(完整版)数字图像处理每章课后题参考答案

数字图像处理每章课后题参考答案

第一章和第二章作业：1.简述数字图像处理的研究内容。

2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？

3.列举并简述常用表色系。

1.简述数字图像处理的研究内容？

答：数字图像处理的主要研究内容，根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面，

将这几个方面展开，具体有以下的研究方向：

1.图像数字化，

2.图像增强，

3.图像几何变换，

4.图像恢复，

5.图像重建，

6.图像隐藏，

7.图像变换，

8.图像编码，

9.图像识别与理解。

2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？

答：图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。

根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同，图像工程可分为三个层次：图像处理、图像分析、图像理解。

图像处理着重强调在图像之间进行的变换。比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。图像处理主要在图像的像素级上进行处理，处理的数据量非常大。图像分析则主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。图像分析处于中层，分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。

图像理解的重点是进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行为。图像理解主要描述高层的操作，基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策，其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。

第三章图像基本概念

1.图像量化时，如果量化级比较小时会出现什么现象？为什么？

答：当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时，采用比较低的量化级数，则这类图像会在画面上产生伪轮廓（即原始场景中不存在的轮廓）。图像的量化等级反映了采样的质量，数字图像的量化级数随图像的内容及处理的目的差别而不同，低的量化级数只满足于处理简单的线条而对于图像，若线条不明显时，则会产生伪轮廓。人眼对灰度误差有一个敏感度阈值，当灰度误差大于门限值时，即量化误差大于视觉阈值时，人眼看到的图像会出现伪轮廓。

2.为什么非均匀量化多用于量化级数少的场合，而在量化级数多的场合不用？

答：①非均匀量化是依据一幅图像具体的灰度值分布的概率密度函数，，是按总的量化误差最小的原则进行量化的方法，通过对图像中像素灰度值频繁出现的灰度值范围，量化间隔小一些，而对那些像素灰度级数比较少，量化间隔大一些。在同样的灰度级数下，非均匀量化已经足够对图像的细节进行描述，采用非均匀量化的效果比均匀量化的图像效果好。

②但是当允许量化级数比较多时，因为均匀量化已经足够对图像的细节进行描述，采用非均匀量化的效果不明显，只能徒增量化算法的复杂度。

第4章 图像增强

1.已知一幅图像为：

15255225100200255200172542551001010937101001002963610109282218893421

07883211188722123987220f ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

对其进行灰度直方图的均衡化处理。

答：经过均衡化处理后得到的新图像为：

401122552392272352552354014024325522721121119110414021122722784191120104120211211191841718484401711711911041088440

0140171171104844040401711711408484408410419117114084840G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥

⎣⎦

2.已知一幅图像为：

10928289342883217

722197220f ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

对其进行线性动态范围调整处理，其中灰度变化区域[a, b]为[2, 9]。

答：最终的图像数据为

10100909101309910077000107000G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

第5章 几何变换

1. 已知一幅图像为：

12345678910111213141516171819

202122232425f ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

1) 进行Δi=2，Δj=3平移后的图像矩阵。

2)对其进行缩小，其中k1=0.6，k2=0.75，写出缩小后的图像矩阵。

答：(1)平移后得到图像数据为：

0000000

000000000000123450

0067891000011121314150

0016171819200002122232425G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣

⎦

(2)缩小后的图像矩阵为：

689101113141521232425G ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

2. 已知一幅图像为：

123456789f ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

1)对其旋转30度后的图像矩阵

2)对其旋转45度后的图像矩阵

3)对其旋转60度后的图像矩阵

答：1) 旋转30度的后图像矩阵为：

0030120604590780G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦。

(2) 旋转45度后的图像矩阵为：

023*********G ⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

(3) 旋转60度后的图像矩阵为：

0360025914080

070G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

第6章 噪声抑制

已知图像为：

9108711409712908911106F ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

1）采用高斯模板对其进行均值滤波处理；

2）采用3×3模板对其进行中值滤波处理。

答：1) 采用高斯模板进行滤波处理后的图像为

9108

71117117121398911106G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦

2) 采用3×3模板进行滤波处理后的图像为

9108711987121098911106G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥==⎢⎥⎢⎥⎣⎦

2. 简述K 近邻平滑滤波器原理及实现步骤？

答：原理：在一个与待处理像素邻近的范围内，寻找出其中像素值与之最接近的K 个邻点，用这K 个邻点的均值（或中值）替代原像素值；如果待处理像素为非噪声点，则通过选择像素值与之相近的邻点，可以保证在进行平滑处理时，基本上是同一个区域的像素值的计算； 如果待处理像素是噪声点，则因为噪声本身具有孤立点的特点，因此，进行平滑处理时，可以对其进行抑制。

K 近邻中值滤波器实现步骤如下：

①以待处理像素为中心，作一个m ×m 的作用模板。

②在模板中，选择K 个与待处理像素的灰度差为最小的像素。

③将这K 个像素的灰度均值（或中值）替换掉原来的像素值。

第7章 图像锐化

设图像为：

1515

8171493710111046F ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 分别采用Roberts 算子、Sobel 算子和常用的Laplacian 算子对其进行锐化。

答：1)采用Roberts 算子锐化后的图像数据为

0000010400131100000G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

2)采用Sobel 算子锐化后的图像数据为

00000471200383400000G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

3)采用Laplacian 算子锐化后的图像数据为

000

00115008400

000G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦

第8章 图像分割

1. 分别简述利用直方图双峰法、P-参数法和均匀性度量法进行图像分割的原理。

答：三者都是基于灰度分布的阈值方法，即确定某阈值，根据图像中每个像素的灰度值大于或小于该阈值，进行分割。

(1) 直方图双峰法：当图像的灰度直方图为双峰分布时，表明图像的内容大致为两个部分，分别为灰度分布的两个山峰的附近，选择阈值为两峰的谷底点，可将画面从图像中分割出来。

(2) P-参数法的基本原理：该方法是针对预先已知图像中目标物所占比例的情况下，所采用的一种简单且有效的方法。选择一个阈值，使前景目标物所占的比例为p ，背景所占比例为1-p 。

(3) 均匀性度量法：当图像被分为目标物和背景两个类别时，属于同一类别内的像素值分布应该具有均匀性。

2. 试比较区域生长法和区域分裂与合并方法的异同之处。

答：相同点：相似性的测度都可以由所确定的阈值来决定，对于有相同或相似性质的邻域像素进行合并。都是针对非规则图形，基于区域整体特性的图像分割方法，

不同点：区域生长法关键是需要根据先验知识选取种子点，对每个分割的区域找一个种子点，然后将种子像素周围邻域中与种子像素有相同或相似性质的像素与种子像素合并。

区域合并与分裂方法的核心是将图像分成若干子块，对每个子块的属性进行计算，当属性表明该子块包含不同区域的像素，则该子块再分成若干子块，如果几个子块的属性相似，则这几个相似属性的子块合并成一个大的区域。

3. 简述区域增长法的基本思想。

答：将具有相似性质的像素集合起来构成区域，首先，对每个要分割的区域找一个种子点，然后将种子点像素周围邻域中与种子像素有相同或相似性质的像素合并到种子像素所在区域中，将这些新像素当作新的种子点继续进行上面的过程，直到没有满足条件的像素点时停止生长。其中，相似性准则可以是灰度级、彩色、组织、梯度或其他特性。

4. 简述区域分裂与合并的基本思想。

答：将图像分成若干子块，对每个子块的属性进行计算，当属性表明该子块包含不同区域的像素，则该子块再分为若干子块，如果几个子块的属性相似，则这几个相似属性的子块合并成一个大的区域。直到没有可以合并、分裂的子块为止。

第9章

利用结构元素S 对下图所示二值图像进行一次腐蚀处理、膨胀处理。

1110001001011000010

01011010010000100f ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

结构元素为：

1011S ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦（其中：结构元素的原点为S 的左上角元素，即S(1,1)）。

答：(1)腐蚀以后的图像数据为

0000000000010000010

00001000000000100G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦111110100111111111111111011110000100G ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦

(2)膨胀以后的图像数据为

《数字图像处理》习题参考答案

1 《数字图像处理》 习题参考答案 第1章概述 1.1连续图像和数字图像如何相互转换？ 答：数字图像将图像看成是许多大小相同、 形状一致的像素组成。这样，数字图像可以 用二维矩阵表示。将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像 （连续图像）信号，再由模拟 /数字转化器（ADC ）得到原始的数字图像信号。图像的数字 化包括离散和量化两个主要步骤。 在空间将连续坐标过程称为离散化， 而进一步将图像的幅 度值（可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。 1.2采用数字图像处理有何优点？ 答：数字图像处理与光学等 模拟方式相比具有以下鲜明的特点： 1 •具有数字信号处理技术共有的特点。 （1）处理精度高。（2）重现性能好。（3）灵活 性高。 2•数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。 3•数字图像处理技术适用面宽。 4 •数字图像处理技术综合性强。 1.3数字图像处理主要包括哪些研究内容？ 答：图像处理的任务是将客观世界的景象进 行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、 编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的 图像。 1.4讨论数字图像处理系统的组成。列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。 答：如图1.8,数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的 信息系统。图像处理系统包括图像 处理硬件和图像处理软件。 图像处理硬件主要由图像输入 设备、图像运算处理设备（微计算机） 、图像存储器、图像输出设备等组成。软件系统包括 操作系统、控制软件及应用软件等。 1.5 常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？ 答.目前图像处理系统开发的主流工具为 Visual C++ （面向对象可视化集成工具）和 MATLAB 的图像 t+W < 住《l 塁希碎 «IUIM EH 鼻爭■ 图1.8数字图像处理系统结构图

《数字图像处理》习题参考答案

《数字图像处理》习题参考答案 第1 章概述 连续图像和数字图像如何相互转换答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。这样，数字图像可以 用二维矩阵表示。将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像（连续图像）信号，再由模拟/数字转化器（ADC）得到原始的数字图像信号。图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。在空间将连续坐标过程称为离散化，而进一步将图像的幅度值（可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。 # 采用数字图像处理有何优点答：数字图像处理与光学等模拟方式 相比具有以下鲜明的特点： 1．具有数字信号处理技术共有的特点。（1）处理精度高。（2）重现性能好。（3）灵活性高。 2．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。 3．数字图像处理技术适用面宽。 4．数字图像处理技术综合性强。 数字图像处理主要包括哪些研究内容答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、 编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。 ] 讨论数字图像处理系统的组成。列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。 答：如图，数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的 信息系统。图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、图像存储器、图像输出设备等组成。软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。 。 $ 图数字图像处理系统结构图 1

常见的数字图像处理开发工具有哪些各有什么特点 答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++（面向对象可视化集成工具）和MATLAB 的图像处理工具箱（Image Processing Tool box）。两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。 Microsoft 公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发出来的Win 32 程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的Microsoft 基础类库 MFC 对大部分与用户设计有关的 Win 32 应用程序接口 API 进行了封装，提高了代码的可重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且复杂，为了减轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上，VC++ 提供的动态链接库支持BMP、JPG、TIF 等常用6种格式的读写功能。 MATLAB 的图像处理工具箱M ATLAB 是由M athWorks 公司推出的用于数值计算的有力工具，是一种第四代计算机语言，它具有相当强大的矩阵运算和操作功能，力求使人们摆脱繁杂的程序代码。MATLAB 图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些函数可以完成大部分图像处理工作，从而大大节省编写低层算法代码的时间，避免程序设计中的重复劳动。MATLAB 图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和算法，如图形句柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检测、二值图像处理、小波分析、分形几何、图形用户界面等。但是，MATLAB 也存在不足之处限制了其在图像处理软件中实际应用。首先，强大的功能只能在安装有M ATLAB 系统的机器上使用图像处理工具箱中的函数或自编的m文件来实现。其次，MATLAB 使用行解释方式执行代码，执行速度很慢。第三，MATLAB 擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形界面的处理不及C++等语言。为此，通应用程序接口A PI 和编译器与其他高级语言（如C、 C++、Java 等）混合编程将会发挥各种程序设计语言之长协同完成图像处理任务。API 支持 MATLAB 与外部数据与程序的交互。编译器产生独立于M ATLAB 环境的程序，从而使其他语言的应用程序使用MATLAB。 常见的数字图像应用软件有哪些各有什么特点答：图像应用软件是可直接供用户使用的商品化软件。用户从使用功能出发，只要了解 软件的操作方法就可以完成图像处理的任务。对大部分用户来说，商品化的图像应用软件无需用户进行编程，操作方便，功能齐全，已经能满足一般需求，因而得到广泛应用。常用图像处理应用软件有以下几种： 1．PHOTOSHOP：当今世界上一流的图像设计与制作工具，其优越性能令其产品望尘莫及。PHOTOSHOP 已成为出版界中图像处理的专业标准。高版本的 PHOTOSHOP 支持多达 20 多种图像格式和TWAIN 接口，接受一般扫描仪、数码相机等图像输入设备采集的图像。PHOTOSHOP 支持多图层的工作方式，只是 PHOTOSHOP 的最大特色。使用图层功能可以很方便地编辑和修改图像，使平面设计充满创意。利用PHOTOSHOP 还可以方便地对图像进行各种平面处理、绘制简单的几何图形、对文字进行艺术加工、进行图像格式和颜色模式的转换、改变图像的尺寸和分辨率、制作网页图像等。 2．CorelDRAW：一种基于矢量绘图、功能强大的图形图像制作与设计软件。位图式图像是由象素组成的，与其相对，矢量式图像以几何、色彩参数描述图像，其内容以线条和色块为主。可见，采用不同的技术手段可以满足用户的设计要求。位图式图像善于表现连续、丰富色调的自然景物，数据量较大；而矢量式图像强于表现线条、色块的图案，数据量较小。合理的利用两种不同类型的图像表现方式，往往会收到意想不到的艺术效果。CorelDraw是 2

数字图像处理：部分课后习题参考答案

第一章 1.连续图像中，图像为一个二维平面，(x,y)图像中的任意一点，f（x,y）为图像于(x,y)于处的值。 连续图像中，(x,y)的取值是连续的，f(x,y)也是连续的 数字图像中，图像为一个由有限行有限列组成的二维平面，（i,j)为平面中的任意一点，g（i,j)则为图像在（i,j)处的灰度值，数字图像中，（i,j) 的取值是不连续的，只能取整数，对应第i行j列,g（i,j) 也是不连续的，表示图像i行j列处图像灰度值。 联系：数字图像g(i,j)是对连续图像f(x,y)经过采样和量化这两个步骤得到的。其中 g(i,j)=f(x,y)| x=i,y=j 2. 图像工程的内容可分为图像处理、图像分析和图像理解三个层次，这三个层次既有联系又有 区别，如下图所示。 图像处理的重点是图像之间进行的变换。尽管人们常用图像处理泛指各种图像技术，但比较狭义的图像处理主要是对图像进行各种加工，以改善图像的视觉效果并为自动识别奠定基础，或对图像进行压缩编码以减少所需存储空间 图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息，从而建立对图像的描述。如果说图像处理是一个从图像到图像的过程，则图像分析是一个从图像到数据的过程。这里的数据可以是目标特征的测量结果，或是基于测量的符号表示，它们描述了目标的特点和性质。 图像理解的重点是在图像分析的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行动。 如果说图像分析主要以观察者为中心来研究客观世界，那么图像理解在一定程度上是以客观世界为中心，借助知识、经验等来把握整个客观世界(包括没有直接观察到的事物)的。 联系：图像处理、图像分析和图像理解处在三个抽象程度和数据量各有特点的不同层次上。 图像处理是比较低层的操作，它主要在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大。图像分析则进入了中层，分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式的描述。图像理解主要是高层操作，基本上是对从描述抽象出来的符号进行运算，其处理过程和方法与人类的思维推理有许多类似之处。 第二章： 1.参见第一章：第1题

《数字图像处理》习题参考答案

《数字图像处理》习题参考答案 第1章概述 1.1 连续图像和数字图像如何相互转换？答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形 状一致的像素组成。这样，数字图像可以 用二维矩阵表示。将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像（连续图像）信号，再由模拟/数字转化器（ADC）得到原始的数字图像信号。图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。在空间将连续坐标过程称为离散化，而进一步将图像的幅度值（可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。 1.2 采用数字图像处理有何优点？答：数字图像处理与光学等模 拟方式相比具有以下鲜明的特点： 1．具有数字信号处理技术共有的特点。（1）处理精度高。（2）重现性能好。（3）灵活性高。 2．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。 3．数字图像处理技术适用面宽。 4．数字图像处理技术综合性强。 1.3数字图像处理主要包括哪些研究内容？答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行 获取并转化为数字图像、进行增强、变换、 编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。 1.4 讨论数字图像处理系统的组成。列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。 答：如图1.8，数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的信息系统。图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、图像存储器、图像输出设备等组成。软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。 图1.8 数字图像处理系统结构图 1

1.5 常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？ 答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++（面向对象可视化集成工具）和MATLAB 的图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）。两种开发工具各有所长且有相互 间的软件接口。 Microsoft 公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发 出来的Win32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的Microsoft基础类 库MFC对大部分与用户设计有关的Win 32应用程序接口API进行了封装，提高了代码的可 重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且复杂，为了减 轻程序员将主要精力放在特定问题的图像处理算法上，VC++ 6.0 提供的动态链接库ImageLoad.dll 支持BMP、JPG、TIF等常用6种格式的读写功能。 MATLAB的图像处理工具箱MATLAB是由MathWorks公司推出的用于数值计算的有力工具，是一种第四代计算机语言，它具有相当强大的矩阵运算和操作功能，力求使人们摆脱繁 杂的程序代码。MATLAB图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数，灵活运用这些函数可 以完成大部分图像处理工作，从而大大节省编写低层算法代码的时间，避免程序设计中的重 复劳动。MATLAB图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和算法，如 图形句柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检测、二值 图像处理、小波分析、分形几何、图形用户界面等。但是，MATLAB也存在不足之处限制了 其在图像处理软件中实际应用。首先，强大的功能只能在安装有MATLAB系统的机器上使用 图像处理工具箱中的函数或自编的m文件来实现。其次，MATLAB 使用行解释方式执行代码，执行速度很慢。第三，MATLAB擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形界面的处理不及C++ 等语言。为此，通应用程序接口API 和编译器与其他高级语言（如C、C++、Java等）混合编 程将会发挥各种程序设计语言之长协同完成图像处理任务。API 支持MATLAB 与外部数据与程序的交互。编译器产生独立于MATLAB环境的程序，从而使其他语言的应用程序使用 MA TLAB。 1.6 常见的数字图像应用软件有哪些？各有什么特点？答：图像应用软件是可直接供用 户使用的商品化软件。用户从使用功能出发，只要了解 软件的操作方法就可以完成图像处理的任务。对大部分用户来说，商品化的图像应用软件无 需用户进行编程，操作方便，功能齐全，已经能满足一般需求，因而得到广泛应用。常用图 像处理应用软件有以下几种： 1．PHOTOSHOP：当今世界上一流的图像设计与制作工具，其优越性能令其产品望尘 莫及。PHOTOSHOP已成为出版界中图像处理的专业标准。高版本的PHOTOSHOP支持多达 20多种图像格式和TWAIN接口，接受一般扫描仪、数码相机等图像输入设备采集的图像。PHOTOSHOP支持多图层的工作方式，只是PHOTOSHOP的最大特色。使用图层功能可以很 方便地编辑和修改图像，使平面设计充满创意。利用PHOTOSHOP还可以方便地对图像进 行各种平面处理、绘制简单的几何图形、对文字进行艺术加工、进行图像格式和颜色模式的 转换、改变图像的尺寸和分辨率、制作网页图像等。 2．CorelDRAW：一种基于矢量绘图、功能强大的图形图像制作与设计软件。位图式图像 是由象素组成的，与其相对，矢量式图像以几何、色彩参数描述图像，其内容以线条和色块 为主。可见，采用不同的技术手段可以满足用户的设计要求。位图式图像善于表现连续、丰 富色调的自然景物，数据量较大；而矢量式图像强于表现线条、色块的图案，数据量较小。 合理的利用两种不同类型的图像表现方式，往往会收到意想不到的艺术效果。CorelDraw是 2

数字图像处理_武汉理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年

数字图像处理_武汉理工大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.已知噪声频谱的频率范围区间，应该选用下列哪种滤波器消除噪声 参考答案: 带阻滤波器 2.已知图像块【图片】则用3*3中值滤波模板对图像进行滤波时，得到f(2,1) 的灰度值是 参考答案: 5 3.关于算术编码，下列说法正确的是 参考答案: 把整个信息源表示为实数线上0到1之间的一个区间 4.关于变长编码，下列说法错误的是 参考答案: 对出现概率不等的符号用变长编码的平均码长一般与等长编码的平均码长 相当 5.在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色为蓝 色。 参考答案: 错误

6.阈值分割法分割图像是基于图像灰度的相似性性质 参考答案: 正确 7.开运算是用结构元素对二值图像先膨胀再腐蚀 参考答案: 错误 8.设一幅图像有5个灰度级{0，1，2，3，4}，经过统计这5个灰度级出现的 概率分别为{1/8，1/8，1/8，1/2，1/8}，则该图像的熵为（bit/灰度级）（取整数） 参考答案: 2 9.形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，腐蚀通常用以填补目标物 中存在的某些空洞 参考答案: 错误 10.形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，膨胀通常在去除小颗粒以 及消除目标物之间的粘连是非常有效的 参考答案: 错误 11.均值滤波器会使图像变模糊

参考答案: 正确 12.由彩色向量梯度计算得到的图像边缘一般比由3个分量图像计算得到边缘 合成的效果要好。 参考答案: 正确 13.根据需要设计一个颜色表，进而将灰度值作为颜色表的索引值完成从灰度到 彩色的映射。这种伪方法称为基于灰度颜色表的伪彩色方法。 参考答案: 正确 14.图像占用的带宽与语音占用的带宽大小相当，属于相同数量级 参考答案: 错误 15.本课程研究的图像是二维的，是三维景物在二维平面上的投影 参考答案: 正确 16.以下方面属于数字图像处理的应用有： 参考答案: 无人船_人脸识别_视频监控_智能机器人

《数字图像处理》习题参考附标准答案

《数字图像处理》习题参考附标准答案 《数字图像处理》习题参考答案 第1章概述 1.1连续图像和数字图像如何相互转换？答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形状 一致的像素组成。这样，数字图像可以 用二维矩阵表示。将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像（连续图像）信号，再由模拟/数字转化器（ADC）得到原始的数字图像信号。图像的数字 化包括离散和量化两个主要步骤。在空间将连续坐标过程称为离散化，而进一步将图像的幅 度值（可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。 1.2采用数字图像处理有何优点？答：数字图像处理与光学等模拟 方式相比具有以下鲜明的特点： 1．具有数字信号处理技术共有的特点。（1）处理精度高。（2）重现性能好。（3）灵活 性高。 2．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。 3．数字图像处理技术适用面宽。 4．数字图像处理技术综合性强。 1.3数字图像处理主要包括哪些研究内容？答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行 获取并转化为数字图像、进行增强、变换、 编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的 图像。 1.4讨论数字图像处理系统的组成。列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。答：

如图1.8，数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的 信息系统。图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。图像处理硬件主要由图像输入 设备、图像运算处理设备（微计算机）、图像存储器、图像输出设备等组成。软件系统包括 操作系统、控制软件及应用软件等。 图1.8 数字图像处理系统结构图 1 1.5常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？ 答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++（面向对象可视化集成工具）和MATLAB 的图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）。两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。 Microsoft 公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具，用它开发 出来的Win32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++所提供的Microsoft基础类 库MFC对大部分与用户设计有关的Win 32应用程序接口API进行了封装，提高了代码的可 重用性，大大缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。由于图像格式多且复杂，为了减

数字图像处理每章课后题参考答案

数字图像处理每章课后题参考答案 第一章和第二章作业： 1.简述数字图像处理的研究内容？ 答：数字图像处理的主要研究内容，根据其主要的处理流程与处理目标大致可以分为图像信息的描述、图像信息的处理、图像信息的分析、图像信息的编码以及图像信息的显示等几个方面， 将这几个方面展开，具体有以下的研究方向： 1.图像数字化， 2.图像增强， 3.图像几何变换， 4.图像恢复， 5.图像重建， 6.图像隐藏， 7.图像变换， 8.图像编码， 9.图像识别与理解。 2.什么是图像工程？根据抽象程度和研究方法等的不同，图像工程可分为哪几个层次？每个层次包含哪些研究内容？ 答：图像工程是一门系统地研究各种图像理论、技术和应用的新的交叉科学。 根据抽象程度、研究方法、操作对象和数据量等的不同，图像工程可分为三个层次：图像处理、图像分析、图像理解。 图像处理着重强调在图像之间进行的变换。比较狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果。图像处理主要在图像的像素级上进行处理，处理的数据量非常大。图像分析则主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息从而建立对图像的描述。图像分析处于中层，分割和特征提取把原来以像素描述的图像转变成比较简洁的非图形式描述。 图像理解的重点是进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容含义的理解以及对原来客观场景的解释，从而指导和规划行为。图像理解主要描述高层的操作，基本上根据较抽象地描述进行解析、判断、决策，其处理过程与方法与人类的思维推理有许多相似之处。 第三章图像基本概念 1.图像量化时，如果量化级比较小时会出现什么现象？为什么？ 答：当实际场景中存在如天空、白色墙面、人脸等灰度变化比较平缓的区域时，采用比较低的量化级数，则这类图像会在画面上产生伪轮廓（即原始场景中不存在的轮廓）。图像的量

数字图像处理课后题答案

1. 图像处理的主要方法分几大类? 答：图字图像处理方法分为大两类：空间域处理（空域法）和变换域处理（频域法）。 空域法：直接对获取的数字图像进行处理。 频域法：对先对获取的数字图像进行正交变换，得到变换系数阵列，然后再进行处理，最后再逆变换到空 间域，得到图像的处理结果 2. 图像处理的主要内容是什么? 答：图形数字化（图像获取）：把连续图像用一组数字表示，便于用计算机分析处理。图像变换：对图像进 行正交变换，以便进行处理。图像增强：对图像的某些特征进行强调或锐化而不增加图像的相关数据。图 像复原：去除图像中的噪声干扰和模糊，恢复图像的客观面目。图像编码：在满足一定的图形质量要求下 对图像进行编码，可以压缩表示图像的数据。图像分析：对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而获 得所需的客观信息。图像识别：找到图像的特征，以便进一步处理。图像理解：在图像分析的基础上得出 对图像内容含义的理解及解释，从而指导和规划行为。 3. 名词解释：灰度、像素、图像分辨率、图像深度、图像数据量。 答：像素：在卫星图像上，由卫星传感器记录下的最小的分立要素(有空间分量和谱分量两种)。通常，表示 图像的二维数组是连续的，将连续参数 x,y ，和 f 取离散值后，图像被分割成很多小的网格，每个网格即 为像素 图像分辨率：指对原始图像的采样分辨率，即图像水平或垂直方向单位长度上所包含的采样点数。 单位是“像素点/单位长度” 图像深度是指存储每个像素所用的位数,也用于量度图像的色彩分辨率.图像深度确定彩色图像的每个像素 可能有的颜色数,或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数.它决定了彩色图像中可出现的最多颜色 数,或灰度图像中的最大灰度等级（图像深度：位图图像中，各像素点的亮度或色彩信息用二进制数位来表 示，这一数据位的位数即为像素深度，也叫图像深度。图像深度越深，能够表现的颜色数量越多，图像的 色彩也越丰富。） 图像数据量：图像数据量是一幅图像的总像素点数目与每个像素点所需字节数的乘积。 4. 什么是采样与量化？ 答：扫描：按照一定的先后顺序对图像进行遍历的过程。采样：将空间上连续的图像变成离散点的操作。 采样过程即可看作将图像平面划分成网格的过程。量化：将采样得到的灰度值转换为离散的整数值。灰度 级：一幅图像中不同灰度值的个数。一般取0~255，即256个灰度级 5.说明图像函数 的各个参数的具体含义。 答：其中，x 、y 、z 是空间坐标，λ是波长，t 是时间，I 是像素点的强度。它表示活动的、彩色的、三维的 视频图像。对于静止图像，则与时间t 无关；对于单色图像，则波长λ为常数；对于平面图像，则与坐标z 无关。 1.请解释马赫带效应，马赫带效应和同时对比度反映了什么共同的问题? 答：马赫带效应：基于视觉系统有趋向于过高或过低估计不同亮度区域边界值的现象。同时对比度现象： 此现象表明人眼对某个区域感觉到的亮度不仅仅依赖它的强度，而与环境亮度有关 共同点： 它们都反映了人类视觉感知的主观亮度并不是物体表面照度的简单函数。 2. 色彩具有那几个基本属性？描述这些基本属性的含义。 答：色彩是光的物理属性和人眼的视觉属性的综合反映。色彩具有三个基本属性：色调、饱和度和亮度 色调是与混合光谱中主要光波长相联系的（红绿蓝）饱和度表示颜色的深浅程度，与一定色调的纯度有关， 纯光谱色是完全饱和的，随着白光的加入饱和度逐渐减少。（如深红、浅红等）亮度与物体的反射率成正比。 颜色中掺入白色越多就越明亮，掺入黑色越多亮度越小。 3.什么是视觉的空间频率特性？什么是视觉的时间特性？ 答：视觉的空间频率特性：空间频率是指视像空间变化的快慢。明亮的图像（清晰明快的画面）意味着有 大量的高频空间成分；模糊的图像只有低频空间成分。视觉的时间特性：使视觉图像建立起来是需要时间 的，而视觉图像建立起来之后，即使把目标图像拿走，视觉反应也要持续一段时间。因此而产生视觉的运 ),,,,(t z y x f I λ =

数字图像处理课后参考答案

数字图像处理课后参考答案

数字图像处理 第一章 1.1解释术语 （2）数字图像：为了便于用计算机对图像进行处理，通过将二维连续（模拟）图像在空间上离散化，也即采样，并同时将二维连续图像的幅值等间隔的划分成多个等级（层次）也即均匀量化，以此来用二维数字阵列并表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数的图像形式称为数字图像。 （3）图像处理：是指对图像信息进行加工以满足人的视觉或应用需求的行为。 1.7 包括图像变化、图像增强、图像恢复、图像压缩编码、图像的特征提取、形态学图像处理方法等。彩色图像、多光谱图像和高光谱图像的处理技术沿用了前述的基本图像处理技术，也发展除了一些特有的图像处理技术和方法。 1.8基本思路是，或简单地突出图像中感兴趣的特征，或想方法显现图像中那些模糊了的细节，以使图像更清晰地被显示或更适合于人或及其的处理与分析。 1.9基本思路是，从图像退化的数学或概率模型出发，研究改进图像的外观，从而使恢复以后的图像尽可能地反映原始图像的本来面目，从而获得与景物真实面貌相像的图像。

为24是说明是真彩色图像。 同时，根据每个像素的位数和调色板的信息，可进一步指出是16色彩色图像还是16灰度级图像；是256色彩色图像还是256灰度级图像。 （3）图像的调色板信息。 （4）图像的位图数据信息。 对图像信息的描述一般用某种格式的图像文件描述，比如BMP等。在用图像文件描述图像信息时，相应的要给出图像文件的格式信息、图像文件是否压缩及其压缩格式信息等。不同格式的图像文件有各自的约定。 2.15 由于存储一副M*N的灰度级为l的数字图像所需的位数为：M*N*k，其中l=2k。二值图像、16级灰度级图像和256灰度级图像的k值分别为1、4、8，也即存储一个像素需要的位数分别为1位、4位、8位。所以，一副200*300的二值图像所需的存储空间为200*300*1/8=7.5KB；衣服200*300的16灰度级图像所需的存储空间为200*300*4/8=30KB； 一副200*300的256灰度级图像所需的存储空间为200*300*8/8=60KB。 第三章 3.5 功率谱表示的意义是什么 答：功率谱的定义为频谱的平方，反应了离散信号的能量在频率域上的分布情况。