积分布函数求出) 。对希望的直方图也找出 Z = G(t)满足直方图均衡化,并求出 G-1。3)然后令 H = G-1T,用 H 作用于原图象即可得到希望的直方图,即进行了匹配。2. 图象增强的作用是什么?分别简述频域过滤器和空域过滤器进行图象增强的方法。答:一般图象增强的作用是去除噪音,增强边缘的清晰度,
5、以便下一步处理。频域过滤器进行图象增强的方法是:通过正向的傅立叶变换,得到图象的频域结果,在频域上对图象进行高通滤波增强边缘,或进行低通滤波去除噪音,然后将滤波后的图象通过逆向傅立叶变换,变换到空域,完成处理。空域过滤器进行图象增强的方法是:用线性过滤器处理每一个象素,线性过滤器的计算方法是,用下式计算的结果代替原象素:d = 1/9 (c11*p11+ c12*p12+ +c33*p33)其中 cij 是 3x3 的模板系数,p ij 是当前处理象素的 8 邻域对应的象素。 去除噪音一般使用低通过滤器,其过滤器模板是:1 1 11 1 11 1 1提取边缘一般使用高通过滤器,其过滤器模板是:
6、1 1 1 1 8 11 1 1模板还可以是 5x5 或 7x7 的。3. 特征表示法和描述子应该对哪些几何变化不敏感?请举例说明。答:应该对平移、旋转、比例放缩这三种几何变化不敏感。例如:分段描述法对三种几何变化都不敏感;关系描述子的多边形的内角对上述三种几何变化不敏感;形状数对位置平移不敏感,对角度和比例放缩是敏感的,要去除这种敏感性要做特殊处理。4. 请叙述 JPEG 的压缩过程,并分析它在每个步骤中分别减少了哪种冗余?答:分块 颜色空间转换 零偏置转换 DCT 变换 量化 符号编码颜色空间转换,减少了心理视觉冗余;零偏置转换,减少了编码冗余;量化减少了视觉心理冗余;符号编码由于是霍夫曼
7、编码加行程编码,因此即减少了编码冗余(霍夫曼编码)由减少了象素冗余(行程编码) 。三、综合应用题(每题 15 分)1 汽车牌照的定位和数字的识别解:第一步定位汽车牌照,第二步识别数字:1) 通过高通滤波,得到所有的边缘,对边缘细化(但要保持连通关系),找出所有封闭的边缘,对封闭边缘求多边形逼近。在逼近后的所有 4 边形中,找出尺寸与牌照大小相同的四边形。牌照被定位。2) 对牌照区域中的细化后的图形对象,计算傅立叶描述子,用预先定义好的决策函数,对描述子进行计算,判断到底是数字几。 2 染色体的统计与识别解:1)先通过低通滤波去噪音,2)提取边缘,3)通过腐蚀去粘连,4)统计连通区域的个数,得到染色体的数量。5)