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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）
