数字图像处理-第三版课后题答案

1、tl图慎与图像业理的橇念图慷3朗司：换用并种观测療红以不同圧式和手段观测客观世界而获得的，可旦直接或间搂年用于人肌井进而产生视堂的宝休.包括：各类鞘片，如芝迪風片.光用、遥感阁片匚目类址学圈像.如电脳、皑观同而：宫观世界在人心心冃中的有刑想貳取堆外帑描迷.如樂慚、绘囲等-数了閹係；为了能币计算帆对閹探进行加丄，需要把述址阿擦在出掠空何和性质X冋邮禹版优迖种鳥敬化了的图像址救宇圈惊.|憔中斑牛呈本单丁:.1丄1恵国懂的兀蕊.简祢惟宛：P.KC1?.数宁閹像址理IDi护址血梓駅沖Sir即；上抬应用计璋肌来合椒璧执巴有的数字團像，从而严一种新的效呆.井把山工处叹际的圈除I；新输出.这牛过甩秫为毅字阁

2、俚社理“也称2%计算机圏俊处理MocnputHlinageftaccsangri.2msts科学的意文i屁像是人们从窑规世界荻琨门息晒莹要来加人类址油过磁蛍器官从客观世弹荘収信忌的.即通过4、目rII*鼻、手对过明I*看，味、嗅和搖触的方式显取佶总-庄适吐（d.&!,祀就信.2占70站u视觉信克曲持门.是信息虽A-件播速复V.常叩距沁有心理和生理作HL加丄人他的思维和联想具有很营的判浙能力A的视席:+分完善，人眼灵皴度髙.鉴别能力筋不仪可以辨别赧惋还能骑别人的悄绪-礙像怕息处理是人嶷观觉延藝曲罢更手聂非可见光成像.如Y射线、龙射議、索外红.红外稣W-剎用圏燻处理技术把这些不可见射线所曲图像加風

3、灶坤开转换舷可见阳像.可梅人美习诫的那些图慷湖进行加工*$.图4象牡理技术对国计民匕有亘丈息义関像址理技术发展到牛氏.舟名技术己口益曲丁成鮎，应用也堆来越广泛.它诙透到许雰领威，iniS!8、吒物哄学、通信、匚业、航空航天、军事、安金保卫零w数字图愎独理的特点l團樓信息量大毎十燈蕊的加废銀專少餐用Gbit单色阁慷卜來去示t-般飛II：Bbitt劭色ll）+iH.tfl：H.ifiI对Lt或ldbiL亠姓劳訥釆Ml制像燉盈扯：二氣512X51?256x256xS=l54kB5J25121B=256kB高分辦耶阳谦慷素可达】吧4XlDa+r2（MSX20431021X8=1MB2D48X2DSX8

4、=MB如:咒射惡片一堰巾64到25dkB的数据虽一慵遥感圈爆暑乳乂2340X|30Mb2憎傻灶却技术粽柞性唾-般来说涉凰適信技术.计律机u朮，电视技才，电厂技术门谚凰到的裁学，拘理学等方mi的基础虻识就更勒.urn信总吐亡口通伯理论出切相关圈隊即论堆卍遽信中的一錐创题推广到：址乍闻上来研兜的“避信网究的星-鞫rm怕臥时间域和側伞域的问題.任何!随II寸间变址的谀形都足am爭頻牢半冋、紙幅不同的正弦诜狙合i仃成的.開惶硏充的丛一伞左间皓总.秋允的是空周域和空且坏率诚戒变换域j之同的先瘙.任何-幅“IT囲偉堆由许琴撷來.撮幅不同的JC疋舟向的空间频率嶽fil叠加而曲-】4数宇图锲处理的主要方法L空

5、域法把阁壕看作址平面屮各吓像点组应的當合.然后11褛对这一一錐函数进行相应的址理.主要百两大类：*城址理決：-,扭梯度运算，持背拘斯算了运算.T滑聲亍运愛刑卷初运单n*山处理法；包括灰度处理，血帜、周长*休枳，亘心诂算答尊*.变撫威法数字閨锻处理的变换域赴理方法星首先对罔惟进片止交变换，然后在穗秆各种处理，牡理后再反变换到空I叩城.得狎坯理站卑，也新泄滅、：垃捋压椀、轻卜提肛薯业理”1-5数宁国愎址延的主要内容拓轉的数字期燻处理系统火休I叮令人如下口.卜方制：.I割像的f.=息的获取LwiageinfamiationscqiuHtion把一晴閤愎转换应适奇输入计舁机柏豔孑设备衲数方信号.希要两

6、牛部件以获讯数宁圈麼：（D物理诰备.诩诽备对找们花星成慷的物依发射的能虽恨數感n耳览H化器.最一种把物埋鹅问装芒的愉汕转化丸数字形式的说备.常见的圈像输入设备有：tl描仪、摄像机逾码郴机、觀陳采桌点尊二團像信息的存储CmAgtinftiniialitnistorage:主要有二类;处俚过程中谨书的快連存储品”计算机内存n帕褒存，ififfnlfr储生幅闻像井町以视频連度读収它可以允许对阁像逬行血大，端小，以败垂也翩转和水平稲转*c用十比较快的宜新调山的在线或联机存储褂;St盘，可存睛几牛Gbyt上的数願曲光存傭器”可在51/英寸的光片上冇搐上Gby饶的数据；光盘犀.一亍朮盘倍可放几十牛利JLT

7、I牛光盘，利用机風益置插入或从光盘驱动器中抽直先盘.35数孑禺低处理（DitrfnliajrpitiCeisormE矍也站以下几顼内容;(I)儿何处址(GromliitaltiuagtProctsniift1I.哇也括喘标燮换，国惟的迪大、弟小、範转、秣心芥牛图橡配冊，牛盎崎便枚正，扭llllfer-斶扎面积、体积计岸等(?算术处理(AntlimcticPracHsing)主共对捋擁据且十“一、*、子等话徹，出曙该处理主荽针对黴戒点的处理.祖非常有川，如医学用僅的诚旳灶却就后品著的效耒“3)阐陳咿強(IuiagtEnliEtiicciueiit)就是喪出图慷屮強蜒的伯息.而號弱或去除不希要的伯

8、息,乩而快有用忙息帑到加强.改善13懐的视觉牧舉,提高图锲成介的清嘟度隹閘憔变再更有利于计堆1处珅便干辿一并进讦冋卄曲桶和.(4)圈塚芟廉(或悵H】血矚eEtFturRnan就足尽可能地诚少或肯去除图锻住蕊取过稈小的醛嗫卡扰和星那.恢友被退化国帔的来嫌面貌.从帀强酋图惟成虽.关毬是划毎种诅化品质建聖一个合理的捜耳*5)囲像吐建I.fuiRgtEtei：anstni;tiDL:娃乩独据刮图僚的处理.即描入的足萊种散揺JD处甩站果讶旳妁.址圏险.她亞.脱用有CT拉术和二述田建技术”(.6)找喙赭码CatiageEiitadaug)主荽是利用图像信斗的统计特性理人类视觉的生理学理心理学特桃对图锲信号

9、迸存高效帥已.其H的出I艮跖址弼罰.以解去散閒E丿：的矛當。J)|慷识别匸hnageRjicogriition、利用ii爭机旧别出圏像中的口标井分捱、m机器的智能代普人的智能。它所研兗的報城十分广迂，如.机械抓工川零部杵他说跡曲类:从盥感图巾I旳拌农柞勉决林、湖泊和军事设施：从r就观测敦据去r象卫星!町片准确加报犬江：趴艾光相丿刈斷是石发生阳盘I从心电圈的波於判斯腹粧圭咅出杏虫匚心脏弼1在交通川心生现空通背制，说別辻吐尸脏的宫半及司肌.等等i.fi馭字图像处理的起遊与应用数了関像处理的起鞭，最早可追關刊尤世纪一桂代，佶助打印设备逊行数字圧懺的处5E基丁比亍还原前技朮.该技术左电报按收端用寡孔纸

10、带打出圈尸“M1K9币曲早期的用却个灰度等闽对图像编码增加到1牛等翅-直止JR字圈谏处理技术的迎TU迴溯剜口世配耐珏代隔救字图像处理技希杠20世纪0年代水利20世配70年代Jl-tffffl于哄学图像、地味堀扭蛊则和天交学尊浪域，蝕字宙像处理主娶应用1-卜1川的儿个覩城.)迥讯搔业务性能划井可分为：电视！播柠卓、可视电话、会滾电觇-图文电規、可视图丈以及电境电孤搖團像变化性质分分为卅-止附像和活站国嚎通仁“遥感軌空邂感和卫呈遥尊糾像都需要救宅圏慳处理技术的加工处：ffi.并提取出有用的怙忌“主要用了上也测绘-贾族调査.气候隘ML农作物怙产.然灾害苗测预推坏境污染监蒿“气舉卫星云图处理且圧地向生

11、事冃杨的识别-(1)生物医学顿域中的应用it算机侧像处理在K学上腹ffi最碇功的例子就X射蜕CTXrayConiputcdTornographyh20tttK270年优笈明土汁算机耙向析层术(CAT).简称计算机斷层-4)It业带F+的屉用从70年杞起OJT迅过的徑展H閔椽直理技#的亟要皿用蛆城.在盼幼中对产托及部件iSif无描斷，如會品、水果肃帛椅査.无损探新+陣堆质凰或表固缺陷尊導.|:罕爭企出尊方而忙出用军事目后的曲赛、制导和警欣昴狡“白动戏火曙的挖刊屍反悄装：鱼安部门的现场隠片、舟纹、手邊.人惊尊的处理和浙识：帀山丈字和图林档娄的僮疑和空理詩-散学和科研额域如囲学训观it扶找远民瞎训圧

12、敖学也WAS1IJU图慢虻理拉用的成按电子商外如身份认计.产胡阳伪、水印枝末输a1.7散宇圏愜处理鍾城的发展动向盡进一步研宜的问!ffir：)也逬悦扼冉柚度的冋吋甘币解决St片绽吃问赵h加强软frMft，的飪理方法.3h.1强边球学科的研充工作便进国橡肚埋技术I；垃展.4.価理进研兗.谨步刑成曲僅St理科学的理论体再rsjiHtiit理舸城陆皈岸化.去来茨展动问成甦可心讪均=)閨悵吐理勺发匮将同墟HDTV闾冊制，!屐生IH阳悵坯崖？)理论亜技术研龙.问右岛诬咼L纱科、H4化、上塢休址、智號优和际乔化心同柴屐.U1耳1嫌*图Httl绘合，9TF嘟我僧或苓推成握的舟向览悝。蚯fl芯；研究L4新艸谄

13、弓.新算法研兜2-1.数宁数据传输通常用波特率度量*我定义为誓秒中传输的比特数通常的樓输是以一个开始比特、一千字节皿比特)的佰息和一个停止比特组咸的包完成的*基于这个槪念回答F列问题：HIS6K波特的调制解调器儒输一幅1024X102*1.26度的凰像靈左新几分神Y町以750K谀轄是凤型的电话DEL数字用户线)连接的罐度传输要用多少吋间？解；W传输数摇包(包描起始比特和终止比特沟；Nn-hrFlObi+s时于一1024X102大小的图愷，兀总的数据/jM=aO21)2X?l.故W56K波特的速率传输所需吋河为T=M/56000=(1024)2X(2)/56000=187.25s=3.loin(

14、h)以帀CK波特的速率传输所需时间为T=M/56000=C1O21J2X(8+2)/760000=1Isl炎個題目)在串行通信中，常用披待率描述传输的速率，它被定义为每秒播输的甦据就特数*串行通信中*数据传執的单位是祈，也称宇符.假如一帧数菇由一亍起始比特位、8个伯息比转備和一个蜡束比特位构成“报据以上播念，请何=(1)如果要利用一个波特率为56kbps的信道来伎输一幅大小为1021X1024.2輛级灰度肘数宇圏煖需要赛從时间爭2)如果是用敍特率为7fOtbps的信道来传輸上述图像，所需时间又是多少*如果要转输的图像是512X512的頁彩色图馔(颜色数目是S2WO,则分别在上面两种信道下传输各

15、需要多検时间#解答;(1传输的比7j1D2-1XL024X8X(1+8+1)/8=10185760,WI在波特率56kbps的信道卜-传输吋所需时间10485760/56000=107.25种、d)佚输的比特数为102-1X1024X8X(.1+8+1)/6=10485760,则在波蒔率再750kbps的信道上桜输时，所需时间为1049576O/75OODO=13.98秒=14盘(3)输的比特)1512X512X32X(1+BH)/8=10185760在波特率56kbps的荷迫I；传输时，所霜时1085760/56000=187.25秒；在波特率为750kbps的信道上伎输时所需时间为104f

16、fiT60/750000=13.90秒.TOC o 1-5 h z2-11两个图像731和灵图下圏所示，对于V=lh确定这两牛子集是(a)4-邻捣UIW!010I)!Li|1LllIU|1DU解町和：不是斗连接：因切不在网时集订。|,i0005!0!L；ijULI.L02IIIII中。5i和M是8连接,因为g枉Wp)東中外朗和也吕m连接，因为爭在莫合Ato)中：且皿的门M(仍没有V值的像表2-3.澎虑如下所示的图像分割*总令V=D,1井计算P和Q间的48,怕通垮的堰短怏度.如果在遠两点间不存在特斓路.其解释原因。#ir%i7andSx)=y|sirif.TlieseaieFresnelcosi

17、iaeandeiuemtefrals.llieycanbefotuidrforexaiiiplet.thef加卩握i*斯护匕afMath伏科钟押mihyAhramnwlTz,.orrrhersimilarref=einctrProbl-EBS.2261.由于怅时间曝光受到大代干扰而产生的图煤麗糊可以用转移谢数叭V）三邛厲+內找岸走示.这嗥声可恕略，求恢复这类横糊的瞧納滤浹器的方程.嗓申可怨略时，维餉逋碱赛退化成理想的砂梏战器，和以exp-(w2+v?)/2cr答：这是一个命单的插件问题.：nm的是熟悉齐种维舸谑波器Tliis包iiiiplpluginp丄ubliLLIlspiLipusisLo

18、aiiilaiidliiiLilywiL1l止uemi-ollslertnsoftheWienerfilterFromEq.(5.8-3)rHwE*=-1冋(对卩)|叫巧Hiirul2+Kwhere瓯3屮-于（馆卫）-HUr.U=砂沾討沪卜诃3亠冋.lhen,-8卅+涉怡一血刊昭+”勺647EbCF4(w2十討尸E-aFb*斗内-+KJYV（叭叮=问S5,276-3.位考古学褰在柞流適货币方面的研托.最妊塡现，有4牛缈马帝国时期的罗马驛币对它的研究可臥起到决定性作用”它扪被列在世敦大英博物馆的馆嚴目录中，遗憾的是士他到达那塑之右敲件知现在梗币已轻被盜了.但鶴物馆保存了一些照片.只是由于摄収腿片

19、时照相机的散慄.硬币的牆片星模糊的，无法看清上面小的掠记.已知用来拍慑圏像的原限相执一宜能用.另肺馆内还有同一时期的其他硕币。你能否帮助敕授恢复图慷.便他能看消这些标记夕请给出解猊这一问團的过程.这个问题背后怕基本思想是使用和肌和代表嗽币应应动力学的降牌过樫*科川这个结杲対其进行逆建波齬操作.匸要步躱如下：1-选择和丢决的顽币大小和内薛尽对能接近的麼币选择打舌先的砰币照片有接近的數押和亮庭的背景建立攝嚣相机几何圏憔库圧可能的按近类似忑先的肚币的国愎。获得一些测试的愿片“简化哦骑抉得施昭洽出类似删试圏戶图操的电视柑札这可比通过相机厂圏橡处押系统从:U成將在丈験中M用的数宇图慢“讥莪得每一个駛i|

20、i的图傩肓不同的瞳头设乩由此产生的图煤的角度，丈小（这牛与背戢城有关方而与乎央的硕币的棋糊照片接近.4在第三步中为每一亍图爆的谦血踐萱是对丢先的礎帀怕息图像模糊张理的按里“每个这样的養置”移动礎币渥其背星井川一牛规定背衆下的小亮点来替代它，或者用另外的机制时期接近于-个光肘冲数字话这亍族冲：这是橫糊吐理的变换切能叫傅里变换.5,数字化去失砒币的枳辆皿片得到它的磚里叶变抵形式，毎个t世由有两數Hfu_E和G心，v）描述ab用维納眩波藩得到-个近似的B（u,57.村毎牛即g2进軒博里叶底畫换可凶稈出靈币的恢复副熟通常这样的基本涉骤都可心川来解按这样的何題,6JS近明彩色图像的补色的馆和度分量不懺单

21、独地由输入图煉的悔和度分量计徉出来.我们召到，最早本的问题是许寧平同的颔色右梱同的饱和1釘乩亦册电述红*齿.绿.ifCl，蓝色，惮红都有个逍和1“也就是说貝蚩怔何一牛RGB爼件是6将产工一个饱和考谑RGE颇色L6和9,0.59.d）,其代表虹色和经芭:峯映射.H刃额色値分别为（6-0.33）和33,L0i2o现在RGB的初始补充鶴分别为血.和（L0.41,1人相应的顔色是青和洋虹.他们的HS值分别为H51.0.66）|HM新定义犍码的一个起始点*以庾所得的數字挣利理成一仆最小整救值.请证明该编码与边畀上的初始起点无关数字国稼般是按固宦间距的网恪采集的.所以最简申的迪码足烦时灶阳琮辿界片賦沿毎两

22、个柑邻像素的连鑑一个方向值=问Jft的关輕展要认识到,在-个籬码门每个曲素憤是柏对于它的前身的價这个代码的边界.追踪让-个一致的方式（例如.前时軒），是一种独特的循环乳编廿“在不同的地点开始在这个设疋不改变循环序列的站构。选择的懂小整数的前數为出发点仅實识别中同一点序列即便岀发点并徘昱捡一无一一的,该方法仍熬令给一吓边轄的庁列“例id,LOL010年有3个不同的序到的起点，扫恤们诽产工和同的绘小整S1010101（b）求出惟码0101030303323232212111的一阶差分答：1331313031：13001300J.求F图中目标的形狀数和形状数的阶.链科：11000（3301232權分

23、砒3030030L1113形狀数00301L113303阶1J2.宵怦临一煙情况下对离散圈像的直方圈均衡化井不能产生完全平坦的宜右图孑【同为F-个灰吐扫的幹个镇素没有庙由变换剑不冋欢按扯所以数字图廉的百万圏均衡化的鉛果-般不能得到完色均匀分布的右万團.JH是丄赵均匀開直方图“设已用宜方图均衡化技术对幅皴宇图像进抒了塔强*如再用这一方法对所得结果增强会不会改变其结果F【从阮U.I：分扛*口方厨均禽化所帀的变换閑数対原始口方圍的累枳右片国，均衔化后得刮的增强圈像曲累积宣方图除肖些项合并外“英余项与原始图像的累枳宜方图相如杲耳猷匀勢化，用冃的变换函数即为旳衡化后得到的堀强图慌的累积玄方图（沖.不会有

24、新的合井顼人所以不盒改变我结果”】设工业检测中工件的圈像受到零均直不相关嗪芦的序响。如果圈惚采集装置每秒可采集30幅圏像，屡采用圏像平均法将噤声的均方差减少到1/10,那么工件碍保持爹氏时间固定在來柬装置前根框可知M=100所以工件需保持固定约3.3乳小结博立叶变换（FFT）具有快速県也，数字图象征琏中最常用=掘霁冥数运算。可把整幅團象的信息恨好地用若I二个年数来农达*余菇霓换（DCT）有快速算祖，只奧求实敖运茸.在相关性图曹的虻理中.最摆啦最隹的K-L变换，在实规編吗和维纳滤波时有用。IJDFT-样.：实现很好的信息比朋:沃尔什哈达玛变换职廿在数字圏象处理的破件实况时育用容易模拉仮愷难分析.在国象数捋压縮、滤液，编码中有应儿一信息压縮效果好.血紅变换作常快連的一种娈换“在将征抽取、劇稼編码.图傑分析中有川：花息压缩效果-平“Slatd变换一种快谨变换.图傑編网;:甘用.有很好的倍思压缩功能“K-L换（KLD圧广哆恵义下是最违的无快谨算洙在进f?性能评估和导找提住性能时有小.对小规模的向量有用，划夥色零厝或H他待魁向量.对-汨图像集血言：具有沟方差意义下呆件的佶息压缩效果。奇异值分S（SVD）剤任何一幅给定的图像Hll貝有最桂的恰息压缩做果“无快連算法。设计有限冲融响（FIR）滤波器时*寻找线