数字图像处理整理经典汇编

2024年2月7日发(作者：)

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名词解释

数字图像：是将一幅画面在空间上分割成离散的点（或像元），各点（或像元）的灰度值经量化用离散的整数来表示，形成计算机能处理的形式。

1.数字图像：一幅图像f(x,y)，当x,y 和幅值f 为有限的离散数值时，称该图像为数字图像。

图像：是自然生物或人造物理的观测系统对世界的记录，是以物理能量为载体，以物质为记录介质的信息的一种形式。

数字图像处理：采用特定的算法对数字图像进行处理，以获取视觉、接口输入的软硬件所需要数字图像的过程。

图像增强：通过某种技术有选择地突出对某一具体应用有用的信息，削弱或抑制一些无用的信息。

无损压缩：可精确无误的从压缩数据中恢复出原始数据。

灰度直方图：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的像素的个数。或：灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。

细化：提取线宽为一个像元大小的中心线的操作。

8、8-连通的定义：对于具有值V的像素p和q ,如果q在集合N8(p)中,则称这两个像素是8-连通的。 9、中值滤波：中值滤波是指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。 10、像素的邻域： 邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。即{（x=p,y=q）}p、q为任意整数。像素的四邻域：像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1) 11、灰度直方图：以灰度值为自变量，灰度值概率函数得到的曲线就是灰度直方图。

12.无失真编码：无失真编码是指压缩图象经解压可以恢复原图象，没有任何信息损失的编码技术。

13.直方图均衡化：直方图均衡化就是通过变换函数将原图像的直方图修正为平坦的直方图，以此来修正原图像之灰度值。

14.采样：对图像f(x,y)的空间位置坐标（x,y）的离散化以获取离散点的函数值的过程称为图像的采样。

15.量化：把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特定数码的过程，称之为量化，即采样点亮度的离散化。

16.灰度图像：指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，它只有亮度信息，没有颜色信息。

17.色度：通常把色调和饱和度通称为色度，它表示颜色的类别与深浅程度。

18.图像锐化：是增强图象的边缘或轮廓。

19.直方图规定化（匹配）：用于产生处理后有特殊直方图的图像的方法

20. 数据压缩：指减少表示给定信息量所需的数据量。

像素的邻域:邻域是指一个像元（x，y）的邻近（周围）形成的像元集合。即{（x=p,y=q）}p、q为任意整数。

像素的四邻域:像素p(x,y)的4-邻域是:(x+1,y),(x-1,y) ,(x,y+1), (x,y-1)

灰度直方图:灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。

、中值滤波:中值滤波是指将当前像元的窗口（或领域）中所有像元灰度由小到大进行排序，中间值作为当前像元的输出值。

像素 数字图像是由有限的元素组成的，每个元素都有一个特定的位置和幅值，这些元素称为图像元素、画面元素或像素。

4.空间分辨率：是图像中可辨别的最小细节。

灰度级分辨率：是指在灰度级别中可分辨的最小变化。

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.取样：数字化坐标值；量化：数字化幅度值。

11：HSI 彩色模型:HSI 颜色模型用H、S、I 三参数描述颜色特性，其中H 定义颜色的波长，称为色调；S 表示颜色的深浅程度，称为饱和度；I 表示强度或亮度。

12：伪彩色:伪彩色图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码，该代码值作为色彩查找表CLUT 中某一项的入口地址，根据该地址可查找出包含实际R、G、B 的强度值。这种用查找映射的方法产生的色彩称为伪彩色。

自适应滤波器：包含有自适应局部噪声消除滤波器和自适应中值滤波器。随机变量最简单的统计度量是均值和方差。这些参数是自适应滤波器的基础.。均值给出了计算均值的区域中灰度平均值的度量，方差给出了这个区域的平均对比度的度量。

简答

1、图像复原和图像增强的主要区别是：

图像增强主要是一个主观过程，而图像复原主要是一个客观过程；图像增强不考虑图像是如何退化的,而图像复原需知道图像退化的机制和过程等先验知识

2.图像减法处理的作用。

两幅图像f(x,y)与h(x,y)的差异表示为g(x,y)=f(x,y)-h(x,y)。减法处理最主要的作用是增强两幅图像的差异。

12.简述直方图均衡化的基本原理。

直方图均衡化方法的基本思想是，对在图像中像素个数多的灰度级进行展宽，而对像素个数少的灰度级进行缩减。从而达到清晰图像的目的。因为灰度分布可在直方图中描述，所以该图像增强方法是基于图像的灰度直方图。

5.什么是直方图均衡化？

将原图象的直方图通过变换函数修正为均匀的直方图，然后按均衡直方图修正原图象。图象均衡化处理后，图象的直方图是平直的，即各灰度级具有相同的出现频数，那么由于灰度级具有均匀的概率分布，图象看起来就更清晰了。

8、图像锐化与图像平滑有何区别与联系？

答：区别：图像锐化是用于增强边缘，导致高频分量增强，会使图像清晰；图像平滑用于消除图像噪声，但是也容易引起边缘的模糊。联系：都属于图像增强，改善图像效果。

17.什么是区域？什么是图像分割？

区域可以认为是图像中具有相互连通、一致属性的像素集合。图像分割时把图像分成互不重叠的区域并提取出感兴趣目标的技术。

5. 什么是中值滤波？中值滤波有何特点

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. 中值滤波能够较好的处理脉冲状噪声，其优点主要在于去除图像噪声的同时，还能保护图像的边缘信息。

1.请简述快速傅里叶变换的原理。

傅里叶变换是复杂的连加运算，计算时间代价很大。快速傅里叶变换的核心思想是，将

原函数分解成一个奇数项和一个偶数项加权和，然后对所分解的奇数项和偶数项再分别分解

成其中的奇数项和偶数项的加权和。这样，通过不断重复两项的加权和来完成原有傅里叶变

换的复杂运算，达到较少计算时间代价的目的。

3. DCT变换编码的主要思想是什么？

DCT变换编码的思想是利用离散余弦变换对数据信息强度的集中特性，可以将数据中视觉上容易察觉的部分与不容易察觉的部分进行分离，由此可以达到进行有损压缩的目的。

、伪彩色增强与假彩色增强有何异同点？

前者使用的数据是单色波段图像，后者使用的数据是多波段图像

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伪彩色增强是对一幅灰度图像经过三种变换得到三幅图像，进行彩色合成得到一幅彩色图像；假彩色增强是对一幅彩色图像进行处理得到与原图像不同的彩色图像；主要差异在于处理对象不同。相同点是利用人眼对彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特点，将目标用人眼敏感的颜色表示。

．什么是逆滤波？如果退化图像有噪声，逆滤波的结果会如何？

答：逆滤波是指在频域中，直接用图像除以退化器，进行图象恢复的方法。如果退 化图像有噪声，逆滤波会使噪声放大。

图像锐化滤波的几种方法。

答：（1）直接以梯度值代替；（2）辅以门限判断；（3）给边缘规定一个特定的灰度级；（4）给背景规定灰度级；（5）根据梯度二值化图像。

6、图像增强的目的是什么？

答：图像增强目的是要改善图像的视觉效果，针对给定图像的应用场合，有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或强调某些感兴趣的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，抑制不感兴趣的特征，使之改善图像质量、丰富信息量，加强图像判读和识别效果，满足某些特殊分析的需要。

7、什么是中值滤波及其它的原理？

答：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。

中值滤波是基于排序统计理论的一种能有效抑制噪声的非线性信号处理技术，中值滤波的基本原理是把数字图像或数字序列中一点的值用该点的一个邻域中各点值的中值代替，让周围的像素值接近的真实值，从而消除孤立的噪声点。

、在彩色图像处理中，常使用HSI模型，它适于做图像处理的原因有:

1、在HIS模型中亮度分量与色度分量是分开的；2、色调与饱和度的概念与人的感知联系紧密。

11、图像增强时，平滑和锐化有哪些实现方法？

平滑的实现方法：邻域平均法，中值滤波，多图像平均法，频域低通滤波法。

锐化的实现方法：微分法，高通滤波法。

16.对于椒盐噪声，为什么中值滤波效果比均值滤波效果好？

椒盐噪声是复制近似相等但随机分布在不同的位置上，图像中又干净点也有污染点。中值滤波是选择适当的点来代替污染点的值，所以处理效果好。因为噪声的均值不为0，所以均值滤波不能很好地去除噪声。

14、说明一幅灰度图像的直方图分布与对比度之间的关系

答：直方图的峰值集中在低端，则图象较暗，反之，图象较亮。直方图的峰值集中在某个区域，图象昏暗，而图象中物体和背景差别很大的图象，其直方图具有双峰特性，总之直方图分布越均匀，图像对比度越好。

15、简述梯度法与Laplacian算子检测边缘的异同点？

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Laplacian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。（2分）相同点都能用于检测边缘，且都对噪声敏感。

20.试述图像退化的基本模型，并画出框图且写出数学表达式。

图像复原处理的关键是建立退化模型，原图像f(x,y)是通过一个系统H及加入一来加性噪声n(x,y)而退化成一幅图像g(x ,y)的，如下图所示

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填空

1.图像锐化除了在空间域进行外，也可在 频率域 进行。

2.对于彩色图像，通常用以区别颜色的特性是 色调 、 饱和度 、 亮度 。

3.依据图像的保真度，图像压缩可分为 无损压缩 和 有损压缩

4.存储一幅大小为1024×1024，256 个灰度级的图像，需要 8M bit。

5、一个基本的数字图像处理系统由图像输入、图像存储、图像输出、图像通信、图像处理和分析5个模块组成。

6、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。

7、一般来说，采样间距越大，图像数据量 少 ，质量 差 ；反之亦然。

8、多年来建立了许多纹理分析法，这些方法大体可分为 统计分析法 和结构分析法两大类。

9、直方图修正法包括 直方图均衡 和 直方图规定化 两种方法。

10、图像压缩系统是有 编码器 和 解码器 两个截然不同的结构块组成的。

11、图像处理中常用的两种邻域是 4-邻域 和 8-邻域 。

12. 若将一幅灰度图像中的对应直方图中偶数项的像素灰度均用相应的对应直方图中奇数项的像素灰度代替（设灰度级为256），所得到的图像将亮度增加，对比度减少。

13、数字图像处理，即用计算机对图像进行处理。

14、图像数字化过程包括三个步骤：采样、量化和扫描

14、图像数字化过程包括三个步骤：采样、量化和扫描

15、MPEG4标准主要编码技术有DCT变换、小波变换等

16、灰度直方图的横坐标是灰度级，纵坐标是该灰度出现的频率

17、数据压缩技术应用了数据固有的冗余性和不相干性，将一个大的数据文件转换成较小的文件。

19、在RGB彩色空间的原点上，三个基色均没有亮度，即原点为黑色，三基色都达到最高亮度时则表现为白色。

20.列举数字图像处理的三个应用领域 医学、天文学、 军事 。

21.机器（视觉）的目的是发展出能够理解自然景物的系统。

22.计算机图形学目前的一个主导研究方向是（虚拟现实技术）。

23.数字图像是（图像）的数字表示，（像素）是其最小的单位。

24.（灰度图像）是指每个像素的信息由一个量化的灰度级来描述的图像，没有彩色信息。

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25. （彩色图像）是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RGB是由不同的灰度级来描述的。

26.图像的数字化包括了空间离散化即（采样）和明暗表示数据的离散化即（量化）。

27.（分辨率）是指映射到图像平面上的单个像素的景物元素的尺寸。

28.（直方图均衡化）方法的基本思想是，对在图像中像素个数多的灰度级进行展宽，而对像素个数少的灰度级进行缩减。从而达到清晰图像的目的。

29.图像锐化的目的是加强图像中景物的（细节边缘和轮廓）。

30.因为图像分割的结果图像为二值图像，所以通常又称图像分割为图像的（二值化处理）。

31.将相互连在一起的黑色像素的集合称为一个(连通域),通过统计(连通域)的个数，即可获得提取的目标物的个数.

34.对于(椒盐)噪声，中值滤波效果比均值滤波效果好。

35.直方图均衡化方法的基本思想是，对在图像中像素个数多的灰度级进行(展宽)，而对像素个数少的灰度级进行(缩减)。因为灰度分布可在直方图中描述，所以该图像增强方法是基于图像的(灰度直方图)。

36.图象增强按增强处理所在空间不同分为 空域 和 频域 两种方法。

37. 常用的彩色增强方法有真彩色增强技术、假彩色增强技术和 伪彩色 增强三种。

38.常用的灰度内插法有 最近邻元法 、 双线性内插法 和 （双）三次内插法 。

一、 单项选择题

1.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为：D

A. 0 B.255 C.6 D.8

2.图象与灰度直方图间的对应关系是： B

A.一一对应 B.多对一 C.一对多 D.都不对

3. 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 D. 中值滤波

4.下列算法中属于点处理的是： B

A.梯度锐化 B.二值化 C.傅立叶变换 D.中值滤波

5、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、HSV

6. 下列算法中属于图象平滑处理的是： C

A.梯度锐化B.直方图均衡 C. 中值滤波 ian 增强

7.采用模板［-1 1］主要检测__C_方向的边缘。A.水平 B.45° C.垂直 D.135°

8.对一幅像元的图象，若每像元用８bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit，则图象的压缩比为： A A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.1:2

9.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

10.图像灰度方差说明了图像哪一个属性。 B

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A 平均灰度 B 图像对比度 C 图像整体亮度 D 图像细节

11、下列算法中属于局部处理的是：( D )

A.灰度线性变换 B.二值化 C.傅立叶变换 D.中值滤波

12、数字图像处理研究的内容不包括 D。

A、图像数字化 B、图像增强 C、图像分割D、数字图像存储

13、将灰度图像转换成二值图像的命令为 C

A．ind2gray B．ind2rgb C．im2bw D．ind2bw

14.像的形态学处理方法包括（ D ） A.图像增强 B.图像锐化 C 图像分割 D 腐蚀

15.一曲线的方向链码为12345，则曲线的长度为 D

a.5 b.4 c.5.83 d.6.24

16.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是： B

a.梯度算子 t 算子 s 算子d. Laplacian 算子

17.二值图象中分支点的连接数为： D

a.0 b.1 c.2 d.3

大题

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