图像处理试卷答案

1、图像处理试卷(答案一、问答题1. 图像的数字化过程通过抽样和量化两步完成。 所谓将图像转化为数字图像或图像数字化, 就是把图像分割成很多个称为像素的小区域,每个像素的亮度或灰度值用一个整数来表示。 可用图 1来说明, 也可用以下文字叙述。 (1 抽样就是把在时间上和空间上连续的图像转换 成为离散的抽样点(即像素集的一种操作。 由于图像是一种二维分布的信息,为要对它完 成抽样操作,就需要先将二维信号变为一维信号, 再对一位信号完成抽样。 具体做法是,先 沿垂直方向, 按一定间隔以上到下的顺序地沿水平方向直线扫描的方式, 取出各水平行上浓 淡(灰度 值的一维扫描线。而后再对该一维扫描线信号按一定间

2、隔抽样得到离散信号。即 先沿垂直方向抽样, 在沿水平方向抽样两步完成抽样操作。 对于运动图像 (即时间域的连续 图像 ,还需先在时间轴上抽样,即先在时间轴上抽样,再沿画面垂直方向抽样,最后再沿 画面水平方方向上抽样这样三步完成抽样操作。 (2经过抽样,模拟图像已在时间、空间上 离散化为像素。 但抽样结果所得的像素的值仍是连续量。 把抽样后得到的这些连续量表示的 像素离散化为整数值的操作叫量化。若连续灰度值用 z 来表示,则对于满足 z i z z i+1的 z 值都量化为整数值 q i 。 q i 称为像素的灰度值。 Z 与 q i 的差称为量化误差。也可以用图 2来说 明该过程。垂直 方向

3、的抽 样 M 像素数字 图像(M 像 素 静止图像(模拟 的抽样垂直方向的抽样扫描线运动图像(模拟对空间坐标的数字化 (含时间轴方向 对灰度值的数字化 图 1 图像数字化过程2.领域平均法、选择平均法、中值滤波、空间域低通滤波。 3.有以下三种用途:(1把景物映射成奇怪的彩色,会比原有的本色更引人注目,以吸引 人们特别的关注。 (2为了适应人眼对颜色的灵敏度,以提高鉴别能力。例如视网膜上的视 锥细胞和视杆细胞对绿色亮度的响应最灵敏,若把原来是其他颜色的细小物体变换成绿色, 就容易为人眼所鉴别。 又如, 人烟对于蓝光强弱的对比灵敏度最大, 于是可把某些细节丰富 的物质按个像素明暗的程度, 假彩色

4、显示成亮度与深浅不一的蓝色。 (3 把遥感的多光谱图 像用自然彩色显示。 在遥感的多光谱图像中, 有些是不可见光波段的图像, 如近红外、 红外、 甚至是远红外波段。 因为这些波段不仅具有夜视能力, 而且通过与其它波段的配合, 易于区 分地物。 用假彩色技术处理多光谱图像, 目的不在于使景物恢复自然的彩色, 而是从中获得 更多的信息。总之,加彩色也是一种很有实用意义的技术,其中蕴涵着颇为深刻的心理学问题。 4. 图像分割是把图像分成若干个有意义的区域的处理技术。 我们把图像分割成若干个区域, 每个区域内部有相同或者相近的特性, 而相邻区域的特性不相同。 一般假设在同一个区域内 特性的变化平缓,而

5、在区域的边界上特性的变化剧烈。图像分割的方法大致可以分为基于边缘检测的方法和基于区域生长的方法两大类。 二、实例分析题 1. (1 (3, 6 (4, 7 (5, 7 (6, 6 (7, 5 (8, 5 (9, 5 (10, 4 (10, 3 (9, 2 (2 (3, 6 (1, 1 (1, 0 (1, -1 (1, -1 (1, 0(1, 0 (1, -1 (0, -1 (-1, -1 (3 (3, 6 7, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 2, 3 (4 (3, 6 7 1, 1, 0, -1, 0, 1, 1, 1 2.从直方图中可以得出下表: 灰度级 n n i /R 0=0 0.

6、19 R 1=1/7 0.25 R 2=2/7 0.21 R 3=3/7 0.16 R 4=4/7 0.08 R 5=5/7 0.06q i+1 q i q i-1Z i-1Z i Z i+1 黑 色灰 色白 色 黑 色灰 色白 色 255 128 0128255连 续 的 灰度值量化值 (整数值 从白到黑的 连续变化 灰度标度 灰度级的分配(a 量化(b 把从白到黑灰度量化为 8位值图 2 量化R 6=6/7 0.03 R 7=10.02根据变换函数,可以得到一组变换函数: S 0=Pr (r0=0.19S 1=Pr (r0+Pr (r1=0.19+1.25=0.44 S 2=S1+Pr (

7、r2=0.44+0.21=0.65 S 3=S2+Pr (r3=0.65+0.16=0.81 S 4=S3+Pr (r4=0.81+0.08=0.89 S 5=S4+Pr (r5=0.89+0.06=0.95 S 6=S5+Pr (r6=0.95+0.03=0.98 S 7=S6+Pr (r7=0.98+0.02=1.00因为原图像灰度限定为 8级,把上述 Si 值以 1/7为量化单位进行舍入计算,得到: S 0 1/7 S 1 3/7 S 2 5/7 S 3 6/7 S 4 6/7 S 5 1 S 6 1 S 7 1将相同值的 S i 归并起来,既为直方图均衡化修正后的灰度级变换函数,并仍以

8、 S i 表示。结 果是: S 0=1/7 S 1=3/7 S 2=5/7 S 3=6/7 S 4=1 3. (1(2 (3 n 1=64p 1=32n 2=64p 2=16从表中分析可知:当 f j =7时, C 1(fj =n1=32,则分离出的第一个区域为灰度值小于等于 7的点构成。 当 f j =11时, C 2(fj =16 n 2=15,则分离出的第二个区域为灰度值大于等于 11的点构成。 三、编程题1. Z=(1.5*1010+1020*i/(1.8*1030+1040*i2. K=0;for i=0:63K=K+10i;enddisp(K;3. h=input( h= ;D=i

9、nput( D= ;x=input( x= ;if abs(xDy=( 1*h;elsey=h/(D*x;enddisp(y;4. I,map=imread( D:lena.tif ;M=0,1,0;1,1,1;0,1,0;M=M/5;G=filter2(M, I;imshow(G, map;5. I,map=imread( eight.tif ;M,N=size(I;M0=1,2,1;0,0,0;-1,-2,-1;F0=filter2(M0,I;M1=2,1,0;0,-1,0;0,-1,-2;F1=filter2(M1,I;M2=1,0,-1;2,0,-2;1,0,-1;F2=filter2

10、(M2,I;M3=0,-1,-2;1,0,-1;2,1,0;F3=filter2(M3,I;M4=-1,-2,-1;0,0,0;1,2,1;F4=filter2(M4,I;M5=-2,-1,0;-1,0,-1;0,1,2;F5=filter2(M5,I;M6=-1,0,1;-2,0,2;-1,0,1;F6=filter2(M6,I;M7=0,1,2;-1,0,1;-2,-1,0;F7=filter2(M7,I;for i=1:Mfor j=1:Nx=F0(i,j,F1(i,j,F2(i,.j,F3(i,j,F4,(i,j,F5(i,j,F6(i,j,F7(i,j; OUT(i,j=max(x;

11、endendfigure;imshow(OUT,map;6. I, map=imread( lena256.bmp ;M,N=size(I;F=fft2(I;fftshift(F;D0=100;for u=1:Mfor v=1:ND(u,v=sqrt(u2+v2;H(u,v=1/(1+(sqrt(2-1*(D(u,v/D02;endendG=H.*F;K=ifft2(G;figure;imshow(K,map;7. I=imread( ngc4024.tif ;I=double(I;M,N=size(I;L=256;for i=1:Mfor j=1:Nif I(i,j=L/4;R(i,j=0;G(i,j=4*I(i,j;B(i,j=L;elseif I(i,j=L/2R(i,j=0;G(i,j=L;B(i,j= - 4*I(i,j+2*L;elseif I(i,j=3*L/4R(i,j= 4*I(i,j-2*L; G(i,j=L