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1、第 1 页 共 9 页数字图像处理数字图像处理复习资料复习资料注意：注意：1、复习资料不能带入考场（打印、复印、手机照片等方式都不允复习资料不能带入考场（打印、复印、手机照片等方式都不允许）许）2、开卷考试，开卷仅仅是针对教材而已，其他资料不能带入考场开卷考试，开卷仅仅是针对教材而已，其他资料不能带入考场3、考试题型及分值考试题型及分值填空题（共 15 分,每空 1 分）选择题（共 20 分,每小题 2 分）判断题（共 10 分,每小题 1 分） 简答题（共 20 分,每小题 5 分）问答题（共 35 分）4、复习内容一、填空题1.图像锐化除了在空间域进行外，也可在 频率域频率域 进行。2.常
2、用的灰度内插法有最近邻元法最近邻元法 、双线性内插法双线性内插法和和三次内插法三次内插法。3.检测边缘的 Sobel 算子对应的模板形式为 -1-1-2-2-1-101000-202121-101和 。4.一般来说，采样间距越大，图象数据量 少少 ，质量 差差 ；反之亦第 2 页 共 9 页然。5、亮度鉴别实验表明，韦伯比越大，则亮度鉴别能力越 差差 。6、图像压缩是建立在图像存在 知识冗余知识冗余 、 空间冗余空间冗余 、 时间冗余时间冗余 三种冗余基础上。二、选择题 D 最多 B 其次 A 最少三、判断题对多错少对多错少四、简答题1. 简述线性位移不变系统逆滤波恢复图像原理。答：此变换属于
3、非约束复原。答：此变换属于非约束复原。设退化图象为设退化图象为 g(x,g)g(x,g)，其傅立叶变换为，其傅立叶变换为 G(u,v),G(u,v), 若已知逆滤波器为若已知逆滤波器为 1/H(u,v)1/H(u,v)则对则对 G(u,v)G(u,v)作逆滤波得作逆滤波得 F(u,v)=G(u,v)/H(u,v)F(u,v)=G(u,v)/H(u,v) 对上式作逆傅立叶变换得逆滤波恢复图象对上式作逆傅立叶变换得逆滤波恢复图象 f(x,y)f(x,y) f(x,y)=IDFTF(u,v)f(x,y)=IDFTF(u,v) 以上就是逆滤波恢复图象的原理。以上就是逆滤波恢复图象的原理。 若存在噪声，
4、为避免若存在噪声，为避免 H(u,v)=0,H(u,v)=0,可采用两种方法处理。可采用两种方法处理。 在在 H(u,v)=0H(u,v)=0 时时, ,人为设置人为设置 1/H(u,v)1/H(u,v)的值；的值； 使使 1/H(u,v)1/H(u,v)具有低同性质。即具有低同性质。即H H-1-1(u,v)=1/H(u,v)(u,v)=1/H(u,v) 当当 DDDD0 0H H-1-1(u,v)=0(u,v)=0 当当 DDDD0 0 2. 图像锐化与图像平滑有何区别与联系？ 答：图象锐化是用于增强边缘，导致高频分量增强，会使图象清晰；图象锐化是用于增强边缘，导致高频分量增强，会使图象清
5、晰；图象平滑用于去噪，对图象高频分量即图象边缘会有影响。图象平滑用于去噪，对图象高频分量即图象边缘会有影响。都属于图象增强，改善图象效果。都属于图象增强，改善图象效果。3.3. 伪彩色增强与假彩色增强有何异同点？ 答：答：伪彩色增强是对一幅灰度图象经伪彩色增强是对一幅灰度图象经过三种变换得到三幅图象，进行彩色合过三种变换得到三幅图象，进行彩色合 成得到一幅彩色图像；假彩色成得到一幅彩色图像；假彩色增强则是对一幅彩色图像进行处理得到与原图象不同的彩色图像；主要增强则是对一幅彩色图像进行处理得到与原图象不同的彩色图像；主要差异在于处理对象不同差异在于处理对象不同第 3 页 共 9 页4. 梯度法与
6、 Laplacian 算子检测边缘的异同点？答：梯度算子是利用阶跃边缘灰度变化的一阶导数特性，认为极大值点对应于边缘点；而答：梯度算子是利用阶跃边缘灰度变化的一阶导数特性，认为极大值点对应于边缘点；而 LaplacianLaplacian 算子检测边缘是利用阶跃边缘灰度变化的二阶导数特性，认为边缘点是零交叉点。算子检测边缘是利用阶跃边缘灰度变化的二阶导数特性，认为边缘点是零交叉点。 相同点都能用于检测边缘，且都对噪声敏感。相同点都能用于检测边缘，且都对噪声敏感。 5、当在白天进入一个黑暗剧场时，在能看清并找到空座位时需要适应一段时间，试述 发生这种现象的视觉原理。 答：人的视觉绝对不能同时在整
7、个亮度适应范围工作，它是利用改变其亮度适应级来完成亮度适人的视觉绝对不能同时在整个亮度适应范围工作，它是利用改变其亮度适应级来完成亮度适 应的。即所谓的亮度适应范围。同整个亮度适应范围相比，能同时鉴别的光强度级的总范围很小。应的。即所谓的亮度适应范围。同整个亮度适应范围相比，能同时鉴别的光强度级的总范围很小。 因此，白天进入黑暗剧场时，人的视觉系统需要改变亮度适应级，因此，需要适应一段时间，亮度因此，白天进入黑暗剧场时，人的视觉系统需要改变亮度适应级，因此，需要适应一段时间，亮度 适应级才能被改变。适应级才能被改变。6、将高频加强和直方图均衡相结合是得到边缘锐化和对比度增强的有效方法。上述两
8、个操作的先后顺序对结果有影响吗？为什么？ 答：有影响，应先进行高频加强，再进行直方图均衡化。高频加强是针对通过高通滤波后的图像整答：有影响，应先进行高频加强，再进行直方图均衡化。高频加强是针对通过高通滤波后的图像整 体偏暗，因此通过提高平均灰度的亮度，使图像的视觉鉴别能力提高。再通过直方图均衡化将图像体偏暗，因此通过提高平均灰度的亮度，使图像的视觉鉴别能力提高。再通过直方图均衡化将图像 的窄带动态范围变为宽带动态范围，从而达到提高对比度的效果。的窄带动态范围变为宽带动态范围，从而达到提高对比度的效果。 若先进行直方图均衡化，再进行高频加强，对于图像亮度呈现较强的两极现象时会导致图像被漂白，若先
9、进行直方图均衡化，再进行高频加强，对于图像亮度呈现较强的两极现象时会导致图像被漂白，再进行高频加强，获得的图像边缘不突出，图像的对比度较差。再进行高频加强，获得的图像边缘不突出，图像的对比度较差。五、问答题（共 35 分）1. 对数字图像 f(i,j)(图象 1)进行以下处理，要求： 计算图像 f(i,j)的信息量。解：统计图象统计图象 1 1 各灰度级出现的频率结果为各灰度级出现的频率结果为 p(0)=5/64p(0)=5/64 0.0780.078；p(1)=12/64p(1)=12/64 0.188;0.188; p(2)=16/64=0.25;p(2)=16/64=0.25; p(3)
10、p(3) =9/64=9/64 0.1410.141 p(4)=1/64p(4)=1/64 0.016;0.016; P(5)=7/64P(5)=7/64 0.109;0.109; p(6)=10/64p(6)=10/64 0.156;0.156; p(7)=4/64p(7)=4/64 0.0630.063信息量为信息量为 H H 2.75(bit)2.75(bit)2、设一幅图像有如图所示直方图，对该图像进行直方图均衡化，写出均衡化过程，并 画出均衡化后的直方图。若在原图像一行上连续 8 个像素的灰度值分别为： 0、1、2、3、4、5、6、7，则均衡后，他们的灰度值为多少？ 5),(15),
11、(0),(jifjifjig 702)(log)(iiPiPH第 4 页 共 9 页答：，k=0，1，7，用累积分布函数（CDF）作为变换函数 Tr处理时，均衡化0( )kki isp r 的结果使动态范围增大。ir( )riprks计ks并ks()rkpsr0=00.1740.1741/7s0=1/70.174r1=1/70.0880.2622/7r2=2/70.0860.3482/7s1=2/70.174r3=3/70.080.4283/7r4=4/70.0680.4963/7s2=3/70.148r5=5/70.0580.5544/7r6=6/70.0620.6164/7s3=4/70.
12、120r7=10.38411s4=10.384均衡化后的直方图：0、1、2、3、4、5、6、7 均衡化后的灰度值依次为 1、2、2、3、3、4、4、73、逆滤波时，为什么在图像存在噪声时，不能采用全滤波？试采用逆滤波原理说明，并给出正确的处理方法。直接逆滤波, vuHvuNvuFvuHvuGvuF, 由上式可以看到，即使我们知道退化函数，也可能无法准确复原未退化的图像。 因为. 正确方法：实现值滤波的频率时接近原点值4、对下列信源符号进行 Huffman 编码，并计算其冗余度和压缩率。 （补考） 符号a1a2a3a4a5a6 概率0.20.350.060.10.040.255、理想低通滤波器的
13、截止频率选择不恰当时，会有很强的振铃效应。试从原理上解释 振铃效应的产生原因。第 5 页 共 9 页答：频域：答：频域：，傅立叶反变换到时域有：，傅立叶反变换到时域有：。( , )( , )( , )G u vF u v H u v( , )( , )* ( , )g x yf x yh x y因此，图像经过理想低通滤波器后，时域上相当于原始图像与因此，图像经过理想低通滤波器后，时域上相当于原始图像与 sinc 函数卷积，函数卷积， 由于由于 sinc 函数振荡，则卷积后图像也会振荡；或者说由于函数振荡，则卷积后图像也会振荡；或者说由于 sinc 函数有两个负边带，卷积后图像信函数有两个负边带
14、，卷积后图像信 号两侧出现号两侧出现“过冲现象过冲现象” ，而且能量不集中，即产生振铃效应。，而且能量不集中，即产生振铃效应。 若截止频率越低，即若截止频率越低，即 D0 越小，表现为中心环越宽，相应周围环（旁瓣）越大。而中心环主要越小，表现为中心环越宽，相应周围环（旁瓣）越大。而中心环主要 决定模糊，旁瓣主要决定振铃效应。因此当截止低会产生很强的振铃效应。选择适当的截止频率，决定模糊，旁瓣主要决定振铃效应。因此当截止低会产生很强的振铃效应。选择适当的截止频率， 会减小振铃效应。会减小振铃效应。二、选择题（每题 2 分，共 20 分）1、采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于 1 时，该变换
15、是针对如下哪一类图像进行增强。 （ B ）A 图像整体偏暗 B 图像整体偏亮 C 图像细节淹没在暗背景中 D 图像同时存在过亮和过暗背景2、图像灰度方差说明了图像哪一个属性。 （ B ）A 平均灰度 B 图像对比度 C 图像整体亮度 D 图像细节3、计算机显示器主要采用哪一种彩色模型（ A ）A、RGB B、CMY 或 CMYK C、HSI D、HSV4、采用模板-1 1T 主要检测（ A ）方向的边缘。A.水平 B.45 C.垂直 D.1355、下列算法中属于图象锐化处理的是：( C )A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波6、维纳滤波器通常用于（ C ）A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像7、彩色图像增强时， C 处理可以采用 RGB 彩色模型。A. 直方图均衡化 B. 同态滤波 第 6 页 共 9 页C. 加权均值滤波 D. 中值滤波8、_B_
