数字图像处理练习题

1、考虑如下所示图像子集：

（1）令V={0,1}，计算p和q之间的4，8，m通路的最短长度；（2）令V={1，2}，仍计算上述3个长度。

2、对于离散的数字图像，则变换函数T(rk)的离散形式可表示为:

∑

∑

=

=

-

=

-

=

=

k

j

j

k

j

j

r

k

k

n

MN

L

r

p

L

r

T

s

1

)

(

)

1

(

)

(

上式表明，均衡后各像素的灰度值sk可直接由原图像的直方图算出。

例假定有一幅总像素为n=64×64的图像，灰度级数为8，各灰度级分布列于表中。对其均衡化计算过程如下。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

3、

4、在位图切割中，就8比特图像的位平面抽取而言

（1）通常，如果将低阶比特面设为零值，对一幅图像的直方图有何影响

（2）如果将高阶比特面设为零值将对直方图有何影响

答：（1）如果将低阶比特面设为零，图像的不同灰度级的个数会减少，即某些灰度级的像素数会丢失，而像素总数是不变的，丢失的像素转移到其它未丢失的灰度级上，从而图像的直方图密度变低；

（2）当图像高阶比特面设为零，高灰度级的像素会丢失，丢失的像素都转移到低灰度级上，从而导致图象直方图只有低灰度区，高灰度区直方图均为零。

5、有一数字序列为：

（106，114，109，145，177，186，188，182，187）

1）利用一维三点平滑模板(1/3,1/3,1/3)对数据进行平滑。

2）利用一维拉普拉斯算子（1,-2,1）对数据进行锐化。

（边缘处理方式自定义，写出如何定义）

答：边缘处理方式为边缘灰度由相邻灰度（处理过的）替代。

1）平滑后的序列为

（110，110，123，144，170，184，186，186）

2）锐化算子

（-13，-13，41，-4，-23，-7，-8，11，11）

锐化后的序列为

（119，127，68，149，180，193，196，171，176）

6、近似一个离散导数的基本方法是对f(x+1,y)-f(x,y)取差分。试找到空域一阶微分滤波器传递函数在频域中进行等价的操作H(u,v) 。

7、给出一幅MⅹN大小的图像，要求做一个实验，它由截止频率为D0 的高斯型低通滤波器重复进行低通滤波。可以忽略计算的舍入误差。令k代表滤波器使用的次数。在没有实验前，你能预测K为足够大的值时结果将是什么吗如果能，结果是什么

8、下图是一个模糊的心脏的二维在线立体投影。已知每个图像右边底部的十字线是3像素宽，30像素长，在模糊之前有255的灰度值，请提供一个过程，指出怎样应用上述信息得到模糊函数H(u,v)。

答：（1）取一块背景区域，尽可能大，求背景区域的平均灰度，

（2）利用题中所给的十字线的信息，构造一幅只有背景区域和十字线的图像，背景灰度为（1）中求得的平均灰度，十字线灰度值为255。对构造的图像求傅立叶变换F(u,v)。

（3）从原图像上取相同大小的区域，该区域包含模糊的十字线，对此子图像求傅立叶变换G(u,v)。

（4）由维纳滤波或逆滤波恢复H(u,v) 。

9、一位考古学教授在做古罗马时期货币流通方面的研究，最近认识到4个罗马硬币对他的研究很关键，它们被列在伦敦大英博物馆的馆藏目录中。遗憾的是，他到达那里后，被告知现在硬币已经被盗了，幸好博物馆保存的一些照片来研究也是可靠的。但硬币的照片模糊了，日期和其它小的标记不能读出。模糊的原因是摄取照片时照相机散焦。作为一名图像处理专家，要求你帮助决定是否计算机处理能被用于复原图像，帮助教授读出这些标记。且用于拍摄该图像的原照相机一直能用，还有些同一时期其他有代表性的硬币。提出解决这一问题的过程。

答：本题基本思想是用相机和相似的硬币去模型化相机的退化过程，然后用此结果进行逆滤波。步骤如下：

（1）选择一枚同时期硬币，尽可能在尺寸和内容上与丢失的硬币相同。选择背景与照片背景的纹理、亮度尽可能相同；

（2）设置博物馆的相机在几何结构上尽可能使拍出的照片与丢失的硬币照片相似。获得几张测试图片；

（3）对每个硬币的图像采用不同的镜头参数设置，获得的图像在交角，尺寸（照片上背景所占的区域大小等），照片的模糊程度等都尽可能逼近丢失硬币的照片；

（4）（3）中镜头参数设置是相应丢失照片的退化过程的模型化，对每一个这样的设置，去除硬币与背景，并用一个小的亮点在统一的背景去替代硬币和其背景在相同的设置下进行拍照或是其他的机械装置去逼近一个光脉冲。数字化该脉冲，其傅里叶变换就是模糊过程的传

递函数；

（5）数字化每一个丢失硬币的模糊图像，获得其傅立叶变换。至此，我们获得了每一个H(u,v)与G(u,v)；

（6）用维纳滤波获得F(u,v)的逼近；

（7）求反傅里叶变换，重建图像。

10、中值滤波适合处理哪一类噪声试述其原理。

椒盐噪声；椒盐噪声是脉冲信号，在图像中呈现亮点或暗点，与图像的其它灰度不相关。通过中值滤波，在n*n模板上寻找一个中间灰度值替代噪声点的灰度，从而使噪声点的灰度在图像中不发生作用，起到了平滑噪声的作用。也因此，中值滤波去处椒盐噪声的同时，可以保留图像的边缘信息

11、三个基本量用来描述彩色光源的质量：辐射量、光强和亮度。

12、

提示：HSI模型，对I分量直方图均衡化。

13、试述光的三原色与原料的三原色成色原理，并举例说明其各自的应用范围；如果有一计算机显示的颜色偏蓝，应如何调整颜色

光的三原色为红、绿、蓝，原色相加可产生二次色，深红色（R+B），青色(G+B)，黄(R+G)。

以正确的亮度把三原色或一种二次色与其相反的原色相混合可产生白光。光的三原色成色原理是加色原理。

颜料的三原色是光的三原色的补色，是一种原色为减去或吸收光的一种原色并反射另两种原色。因此，原料的原色是深红色，青色和黄色，而二次色是红、绿、蓝。

显示器的成色原理是应用了光的三原色原理，因此，当显示偏蓝时，只需降低蓝色分量或相应的提高红色与绿色分量即可。

14、计算机中如何实现彩色直方图的匹配

（1）计算机中应用的彩色模型是RGB模型，因此，对要处理的彩色图像应首先应用转换公式将RGB模型转换为HSI模型，这样，分离出强度和颜色；

（2）其次，对强度图首先进行直方图均衡化；

（3）然后，对所要匹配的直方图也进行直方图均衡化；

（4）对均衡化后的直方图在计算机中进行查表对应，从而将（2）中的强度图按照（3）中的直方图进行分配；

（5）对重新分配后的强度图加入颜色信息，恢复出彩色图像

15、

（1）霍夫曼编码信源化简

（2）霍夫曼化简后的信源编码

其信源熵为符号。编码的平均长度：

(0.4)(1)(0.3)(2)(0.1)3(0.1)(4)(0.06)(5)(0.04)(5) 2.2/avg L bit =+++++=（）符号

16、算术编码

17、LZW编码

18、算术解码过程是编码过程的逆过程，对给出的编码模型信息进行解码

! u o i e

a 0.9 0

0.2 0.5 0.6 0.8 1 ! u o i e

a 0.47

0.2

0.26

0.35

0.38

0.44

0.5 ! u o i e

a 0.254

0.2

0.212

0.23

0.236

0.248

0.26 ! u o i e

a 0.2354

0.23

0.2312

0.233

0.2336

0.2348

0.236 ! u o i e

a 0.23354 0.233

0.23312

0.2333

0.23336

0.23348

0.2336

0.23355

算术解码过程是编码过程的逆过程，首先按题中给出的符号表将[0,1）区间按照字符的概率分布进行分配。已知信息，位于最初的字符“e ”的区间，所以解码输出的第一个符号为“e ”，将“e ”区间[,）按照信源符号及其发生概率重新进行划分，确定属于“

a ”区间，所以第二个解码输出字符为“a ”，以下依此类推，根据下图的过程来计算所有的输出码字。最后解码输出为“eaii!”

19、下图表示了一个基本的带有运动补偿的MPEG 视频压缩编码器的框图，根据这个编码器画出相应的解码器的框图。

与上图相应的MPEG 解码器如下图所示 ：

图像块

数字图像处理实验1

实验一 实验内容和步骤 练习图像的读取、显示和保存图像数据，步骤如下： (1)使用命令figure(1)开辟一个显示窗口 (2)读入一幅RGB图像，变换为灰度图像和二值图像，并在同一个窗口内显示、二值图像和灰度图像，注上文字标题。 (3)保存转换后的灰度图像和二值图像 (4)在同一个窗口显示转换后的灰度图像的直方图 I=imread('BaboonRGB.bmp'); figure,imshow(I); I_gray=rgb2gray(I); figure,imshow(I_gray); I_2bw=Im2bw(I_gray); figure,imshow(I_2bw); subplot(1,3,1),imshow(I),title('RGB图像'); subplot(1,3,2),imshow(I_gray),title('灰度图像'); subplot(1,3,3),imshow(I_2bw),title('二值图像'); imwrite(I_gray,'Baboongray.png'); imwrite(I_2bw,'Baboon2bw.tif'); figure;imhist(I_gray);

RGB 图 像灰度图 像二值图 像 050100150200250 500 1000 1500 2000 2500 3000

(5)将原RGB 图像的R 、G 、B 三个分量图像显示在figure(2)中，观察对比它们的特点，体会不同颜色所对应的R 、G 、B 分量的不同之处。 [A_RGB,MAP]=imread('BaboonRGB.bmp'); subplot(2,2,1),imshow(A_RGB),title('RGB'); subplot(2,2,2),imshow(A_RGB(:,:,1)),title('R'); subplot(2,2,3),imshow(A_RGB(:,:,2)),title('G'); subplot(2,2,4),imshow(A_RGB(:,:,3)),title('B'); (6)将图像放大1.5倍，插值方法使用三种不同方法，在figure(3)中显示放大后的图像，比较不同插值方法的结果有什么不同。将图像放大到其它倍数，重复实验；A=imread('BaboonRGB.bmp'); figure(3),imshow(A),title('原图像'); B=imresize(A,1.5,'nearest'); figure(4),imshow(B),title('最邻近法') C=imresize(A,1.5,'bilinear'); ; figure(5),imshow(C),title('双线性插值'); D=imresize(A,1.5,'bicubic'); figure(6),imshow(D),title('双三次插值 '); RGB R G B

数字图像处理模拟题

《数字图像处理》模拟练习题 1、 马赫带效应.(4 points) 2、 CMY 色彩空间 (4 points) 3、 灰度直方图(4 points) 4、 拉普拉斯滤波器 (4 points) 5、 眼对红光的敏感度高于对蓝光的敏感度。 （ ） 6、 对图像进行DCT 变换及量化处理后再进行Huffman 编码，以上编码是可逆的。（ ） 7、 图像信源的熵指的是信源的平均信息量，熵值越大可用于编码得效率越高。（ ） 8、 度图像进行直方图均衡化处理后，其各灰度级的概率分布基本相同。（ ） 9、 在JPEG 标准中，对图像各子块进行DCT 变换后，对其DC 、AC 系数按相同的方法进行后续处理。（ ） 10、 与理想低通滤波器相比较，巴特沃思滤波器对图像的平滑处理效果更理想，关键在它有效的克服了前者的振铃效应。二、正、误判断题（10小题，每小题2分，共20分） 一、名词解释（4小题，每题5分，共20分）

（ ） 11、 用HSI 彩色空间描述图像，像素的饱和度越大，则其掺的白光的成分越少。（ ） 12、 丢失了高频成分的图像给人的感觉是比较模糊。（ ） 13、 在图像的退化模型中，影响其非线性失真（如运动模糊）的主要原因是外加的加性噪声。（ ） 14、 加权邻域平均的平滑方法对图像复原有效，特别是对有附有热噪声（如高斯噪声）的图像。（ ） 15、 以下是一种Butterworth 滤波器的传输函数，该滤波器在图像处理领域有什么特点？.（7points ） 16、 给出以下图像系统退化模型的输出表达式，并解释该模型各部分的物理含义。（8 points ） 三、 三、简答题：（4小题，共30分） 图16 a model of the image degradation 20)],(/[11),(v u D D v u H +=

数字图像处理实验报告

数字图像处理实验报告 实验一数字图像基本操作及灰度调整 一、实验目的 1)掌握读、写图像的基本方法。 2)掌握MATLAB语言中图像数据与信息的读取方法。 3)理解图像灰度变换处理在图像增强的作用。 4)掌握绘制灰度直方图的方法，理解灰度直方图的灰度变换及均衡化的方 法。 二、实验内容与要求 1.熟悉MATLAB语言中对图像数据读取，显示等基本函数 特别需要熟悉下列命令：熟悉imread()函数、imwrite()函数、size()函数、Subplot（）函数、Figure（）函数。 1)将MATLAB目录下work文件夹中的forest.tif图像文件读出.用到imread， imfinfo 等文件，观察一下图像数据，了解一下数字图像在MATLAB中的处理就是处理一个矩阵。将这个图像显示出来（用imshow）。尝试修改map颜色矩阵的值，再将图像显示出来，观察图像颜色的变化。 2)将MATLAB目录下work文件夹中的b747.jpg图像文件读出，用rgb2gray() 将其 转化为灰度图像，记为变量B。 2.图像灰度变换处理在图像增强的作用 读入不同情况的图像，请自己编程和调用Matlab函数用常用灰度变换函数对输入图像进行灰度变换，比较相应的处理效果。 3.绘制图像灰度直方图的方法，对图像进行均衡化处理 请自己编程和调用Matlab函数完成如下实验。 1)显示B的图像及灰度直方图，可以发现其灰度值集中在一段区域，用 imadjust函 数将它的灰度值调整到[0，1]之间，并观察调整后的图像与原图像的差别，调整后的灰

度直方图与原灰度直方图的区别。 2) 对B 进行直方图均衡化处理，试比较与源图的异同。 3) 对B 进行如图所示的分段线形变换处理，试比较与直方图均衡化处理的异同。 图1.1 分段线性变换函数 三、实验原理与算法分析 1. 灰度变换 灰度变换是图像增强的一种重要手段，它常用于改变图象的灰度范围及分布，是图象数字化及图象显示的重要工具。 1) 图像反转 灰度级范围为[0, L-1]的图像反转可由下式获得 r L s --=1 2) 对数运算：有时原图的动态范围太大，超出某些显示设备的允许动态范围， 如直接使用原图，则一部分细节可能丢失。解决的方法是对原图进行灰度压缩，如对数变换： s = c log(1 + r )，c 为常数，r ≥ 0 3) 幂次变换： 0,0,≥≥=γγc cr s 4) 对比拉伸：在实际应用中,为了突出图像中感兴趣的研究对象，常常要求 局部扩展拉伸某一范围的灰度值，或对不同范围的灰度值进行不同的拉伸处理，即分段线性拉伸： 其对应的数学表达式为：

数字图像处理

院系：计算机科学学院 专业：计算机科学与技术 年级： 09级 课程名称：数字图像处理 组号： 25组 指导教师：孙阳光 学号： 姓名： 2012 年 6 月 13 日

年 级 班号学号 专 业 姓名实 验名称MATLAB图像处理编程基础 实验 类型 设计型综合型创新型 √ 实验目的或要求加深对数字图像处理理论课程的理解，进一步熟悉数字图像处理课程的相关算法和原理选择一副图像，叠加椒盐噪声，分别用邻域平均法和中值滤波法对该图像进行滤波，显示滤波后的图像，比较和分析各滤波器的效果。 选择一副图像，叠加零均值高斯噪声，设计一种处理方法，既能去噪声，又能保持边缘清晰。

实验原理（算法流程图或者含注释的源代码）二、算法原理 平滑滤波器用滤波模板确定的领域内象素的平均灰度值去代替图像中的每一个像素点的值，这种处理减少了图像灰度的“尖锐”变化,常称为邻域平均法。邻域平均法有力地抑制了噪声，同时也引起了模糊，模糊程度与邻域半径成正比。 中值滤波法是一种非线性平滑技术，它将每一象素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有象素点灰度值的中值.中值滤波法对消除椒盐噪音非常有效。 图像平滑往往使图像中的边界、轮廓变得模糊，为了减少这类不利效果的影响，这就需要利用图像锐化技术，使图像的边缘变的清晰。图像锐化处理的目的是为了使图像的边缘、轮廓线以及图像的细节变的清晰。 三、Matlab代码 1: I = imread('eight.tif'); J = imnoise(I,'salt & pepper',0.02); subplot(231); imshow(I);title('原图象'); subplot(232); imshow(J);title('添加椒盐噪声图象'); k1 = filter2(fspecial('average', 3), J); k2 = filter2(fspecial('average', 5), J); k3 = filter2(fspecial('average', 7), J); k4 = filter2(fspecial('average', 9), J); subplot(233); imshow(uint8(k1));title('3×3模板平滑滤波'); subplot(234); imshow(uint8(k2));title('5×5模板平滑滤波'); subplot(235); imshow(uint8(k3));title('7×7模板平滑滤波'); subplot(236); imshow(uint8(k4));title('9×9模板平滑滤波'); I = imread('eight.tif'); J = imnoise(I,'salt & pepper',0.02); subplot(231); imshow(I);title('原图象'); subplot(232); imshow(J);title('添加椒盐噪声图象'); k1 = medfilt2(J); k2 = medfilt2(J,[5,5]); k3 = medfilt2(J,[7,7]); k4 = medfilt2(J,[9,9]); subplot(233); imshow(k1);title('3×3模板中值滤波'); subplot(234); imshow(k2);title('5×5模板中值滤波'); subplot(235); imshow(k3);title('7×7模板中值滤波'); subplot(236); imshow(k4);title('9×9模板中值滤波');

数字图像处理题库

[题目] 数字图像 [参考答案] 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地划分成多个等级（层次），也即均匀量化，以此来用二维数字阵列表示其中各个像素的空间位置和每个像素的灰度级数（灰度值）的图像形式称为数字图像。 图像处理 [参考答案] 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。 题目] 数字图像处理 [参考答案] 是指利用计算机技术或其他数字技术，对一图像信息进行某此数学运算及各种加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。 一、绪论(名词解释，易，3分) [题目] 图像 [参考答案] 是指用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的、可以直接或间接作用于人的视觉系统而产生的视知觉的实体。 一、绪论(简答题，难，6分) [题目] 什么是图像？如何区分数字图像和模拟图像？ [参考答案] “图”是物体透射或反射光的分布，是客观存在的。“像”是人的视觉系统对图在大脑中形成的印象或认识，是人的感觉。图像是图和像的有机结合，既反映物体的客观存在，又体现人的心理因素；图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模仿或描述，或者说图像是客观对象的一种可视表示，它包含了被描述对象的有关信息。 模拟图像是空间坐标和亮度(或色彩)都连续变化的图像；数字图像是空间坐标和亮度(或色彩)均不连续的、用离散数字(一般是整数)表示的图像。

[题目] 简述研究图像恢复的基本思路。 [参考答案] 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日，从而获得与景物真实面貌相像的图像。 一、绪论(简答题，易，5分) [题目] 简述研究图像变换的基本思路。 [参考答案] 基本思路是通过数学方法和图像变换算法对图像的某种变换，以便简化图像进一步处理的过程，或在进一步的图像处理中获得更好的处理效果。 一、绪论(简答题，易，5分) [题目] 简述一个你所熟悉的图像处理的应用实例。 [参考答案] 比如，医学上用B超检测仪对人体器官病变的检查和诊断。 一、绪论(简答题，中，5分) [题目] 一般的数字图像处理要经过几个步骤？由哪经内容组成？ [参考答案] 数字图像处理的基本步骤包括图像信息的获取、存储、处理、传输、输出和显示。 数字图像处理的内容主要包括图像数字化、图像变换、图像增强、图像恢复(复原)、图像压缩编码、图像分割、图像分析与描述和图像识别分类。 一、绪论(简答题，中，5分) [题目] 图像处理的目的是什么？针对每个目的请举出实际生活中的一个例子。 [参考答案] 图像处理就是对图像信息进行加工处理和分析，以满足人的视觉心旦需要和实际应用或某种目的(如压缩编码或机器识别)的要求。如视频图像的高清晰化处理、医学图像的识别分类及其在疾病断中的应用，就是图像处理这两个目的的实际例子。

数字图像处理实验 实验二

实验二MATLAB图像运算一、实验目的 1．了解图像的算术运算在数字图像处理中的初步应用。 2．体会图像算术运算处理的过程和处理前后图像的变化。 二、实验步骤 1．图像的加法运算-imadd 对于两个图像f x,y和 (x,y)的均值有： g x,y=1 f x,y+ 1 (x,y) 推广这个公式为： g x,y=αf x,y+β (x,y) 其中，α+β=1。这样就可以得到各种图像合成的效果，也可以用于两张图像的衔接。说明：两个示例图像保存在默认路径下，文件名分别为'rice.png'和'cameraman.tif'，要求实现下图所示结果。 代码： I1 = imread('rice.png'); I2 = imread('cameraman.tif'); I3 = imadd(I1, I2,'uint8'); I4 = imadd(I1, I2,'uint16'); subplot(2, 2, 1), imshow(I1), title('?-ê?í???1'); subplot(2, 2, 2), imshow(I2), title('?-ê?í???2'); subplot(2, 2, 3), imshow(I3), title('8??í?????ê?'); subplot(2, 2, 4), imshow(I4), title('16??í?????ê?'); 结果截图：

2．图像的减法运算-imsubtract 说明： 背景图像可通过膨胀算法得到background = imopen(I,strel('disk',15));，要求实现下图所示结果。 示例代码如下： I1 = imread('rice.png'); background = imerode(I1, strel('disk', 15)); rice2 = imsubtract(I1, background); subplot(2, 2, 1), imshow(I1), title('?-ê?í???'); subplot(2, 2, 2), imshow(background), title('±3?°í???'); subplot(2, 2, 3), imshow(rice2), title('′|àíoóμ?í???'); 结果截图： 3.图像的乘法运算-immultiply

数字图像处理

数字图像处理(MATLAB版) 实验指导书 (试用版) 本实验指导书配合教材和课堂笔记中的例题使用 姚天曙编写 安徽农业大学工学院 2009年4月试行

目录 实验一、数字图像获取和格式转换 2 实验二、图像亮度变换和空间滤波 6 实验三、频域处理7 实验四、图像复原9 实验五、彩色图像处理10 实验六、图像压缩11 实验七、图像分割13 教材与参考文献14

《数字图像处理》实验指导书 实验一、数字图像获取和格式转换 一、实验目的 1掌握使用扫描仪、数码相机、数码摄像级机、电脑摄像头等数字化设备以及计算机获取数字图像的方法； 2修改图像的存储格式；并比较不同压缩格式图像的数据量的大小。 二、实验原理 数字图像获取设备的主要性能指标有x、y方向的分辨率、色彩分辨率（色彩位数）、扫描幅面和接口方式等。各类设备都标明了它的光学分辨率和最大分辨率。分辨率的单位是dpi，dpi是英文Dot Per Inch的缩写，意思是每英寸的像素点数。 扫描仪扫描图像的步骤是:首先将欲扫描的原稿正面朝下铺在扫描仪的玻璃板上，原稿可以是文字稿件或者图纸照片；然后启动扫描仪驱动程序后，安装在扫描仪内部的可移动光源开始扫描原稿。为了均匀照亮稿件，扫描仪光源为长条形，并沿y方向扫过整个原稿；照射到原稿上的光线经反射后穿过一个很窄的缝隙，形成沿x方向的光带，又经过一组反光镜，由光学透镜聚焦并进入分光镜，经过棱镜和红绿蓝三色滤色镜得到的RGB三条彩色光带分别照到各自的CCD上，CCD将RGB光带转变为模拟电子信号，此信号又被A/D变换器转变为数字电子信号。至此，反映原稿图像的光信号转变为计算机能够接受的二进制数字电子信号，最后通过串行或者并行等接口送至计算机。扫描仪每扫一行就得到原稿x方向一行的图像信息，随着沿y方向的移动，在计算机内部逐步形成原稿的全图。扫描仪工作原理见图1.1。

数字图像处理模拟题(双语课)

Terms and concepts explanation RGB：Red Green Blue 三原色红绿蓝 CMYK：cyan magenta yellow black 青、粉红、黄、黑 HSI: hue saturation intensity 色调、饱和度、亮度 FFT fast fourier transform 快速傅里叶变换 CWT continuous wavelet transform 连续小波变换 DCT discrete cosine transform 离散余弦变换 DFT discrete fourier transform 离散傅里叶变换 DWT discrete wavelet transform 离散小波变换 CCD charge-coupled device电荷耦合元件 Pixel a digital image is composed of a finite number of elements,each of which has a particular lication and value,these elements are called pixel 像素 DC component in frequency domain （direct current component）直流分量的频率域GLH The Gray Level Histogram 灰度直方图 Mather（basic）wavelet :a function (wave) used to generate a set of wavelets,母小波，用于产生小波变换所需的一序列子小波 Basis functions basis image : there i s only one set of αk for any given f(x), then the ψk (x) are called basis functions Multi-scale analysis多尺度分析 Gaussian function:Gaussian function In mathematics,is a function of the form: for some real constants a 0, b, c 0, and e ≈ 2.718281828 (Euler’s number).对于一些真正的常量0,b,c 0,和e≈2.718281828(欧拉数)。 Sharpening filter ：锐化滤波器 Smoothing filter/convolution ：smoothing filter are used for blurring and for noise reduction 平滑滤波器用于模糊处理和降低噪声/卷积 Imageenhancement/imagerestoration image Enhancement the process of manipulating an i mage so that the result is more suitable than the original for a specific application. 图像增强处理是对图像进行的加工，使其结果对于特定的应用比原始图像更适合的一种处理。

数字图像处理实验

《数字图像处理》 实验报告 学院：信息工程学院 专业：电子信息工程 学号： 姓名： 2015年6月18日

目录 实验一图像的读取、存储和显示 (2) 实验二图像直方图分析 (6) 实验三图像的滤波及增强 (15) 实验四噪声图像的复原 (19) 实验五图像的分割与边缘提取 (23) 附录1MATLAB简介 (27)

实验一图像的读取、存储和显示 一、实验目的与要求 1．熟悉及掌握在MATLAB中能够处理哪些格式图像。 2．熟练掌握在MATLAB中如何读取图像。 3．掌握如何利用MATLAB来获取图像的大小、颜色、高度、宽度等等相关信息。 4．掌握如何在MATLAB中按照指定要求存储一幅图像的方法。 5．图像的显示。 二、实验原理 一幅图像可以被定义为一个二维函数f(x,y),其中x和y是空间(平面)坐标，f 在任何坐标处(x,y)处的振幅称为图像在该点的亮度。灰度是用来表示黑白图像亮度的一个术语，而彩色图像是由单个二维图像组合形成的。例如，在RGB彩色系统中，一幅彩色图像是由三幅独立的分量图像(红、绿、蓝)组成的。因此，许多为黑白图像处理开发的技术适用于彩色图像处理，方法是分别处理三副独立的分量图像即可。图像关于x和y坐标以及振幅连续。要将这样的一幅图像转化为数字形式，就要求数字化坐标和振幅。将坐标值数字化成为取样；将振幅数字化成为量化。采样和量化的过程如图1所示。因此，当f的x、y分量和振幅都是有限且离散的量时，称该图像为数字图像。 三、实验设备 (1) PC计算机 (2) MatLab软件/语言包括图像处理工具箱(Image Processing Toolbox) (3) 实验所需要的图片 四、实验内容及步骤 1．利用imread( )函数读取一幅图像，假设其名为flower.tif，存入一个数组中； 2．利用whos 命令提取该读入图像flower.tif的基本信息； 3．利用imshow()函数来显示这幅图像； 4．利用imfinfo函数来获取图像文件的压缩，颜色等等其他的详细信息； 5．利用imwrite()函数来压缩这幅图象，将其保存为一幅压缩了像素的jpg文件设为flower.jpg语法：imwrite(原图像，新图像，‘quality’,q), q取0-100。 6．同样利用imwrite()函数将最初读入的tif图象另存为一幅bmp图像，设为flower.bmp。 7．用imread()读入图像：Lenna.jpg 和camema.jpg； 8．用imfinfo()获取图像Lenna.jpg和camema.jpg 的大小；

数字图像处理——彩色图像实验报告

6.3实验步骤 (1)对彩色图像的表达和显示 * * * * * * * * * * * *显示彩色立方体* * * * * * * * * * * * * rgbcube(0,0,10); %从正面观察彩色立方体 rgbcube(10,0,10); %从侧面观察彩色立方 rgbcube(10,10,10); %从对角线观察彩色立方体 %* * * * * * * * * *索引图像的显示和转换* * * * * * * * * * f=imread('D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif'); figure,imshow(f);%f是RGB真彩图像 %rgb图像转换成8色索引图像，不采用抖动方式 [X1,map1]=rgb2ind(f,8,'nodither'); figure,imshow(X1,map1); %采用抖动方式转换到8色索引图像 [X2,map2]=rgb2ind(f,8,'dither'); figure,imshow(X2,map2); %显示效果要好一些 g=rgb2gray(f); %f转换为灰度图像 g1=dither(g);%将灰色图像经过抖动处理，转换打二值图像figure,imshow(g);%显示灰度图像 figure,imshow(g1);%显示抖动处理后的二值图像 程序运行结果：

彩色立方体原图 不采用抖动方式转换到8色索引图像采用抖动方式转换到8色索引图像 灰度图像抖动处理后的二值图像

(2)彩色空间转换 f=imread('D:\Picture\Fig0604(a)(iris).tif'); figure,imshow(f);%f是RGB真彩图像 %转换到NTSC彩色空间 ntsc_image=rgb2ntsc(f); figure,imshow(ntsc_image(:,:,1));%显示亮度信息figure,imshow(ntsc_image(:,:,2));%显示色差信息figure,imshow(ntsc_image(:,:,3));%显示色差信息 %转换到HIS彩色空间 hsi_image=rgb2hsi(f); figure,imshow(hsi_image(:,:,1));%显示色度信息figure,imshow(hsi_image(:,:,2)); %显示饱和度信息figure,imshow(hsi_image(:,:,3));%显示亮度信息 程序运行结果： 原图 转换到NTSC彩色空间

数字图像处理复习题集解答

《数字图像处理》复习题 1． 假设线性平移不变系统的输入是f (x )，系统的脉冲响应函数是h (x )，分别写出在空间域和频 率域中输出函数的表达式。 解答： ()()*()g x f x h x = ()()()G u F u H u =? 2． 数字图像大致可以分为几种类型？各自如何数字描述？RGB 彩色图像与索引彩色图像有什么区 别？ 解答： 二值图像、灰度图像、RGB 彩色图像、索引彩色图像。…… 3． 图像灰度直方图的定义和性质。 （略） 4． 在一个线性拉伸中，当a ，b 取何值时，可将双峰直方图的两个峰分别从23和155移到16和 240？画出灰度变换函数和两个直方图的形状。 解答： 变换函数为：b aD D A B +=，则 16=23a+b; 240=155a+b 于是：a ＝1.7，b ＝－23。（两个直方图峰值之间距离拉开） 5． 图像灰度变换增强有那几种方式，简述其原理。 （见第3章） 6． 一幅图象的灰度原始图较暗且动态范围较小，反应在直方图上就是其直方图所占据的灰度范围 较窄且集中在低灰度一边，调整直方图使其占据整个图象灰度允许的范围，图象会有何变化？ 解答：图像对比度增强 7． 图像亮度增大或减小时，图像直方图如何变化？当图像对比度增大或减小时，图像直方图如何 变化？画出示意图。 解答： a) 当图像的亮度增大时，直方图向右平移；当图像的亮度减小时，直方图向左平移。 b) 当图像对比度增大时，直方图峰值之间距离增大；当图像对比度减小时，直方图峰值之间距离减小。 8． 下图是一幅图像在不同状态下的直方图，试分析其视觉效果，哪一个直方图对应的图像对比度 最高？

数字图像处理工具箱

1. 图像和图像数据 缺省情况下，MATLAB将图像中的数据存储为双精度类型(double)，64位浮点 数，所需存储量很大；MATLAB还支持另一种类型无符号整型(uint8)，即图像矩 阵中每个数据占用1个字节。 在使用MATLAB工具箱时，一定要注意函数所要求的参数类型。另外，uint8 与double两种类型数据的值域不同，编程需注意值域转换。 从uint8到double的转换 --------------------------------------------- 图像类型MATLAB语句 --------------------------------------------- 索引色 B=double(A)+1 索引色或真彩色 B=double(A)/255 二值图像 B=double(A) --------------------------------------------- 从double到uint8的转换 --------------------------------------------- 图像类型MATLAB语句 --------------------------------------------- 索引色B=uint8(round(A-1))

索引色或真彩色 B=uint8(round(A*255)) 二值图像B=logical(uint8(round(A))) --------------------------------------------- 2. 图像处理工具箱所支持的图像类型 2.1 真彩色图像 R、G、B三个分量表示一个像素的颜色。如果要读取图像中(100,50)处的像素值， 可查看三元数据(100,50,1:3)。 真彩色图像可用双精度存储，亮度值范围是[0,1]；比较符合 习惯的存储方法是用无 符号整型存储，亮度值范围[0,255] 2.2 索引色图像 包含两个结构，一个是调色板，另一个是图像数据矩阵。调色 板是一个有3列和若干行 的色彩映象矩阵，矩阵每行代表一种颜色，3列分别代表红、绿、蓝 色强度的双精度数。 注意：MATLAB中调色板色彩强度[0,1]，0代表最暗，1代表最亮。 常用颜色的RGB值 -------------------------------------------- 颜色R G B 颜 色 R G B

数字图像处理模拟题及参考答案.

电科08级数字图像处理模拟题及参考答案 一、填空题 1. 一般来说，对模拟图像数字化时采样间距越大，图像数据越少_,图像质量越_差_______ 2．若灰度图象每像素用8位表示，则灰度值可以取_0~255 包括0和255间的数值。 3. 在几何变换的3×3矩阵 ___________[p q]______________可以使图像实现平移变换 4.二值形态学中，腐蚀运算的集合方式定义为____} | {X x S x S X? + = Θ____。 5.根据图像编码原理可以将图像编码分为_熵编码__、预测编码、__变换编码__和混合编码 6. 图像与灰度直方图间的对应关系是_____多对一___ 7. 常用的灰度内插法有最近邻域法和__双线性插值法_。 8.一幅图象的分辩率为512×512×8是指_图像的高和宽都为512像素，每个像素用8位表示,该图像大小约___2048KB 9.检测边缘的Sobel算子对应的模板形式为_： -1 0 1 -2 0 2 -1 0 1 -1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 10．分辩率是用来描述图象__清晰程度, 一幅图象的分辩率为512×512×8是指_图象宽和高都为512象素，每个象素用8位表示____, 电视摄象机的分辩率为480线是指__一副画面从上到下扫描一遍共有480行_________, 激光打印机分辩率为300dpi是指______每英寸有300个点打印精度。 11.图象直方图表示：图像上各个灰度级上的像素数目。 13.影像数字化包括抽样和量化两过程。 14.图象平滑既可在空间域中进行，也可在频率域 中进行。

17.依据图象的保真度，图象编码可分为无失真（无损）编码和有失真（有损）编码两种。 18.图像处理中常用的两种邻域是 4-邻域和 8—邻域。 19.低通滤波法是使高频成分受到抑制而让低频成分顺利通过，从而实现图像平滑。 20.一般来说，采样间距越大，图象数据量少，质量差；反之亦然。 21.一幅6*8英寸的模拟图像经平板扫描仪扫描用1200dpi的分辨率扫描后，获得一幅数字图像，再经打印机用600dpi输出，则输出的图像大小为______12*16英寸________ 22.一幅模拟彩色图像经平板扫描仪扫描后获得一幅彩色数字图像，其分辨率为1024×768像素。若采用RGB彩色空间，红、绿、蓝三基色的灰度等级为8比特，在无压缩的情况下，在计算机中存储该图像将占用_18G 比特的存储空间。当用图像处理软件去掉图像的彩色信息，只留下灰度信息，灰度等级为4比特，在无压缩的情况下，存储该图像将占用__________3G_ 字节的存储空间。 23.假定图像取M*N个样点，每个像素量化后的灰度二进制位数为Q,则存储一幅数字图像所需的二进制位数b为：.b=M*N*Q 24.用一个有1024个像素的线扫描CCD采集一幅64*128个像素的图像至少需要扫描_64_条线: 25.灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级像素的个数，其横坐标是____灰度级____，纵坐标是该灰度出现的频数。 26..灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级像素的个数，其纵坐标是灰度级，横坐标是_____该灰度出现的频率________。 27.常用于彩色打印机的颜色模型是：_ CMY模型__ 28.常用于显示器的颜色模型是：___ RGB模型__ 29.对于256色位图，______8个_______bit位可以表示一个像素？ 30.设平移矩阵为T，放缩矩阵为S，旋转矩阵为R，则对一个坐标点进行放缩、平移、旋转的变换矩阵A为： A=R*T*S 31.若有如图1所示的8*8图像亮度数据，经过偏置、dct变换后得到如图2的dct系数，使用如图3

数字图像处理实验一

大学实验报告 学院：计算机科学与技术专业：信息安全班级：131 姓名学号实验组实验时间2016/4/22 指导教师成绩 实验项目名称图像基本操作 实验目的 利用MATLAB软件，熟悉图像的数据矩阵操作、图像的类型转换及图像的存储等基本操作。 1.熟悉图像矩阵的基本操作 2.掌握图像数据类型转换及图像类型转换 3.掌握图像文件的读写 4.掌握图像及灰度图像直方图的显示 5.掌握图像缩放和旋转 实验要求 利用MATLAB软件，熟悉图像的数据矩阵操作、图像的类型转换及图像的存储等基本操作。 1.熟悉图像矩阵的基本操作 2.掌握图像数据类型转换及图像类型转换 3.掌握图像文件的读写 4.掌握图像及灰度图像直方图的显示 5.掌握图像缩放和旋转 实验原理1.关于图像矩阵 MATLAB中图像数据以矩阵方式的存储。所以有必要学会关于矩阵的操作，由于篇幅有限，这里只作简要的介绍。 生成矩阵的函数有： eye 生成单位矩阵 ones全1阵 zeros 全零阵 rand 均匀随机阵 randn 正态随机阵 2.图像数据类型及图像类型 2.1 图像数据类型转换 MATLAB中图像数据矩阵的存储方式为双精度(double)类型即64位浮点数。而存储图像时MATLAB有时采用无符号整型（uint8)即图像矩阵中的每个数据占用一个字节。由于大多数运算和函数(比如最基本的矩阵加减运算)都不支持uint8类型，所以运算时通常要将图像转换成 double型。 函数double将数据转换为双精度浮点类型，调用格式为： X64=double(x8) /256 2.2 图像类型及转换

在MATLAB中，一幅图像可能包含一个数据矩阵，也可能有一个颜色映像表矩阵。MATLAB图像处理工具箱支持四种图像类型，其区别在于数据矩阵元素的不同含意。它们是： ● 真彩色图像 ● 索引图像 ● 灰度图像 ● 二值图像 （１）真彩色图像 真彩色图像又称RGB图像，对于一个尺寸为M×N的彩色图像来说，在MATLAB中则存储为一个M×N×3的多维数组，像素的颜色由保存在像素位置上的R、G、B的强度值的组合来确定。如果需要知道图像A中（x，y）处的像素值，则可以使用这样的代码A（x,y,1:3）。 （２）索引图像 MATLAB中的索引图像包含两个结构，一个是调色板，一个是图像数据矩阵。调色板是一个m×3的色彩映射矩阵，矩阵的每一行都代表一种色彩，与真彩色图像相同，通过3个分别代表红、绿、蓝颜色强度的双精度数，形成一种特定的颜色。调色板通常和索引图像存在一起，当读入图像时，MATLAB同时加载调色板和图像。 （３）灰度图像 灰度图像就是只有强度信息，而没有颜色信息的图像。存储灰度图像只需要一个数据矩阵，矩阵的每个元素表示对应位置像素的灰度值，灰度图像的数据类型可以是doubIe类型，这时值域为[0,1]，也可以uint8类刑，值域是[0,255]。 （４）二值图像 二值图像就是只有黑白两种值的图像，我们可以把它看作是特殊的灰度图像。二值图像只需一个数据矩阵来存储，每个像素只取0或1。 MATLAB提供了若干函数，用于图像类型的转换，这些函数如下所示： ●rgb2gray 将RGB图像转换成灰度图像 ●Gray2ind 将灰度图像转换成索引图像 ●Im2bw 设定阈值将图像转换为二值图像 ●Im2double 将图像数据阵列转换为double型 ●Im2unit8 将图像数据阵列转换为unit8型 ●Im2unit16 将图像数据阵列转换为unit16型 ●Ind2gray 将索引图像转换为灰度图像 ●Ind2rgb 将索引图像转换成真彩色图像 2.3 图像读写及显示 MATLAB为用户提供了专门的函数以从图像格式的文件中读写图像数据。 （１）图像文件的读取 利用imread函数可以完成图像文件的读取操作，常见调用格式为： A = imread(FILENAME,FMT) 其作用是将文件名用字符串FILENAME表示的、扩展名用字符串FMT（表示图像文件格式）表示的图像文件中的数据读到矩阵A中。如果FILENAME所指的为灰度图像，则A为M×N的二维矩阵；如果FILENAME所指的为RGB图像，则A为M×N×3的三维矩阵。 （２）图像文件的写入（保存） 利用imwrite函数完成图像的写入操作，也完全支持上述各种图像文件的格式，其常用的调用格式为： imwrite(A,FILENAME,FMT)

数字图像处理实验一

数字图像处理—实验一 一．实验内容： 图像灰度变换 二．实验目的： 学会用Matlab软件对图像灰度进行变换；感受各种不同的灰度变换方法对最终图像效果的影响。 三．实验步骤： 1．获取实验用图像：rice.jpg. 使用imread函数将图像读入Matlab。 程序： clc;clear; figure; subplot(4,4,1); i = imread('rice.png'); i = im2double(i); imshow(i);title('1'); 2．产生灰度变换函数T1，使得： 0.3r r < 0.35 s = 0.105 + 2.6333(r – 0.35) 0.35 ≤r ≤0.65

1 + 0.3(r – 1) r > 0.65 用T1对原图像rice.jpg进行处理，使用imwrite函数保存处理后的新图像。程序： subplot(4,4,2); r=[0:0.001:1]; s=[r<0.35].*r*0.3+[r<=0.65].*[r>=0.35].*(0.105+2.6333*(r-0.35))+[r>0.65].*(1 +0.3*(r-1)); plot(r,s);title('2p'); subplot(4,4,3); T1=[i<0.35].*i*0.3+[i<=0.65].*[i>=0.35].*(0.105+2.6333*(i-0.35))+[i>0.65].*( 1+0.3*(i-1)); imshow(T1);title('2i'); imwrite(T1,'rice_T1.jpg','jpg');

3．产生灰度变换函数T2，使得： 用T2对原图像rice.jpg进行处理，使用imwrite保存处理后的新图像。 %3 subplot(4,4,4); r = [0:0.001:1];

数字图像处理模拟试题4套(含答案)

模拟试卷一 1.对将一个像素宽度的8通路转换到4通路提出一种算法。 2.（A）试提出一种过程来求一个邻域的中值？ （B）试提出一种技术，逐像素地移动领域的中心来更新中值。 （会了）3.证明如式所示的拉普拉斯变换是各向同性的（旋转不 变）。需要下列轴旋转角的坐标方程： 其中为非旋转坐标，而为旋转坐标。 4.获得对应于式子到式子 的带阻滤波器的带通滤波器的等式。 5.给定的图象，那么一个级金字塔是减少还是增加了表示图象所需的数据量？压缩或扩展率是多少？ 6.考虑灰度级数据{12，12，13，13，10，13，57，54}的一条8像素的线。这条线已经经过精度为6比特的均匀量化。构造它的3位IGS编码。 7.一个零记忆高斯信源率失真函数如下：

请绘制出这个函数的曲线。 8.证明二元表达式的正确性。 模拟试卷一参考答案 1. 2.（A）在数字上拣取为的值，它的中值是的最大值。 （B）一旦值已经被分类一次，我们仅仅是删除在缓慢移动向附近的轨迹的值，插入首要移动的值到分类排列的最恰当位置。 3.

4. 带通滤波器是从1减去带阻滤波器获得的：

然后： （a）理想的带通滤波器： （b） Butterworth带通滤波器： （c）高斯带通滤波器： 5.数据的数量在这个级金字塔中是被限定在4/3之内的： 又因为 ,因此我们可以得到以下的结果:

6. 7. 8.

模拟试卷二 1.考虑以下所示的图像分割： （A）令并计算p和q间的4，8，m通路的最短长度。如果在这两点间不存在特殊通路，请解释原因。 （B）对重复上题。 2.使用式 给出的拉普拉斯变换的定义，证明将一幅图像减去其相应拉普拉斯图像等同于对图像做反锐化掩模处理。 3.证明式子的正确性。 4.说明二维正弦函数的傅里叶变换是共轭脉冲对： 提示：用式的连续傅里叶变换并以指数项描述正弦。