數(shù)字圖像處理與分析習(xí)題及答案

1、1.1.數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容包含很多方面，請(qǐng)列出并簡(jiǎn)述其中的數(shù)字圖像處理的主要研究?jī)?nèi)容包含很多方面，請(qǐng)列出并簡(jiǎn)述其中的4種。種。①圖像數(shù)字化：將一幅圖像以數(shù)字的形式表示。主要包括采樣和量化兩個(gè)過(guò)程。②圖像增強(qiáng)：將一幅圖像中的有用信息進(jìn)行增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)其無(wú)用信息進(jìn)行抑制，提高圖像的可觀察性。③圖像的幾何變換：改變圖像的大小或形狀。④圖像變換：通過(guò)數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時(shí)頻域等空間上進(jìn)行分析。⑤圖像識(shí)別與理解：通過(guò)

2、對(duì)圖像中各種不同的物體特征進(jìn)行定量化描述后，將其所期望獲得的目標(biāo)物進(jìn)行提取，并且對(duì)所提取的目標(biāo)物進(jìn)行一定的定量分析。2.2.什么是圖像識(shí)別與理解？什么是圖像識(shí)別與理解？圖像識(shí)別與理解是指通過(guò)對(duì)圖像中各種不同的物體特征進(jìn)行定量化描述后，將其所期望獲得的目標(biāo)物進(jìn)行提取，并且對(duì)所提取的目標(biāo)物進(jìn)行一定的定量分析。比如要從一幅照片上確定是否包含某個(gè)犯罪分子的人臉信息，就需要先將照片上的人臉檢測(cè)出來(lái)，進(jìn)而將檢測(cè)出來(lái)的人臉區(qū)域進(jìn)行分析，確定其是否是該

3、犯罪分子。3.簡(jiǎn)述圖像幾何變換與圖像變換的區(qū)別。簡(jiǎn)述圖像幾何變換與圖像變換的區(qū)別。①圖像的幾何變換：改變圖像的大小或形狀。比如圖像的平移、旋轉(zhuǎn)、放大、縮小等，這些方法在圖像配準(zhǔn)中使用較多。②圖像變換：通過(guò)數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時(shí)頻域等空間上進(jìn)行分析。比如傅里葉變換、小波變換等。4.4.一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)由哪幾個(gè)模塊組成？一個(gè)數(shù)字圖像處理系統(tǒng)由哪幾個(gè)模塊組成？答：一個(gè)基本的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)由圖像輸入、圖像存儲(chǔ)、圖像

4、輸出、圖像通信、圖像處理和分析5個(gè)模塊組成5.5.連續(xù)圖像連續(xù)圖像和數(shù)字圖像如何相互轉(zhuǎn)換？數(shù)字圖像如何相互轉(zhuǎn)換？答：數(shù)字圖像將圖像看成是許多大小相同、形狀一致的像素組成。這樣，數(shù)字圖像可以用二維矩陣表示。將自然界的圖像通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)成像并由電子器件或系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為模擬圖像（連續(xù)圖像）信號(hào)，再由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)化器（ADC）得到原始的數(shù)字圖像信號(hào)。圖像的數(shù)字化包括離散和量化兩個(gè)主要步驟。在空間將連續(xù)坐標(biāo)過(guò)程稱(chēng)為離散化，而進(jìn)一步將圖像的幅度值（可能是灰

5、度或色彩）整數(shù)化的過(guò)程稱(chēng)為量化。會(huì)導(dǎo)致顏色信息損失。當(dāng)量化級(jí)別達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，人眼感覺(jué)不到顏色信息的丟失。當(dāng)量化級(jí)數(shù)過(guò)小時(shí)，圖像灰度分辨率就會(huì)降低，顏色層次就會(huì)欠豐富，不同的顏色之間過(guò)度就會(huì)變得突然，可能會(huì)導(dǎo)致偽輪廓現(xiàn)象。4.4.簡(jiǎn)述二值圖像與彩色圖像的區(qū)別。簡(jiǎn)述二值圖像與彩色圖像的區(qū)別。二值圖像是指每個(gè)像素不是黑，就是白，其灰度值沒(méi)有中間過(guò)渡的圖像。這種圖像又稱(chēng)為黑白圖像。二值圖像的矩陣取值非常簡(jiǎn)單，每個(gè)像素的值要么是1，要么是0，具

6、有數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)。彩色圖像是根據(jù)三原色成像原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界中的色彩描述的。紅、綠、藍(lán)這三種基色的的灰度分別用256級(jí)表示，三基色之間不同的灰度組合可以形成不同的顏色。5.5.簡(jiǎn)述二值圖像與灰度圖像的區(qū)別。簡(jiǎn)述二值圖像與灰度圖像的區(qū)別。二值圖像是指每個(gè)像素不是黑，就是白，其灰度值沒(méi)有中間過(guò)渡的圖像。這種圖像又稱(chēng)為黑白圖像。二值圖像的矩陣取值非常簡(jiǎn)單，每個(gè)像素的值要么是1，要么是0，具有數(shù)據(jù)量小的特點(diǎn)?；叶葓D像是指每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化

7、后的灰度級(jí)來(lái)描述的數(shù)字圖像，灰度圖像中不包含彩色信息。標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值是0255之間的一個(gè)值，灰度級(jí)數(shù)為256級(jí)。6.6.簡(jiǎn)述灰度圖像與彩色圖像的區(qū)別。簡(jiǎn)述灰度圖像與彩色圖像的區(qū)別?；叶葓D像是指每個(gè)像素的信息由一個(gè)量化后的灰度級(jí)來(lái)描述的數(shù)字圖像，灰度圖像中不包含彩色信息。標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中每個(gè)像素的灰度值是0255之間的一個(gè)值，灰度級(jí)數(shù)為256級(jí).彩色圖像是根據(jù)三原色成像原理來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)自然界中的色彩描述的。紅、綠、藍(lán)這三種基色的

8、的灰度分別用256級(jí)表示，三基色之間不同的灰度組合可以形成不同的顏色。1.1.設(shè)圖設(shè)圖像的大小為的大小為3232的圖標(biāo)的圖標(biāo)，每個(gè)像素有每個(gè)像素有16種顏色種顏色，共有多少種不同的圖標(biāo)？有多少種不同的圖標(biāo)？如果每100萬(wàn)個(gè)可能的圖標(biāo)中有一個(gè)有意義，識(shí)別一個(gè)有意義的圖標(biāo)需要1秒鐘，則選出所有有意義的圖標(biāo)需要多長(zhǎng)時(shí)間？解：163232106=161024106＝1.044101227s?？梢?jiàn)隨機(jī)圖像的復(fù)雜度是非常高的。2.掃描掃描儀的光學(xué)分

9、辨率是的光學(xué)分辨率是6001200線(xiàn)，一個(gè)一個(gè)具有5000個(gè)感光單元的光單元的CCD器件器件，用于A4A4幅面幅面掃描儀，描儀，A4A4幅面的紙張寬度是幅面的紙張寬度是8.3英寸，該掃描儀的光學(xué)分辨率是多少，該掃描儀的光學(xué)分辨率是多少dpi？解：（1）6001200線(xiàn)，其中前一個(gè)數(shù)字代表掃描儀的橫向分辨率，后一數(shù)字則代表縱向分辨率。（2）dpi是指單位面積內(nèi)像素的多少，也就是掃描精度，目前國(guó)際上都是計(jì)算一英寸面積內(nèi)像素的多少。光學(xué)分辨率