數(shù)字圖像處理簡答題及

答案

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數(shù)字圖像處理簡答題及答案

簡答題

1、數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容包含很多方面，請列出并簡述其中的4種。

2、什么是圖像識別與理解

3、簡述數(shù)字圖像處理的至少3種主要研究內(nèi)容。

4、簡述數(shù)字圖像處理的至少4種應(yīng)用。

5、簡述圖像幾何變換與圖像變換的區(qū)別。

6、圖像的數(shù)字化包含哪些步驟簡述這些步驟。

7、圖像量化時，如果量化級比較小會出現(xiàn)什么現(xiàn)象為什么

8、簡述二值圖像與彩色圖像的區(qū)別。

9、簡述二值圖像與灰度圖像的區(qū)別。

10、簡述灰度圖像與彩色圖像的區(qū)別。

11、簡述直角坐標(biāo)系中圖像旋轉(zhuǎn)的過程。

12、如何解決直角坐標(biāo)系中圖像旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的圖像空穴問題

13、舉例說明使用鄰近行插值法進(jìn)行空穴填充的過程。

14、舉例說明使用均值插值法進(jìn)行空穴填充的過程。

15、均值濾波器對高斯噪聲的濾波效果如何試分析其中的原因。

16、簡述均值濾波器對椒鹽噪聲的濾波原理，并進(jìn)行效果分析。

17、中值濾波器對椒鹽噪聲的濾波效果如何試分析其中的原因。

18、使用中值濾波器對高斯噪聲和椒鹽噪聲的濾波結(jié)果相同嗎為什么會出現(xiàn)這

種現(xiàn)象

19、使用均值濾波器對高斯噪聲和椒鹽噪聲的濾波結(jié)果相同嗎為什么會出現(xiàn)這

種現(xiàn)象

20、寫出腐蝕運(yùn)算的處理過程。

21、寫出膨脹運(yùn)算的處理過程。

22、為什么YUV表色系適用于彩色電視的顏色表示

23、簡述白平衡方法的主要原理。

24、YUV表色系的優(yōu)點是什么

25、請簡述快速傅里葉變換的原理。

26、傅里葉變換在圖像處理中有著廣泛的應(yīng)用，請簡述其在圖像的高通濾波中

的應(yīng)用原理。

27、傅里葉變換在圖像處理中有著廣泛的應(yīng)用，請簡述其在圖像的低通濾波中

的應(yīng)用原理。

28、小波變換在圖像處理中有著廣泛的應(yīng)用，請簡述其在圖像的壓縮中的應(yīng)用

原理。

29、什么是圖像的無損壓縮給出2種無損壓縮算法。

2、對于掃描結(jié)果：aaaabbbccdeeeeefffffff,若對其進(jìn)行霍夫曼編碼之后的結(jié)果

是:f=01

e=lla=10b=001c=0001d=0000o若使用行程編碼和霍夫曼編碼的混合編

碼，

壓縮率是否能夠比單純使用霍夫曼編碼有所提高

31、DCT變換編碼的主要思想是什么

32、簡述DCT變換編碼的主要過程。

33、什么是一維行程編碼簡述其與二維行程編碼的主要區(qū)別。

34、什么是二維行程編碼簡述其與一維行程編碼的主要區(qū)別。

35、簡述一維行程編碼和二維行程編碼的異同。

36、壓縮編碼算法很多，為什么還要采用混合壓縮編碼請舉例說明。

37、對于掃描結(jié)果：Haaabbbccdeeeeefffffff,若對其進(jìn)行霍夫曼編碼之后的結(jié)果

是:f=01

e=lla=10b=001c=0001d=0000o若使用行程編碼和霍夫曼編碼的混合編

碼，

壓縮率是否能夠比單純使用行程編碼有所提高

38、連續(xù)圖像和數(shù)字圖像如何相互轉(zhuǎn)換

39、采用數(shù)字圖像處理有何優(yōu)點

40、數(shù)字圖像處理主要包括哪些研究內(nèi)容

41、討論數(shù)字圖像處理系統(tǒng)的組成。列舉你熟悉的圖像處理系統(tǒng)并分析它們的

組成和功能。

42、常見的數(shù)字圖像處理開發(fā)工具有哪些各有什么特點

43、常見的數(shù)字圖像應(yīng)用軟件有哪些各有什么特點

44、討論數(shù)字圖像處理的主要應(yīng)用。進(jìn)一步查找資料，寫一篇關(guān)于你感興趣的

應(yīng)用方面的短文。

45、二維傅里葉變換的分離性有什么實際意義

46、圖像處理中正交變換的目的是什么圖像變換主要用于那些方面

47、在MATLAB環(huán)境中，實現(xiàn)一幅圖像的傅里葉變換。

48、利用MATLAB對一幅512X512的圖像進(jìn)行DCT變換，并保留256X256

個DCT變換系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)圖像，比較重建圖像與原始圖像的差異。

49、離散的沃爾什變換與哈達(dá)瑪變換之間有那些異同

50、什么是小波小波基函數(shù)和傅里葉變換基函數(shù)有何區(qū)別

51、為何稱小波變換為信號的“電子顯微鏡”，如何實現(xiàn)該功能

52、傅里葉變換、加窗傅里葉變換和小波變換的時間一頻率特性有什么不同

53、利用MATLAB進(jìn)行圖像的小波變換，觀察小波系數(shù)特點。

54、圖像增強(qiáng)的目的是什么，它包含那些內(nèi)容

55、什么是圖像平滑試述均值濾波的基本原理。

56、什么是中值濾波，有何特點

57、在MATLAB環(huán)境中，完成圖像的增亮、變暗處理。

58、從哪些方面說明數(shù)據(jù)壓縮的必要性

59、數(shù)據(jù)沒有冗余度能否壓縮為什么

60、如何衡量圖像編碼壓縮方法的性能

61、一圖像大小為640X480,256色。用軟件工具SEA(versionK3)將其

分別轉(zhuǎn)成24位色BMP,24位色JPEG,GIF(只能轉(zhuǎn)成256色)壓縮格式，24

位色TIFF壓縮格式，24位色TGA壓縮格式，得到的文件大小分別為：

921,654字節(jié)；17,707字節(jié)；177,152字節(jié)；923,044字節(jié)；768,136字節(jié)。分別

計算每種壓縮圖像的壓縮比。

62、大部分視頻壓縮方法是有損壓縮還是無損壓縮為什么

63、若圖像上任意兩像素點的亮度電平值相等或者任意兩時刻同一位置上的像

素的亮度電平值相等，能夠說明上述兩種情況下像素相關(guān)嗎為什么

64、根據(jù)JPEG算法說明JPEG圖像顯示時會出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象的原因。

65、討論混合編碼的優(yōu)點。

66、Huffman編碼有何優(yōu)缺點

67、算術(shù)編碼有何優(yōu)點舉例說明其適用范圍。

68、JPEG為什么要進(jìn)行彩色空間轉(zhuǎn)換

69、JPEG的量化表有何作用

70、引起圖像退化的原因有哪些

71、盲去卷積方法中，如何選擇一個合適的PSF值

72、什么是閾值分割技術(shù)該技術(shù)適用于什么場景下的圖像分割

73、邊緣檢測的理論依據(jù)是什么有哪些方法各有什么特點

74、基于圖像邊緣的算子分割技術(shù)的理論根據(jù)是什么

75、什么是區(qū)域什么是圖像分割

76、什么是Hough變換試述采用Hough變換檢測直線的原理。

77、如何表示圖像中一點的彩色值顏色模型起什么作用

78、色調(diào)、色飽和度和亮度的定義是什么在表征圖像一點顏色時，各起什么作

用

79、為什么有時需要將一種顏色數(shù)據(jù)表示形式轉(zhuǎn)換為另一種形式如何由RGB

數(shù)值計算HSV數(shù)值

80、什么是彩色的減性模型和加性模型哪一種模型更適合用于顯示、圖片和打

印場合

81、哪個顏色空間最接近人的視覺系統(tǒng)的特點

82、為什么在某些場合下要進(jìn)行彩色量化彩色圖像的量化的依據(jù)是什么

83、抖動技術(shù)是如何利用只能顯示較少顏色的設(shè)備重現(xiàn)含有豐富色彩圖像的

84、討論假彩色和偽彩色的差異。

85、討論彩色圖像增強(qiáng)與灰度圖像增強(qiáng)的關(guān)系。

86、數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)主要包括哪些研究內(nèi)容

87、基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的圖像處理有何特點

88數(shù)字圖像處理的主要研究內(nèi)容包含很多方面，請列出并簡述其中的4種。

89、什么是圖像識別與理解

90、簡述數(shù)字圖像處理的至少3種主要研究內(nèi)容。

91、簡述數(shù)字圖像處理的至少4種應(yīng)用。

92、簡述圖像幾何變換與圖像變換的區(qū)別。

93、圖像的數(shù)字化包含哪些步驟簡述這些步驟。

94、圖像量化時，如果量化級比較小會出現(xiàn)什么現(xiàn)象為什么

95、簡述二值圖像、彩色圖像、灰度圖像的區(qū)別。

96、簡述直角坐標(biāo)系中圖像旋轉(zhuǎn)的過程。

97、如何解決直角坐標(biāo)系中圖像旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的圖像空穴問題

98、舉例說明使用鄰近行插值法進(jìn)行空穴填充的過程。

99、舉例說明使用均值插值法進(jìn)行空穴填充的過程。

100、均值濾波器對高斯噪聲的濾波效果如何試分析其中的原因。

101、簡述均值濾波器對椒鹽噪聲的濾波原理，并進(jìn)行效果分析。

102、中值濾波器對椒鹽噪聲的濾波效果如何試分析其中的原因。

103、使用中值濾波器對高斯噪聲和椒鹽噪聲的濾波結(jié)果相同嗎為什么會出現(xiàn)

這種現(xiàn)象

104、使用均值濾波器對高斯噪聲和椒鹽噪聲的濾波結(jié)果相同嗎為什么會出現(xiàn)

這種現(xiàn)象

105、圖像中的細(xì)節(jié)特征大致有哪些一般細(xì)節(jié)反映在圖像中的什么地方

106、一階微分算子與二階微分算子在提取圖像的細(xì)節(jié)信息時，有什么異同

107、什么是圖像恢復(fù)。

108、圖像復(fù)原和圖像增強(qiáng)的主要區(qū)別是。

109、試述圖像退化的基本模型，并畫出框圖且寫出數(shù)學(xué)表達(dá)式。

110、什么是圖像的無損壓縮給出2種無損壓縮算法。

111、DCT變換編碼的主要思想是什么

112、簡述DCT變換編碼的主要過程。

113、什么是一維行程編碼簡述其與二維行程編碼的主要區(qū)別。

114、什么是二維行程編碼簡述其與一維行程編碼的主要區(qū)別。

115、壓縮編碼算法很多，為什么還要采用混合壓縮編碼請舉例說明。

116、舉例說明直方圖均衡化的基本步驟。

117、簡述JPEG的壓縮過程，并說明壓縮的有關(guān)步驟中分別減少了哪種冗余

118、圖像銳化濾波的幾種方法。

119、偽彩色增強(qiáng)和假彩色增強(qiáng)有何異同點。

120、圖像編碼基本原理是什么數(shù)字圖像的冗余表現(xiàn)有哪幾種表現(xiàn)形式

121、什么是中值濾波，有何特點

122、什么是直方圖均衡化

123、圖像增強(qiáng)的目的是什么

124、什么是中值濾波及其它的原理

125、圖像銳化與圖像平滑有何區(qū)別與聯(lián)系

126、在彩色圖像處理中，常使用HSl模型，它適于做圖像處理的原因有：

127、圖像復(fù)原和圖像增強(qiáng)的主要區(qū)別是：

128、圖像增強(qiáng)時，平滑和銳化有哪些實現(xiàn)方法

129、簡述直方圖均衡化的基本原理。

130、當(dāng)在白天進(jìn)入一個黑暗劇場時，在能看清并找到空座位時需要適應(yīng)一段

時間，試述發(fā)生這種現(xiàn)象的視覺原理。

131、說明一幅灰度圖像的直方圖分布與對比度之間的關(guān)系

132、對于椒鹽噪聲，為什么中值濾波效果比均值濾波效果好

133、什么是區(qū)域什么是圖像分割

134、什么是圖像運(yùn)算具體包括哪些

135、圖像都有哪些特征

136、簡述基于邊緣檢測的霍夫變換的原理。

137、假彩色增強(qiáng)和偽彩色增強(qiáng)的區(qū)別是什么

138、圖像編碼基本原理是什么數(shù)字圖像的冗余表現(xiàn)有哪幾種表現(xiàn)形式

139、闡述數(shù)字圖像處理與模擬圖像處理相比都有哪些優(yōu)點。

140、簡述數(shù)字圖像信息的特點。

141、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)有哪幾部分組成并說出各部分的作用。

142、數(shù)字圖像處理主要應(yīng)用在哪些鄰域分別舉例說明。

143、解釋什么是馬赫帶效應(yīng)。

144、簡述人的視覺過程。

145、圖像可分為哪幾類并闡述各類圖像的特點。

146、圖像獲取包括哪些步驟各個步驟又會影響圖像質(zhì)量的哪些參數(shù)

147、舉例說明差影法的用處。

148、圖像基本運(yùn)算可以分為哪幾類。

149、有哪幾種常見的幾何變換

150、圖像旋轉(zhuǎn)會引起圖像失真嗎為什么

151、二維傅立葉變換有哪些性質(zhì)

152、圖像處理中正變換的目的是什么圖像變換主要用于哪些方面。

153、圖像增強(qiáng)的目的是什么它通常包含哪些技術(shù)

154、直接灰度變換增強(qiáng)技術(shù)通常包含哪些內(nèi)容

簡答題答案

1.①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過

程。

②圖像增強(qiáng)：將一幅圖像中的有用信息進(jìn)行增強(qiáng)，同時對其無用信息進(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：通過數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時

頻域等空間上進(jìn)

行分析。

⑤圖像識別與理解：通過對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，并且對所提取的目標(biāo)物進(jìn)行一定的定量分析。

2.圖像識別與理解是指通過對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

確定是否包含某個犯罪分子的人臉信息，就需要先將照片上的人臉檢測出來，

進(jìn)而將檢測出

來的人臉區(qū)域進(jìn)行分析，確定其是否是該犯罪分子。

3.①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過

程。

②圖像增強(qiáng)：將一幅圖像中的有用信息進(jìn)行增強(qiáng)，同時對其無用信息進(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：通過數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時

頻域等空間上進(jìn)

行分析。

4.①在遙感中，比如土地測繪、氣象監(jiān)測、資源調(diào)查、環(huán)境污染監(jiān)測等方面。

②在醫(yī)學(xué)中，比如B超、CT機(jī)等方面。

③在通信中，比如可視電話、會議電視、傳真等方面。

④在工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量檢測中，比如對食品包裝出廠前的質(zhì)量檢查、對機(jī)

械制品質(zhì)量的監(jiān)

控和篩選等方面。

⑤在安全保障、公安方面，比如出入口控制、指紋檔案、交通管理等。

5.①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：通過數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時

頻域等空間上進(jìn)

行分析。比如傅里葉變換、小波變換等。

6.圖像的數(shù)字化主要包含采樣、量化兩個過程。采樣是將空域上連續(xù)的圖像變

換成離散采

樣點集合，是對空間的離散化。經(jīng)過采樣之后得到的二維離散信號的最小單位

是像素。量化

就是把采樣點上表示亮暗信息的連續(xù)量離散化后，用數(shù)值表示出來，是對亮度

大小的離散化

O經(jīng)過采樣和量化后，數(shù)字圖像可以用整數(shù)陣列的形式來描述。

7.如果量化級數(shù)過小，會出現(xiàn)偽輪廓現(xiàn)象。量化過程是將連續(xù)變化的顏色劃分

到有限個級

別中，必然會導(dǎo)致顏色信息損失。當(dāng)量化級別達(dá)到一定數(shù)量時，人眼感覺不到

顏色信息的丟

失。當(dāng)量化級數(shù)過小時，圖像灰度分辨率就會降低，顏色層次就會欠豐富，不

同的顏色之間

過度就會變得突然，可能會導(dǎo)致偽輪廓現(xiàn)象。

8.二值圖像是指每個像素不是黑，就是白，其灰度值沒有中間過渡的圖像。這

種圖像又稱

為黑白圖像。二值圖像的矩陣取值非常簡單，每個像素的值要么是1,要么是

0,具有數(shù)據(jù)量小的特點。

彩色圖像是根據(jù)三原色成像原理來實現(xiàn)對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級表示，三基色之間不同的灰度組合可以形成不同的顏

色。

9.二值圖像是指每個像素不是黑，就是白，其灰度值沒有中間過渡的圖像。這

種圖像又稱

為黑白圖像。二值圖像的矩陣取值非常簡單，每個像素的值要么是1,要么是

0,具有數(shù)據(jù)量

小的特點。

錄度圖像是指每個像素的信息由一個量化后的灰度級來描述的數(shù)字圖

像，灰度圖像中不

包含彩色信息。標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中每個像素的灰度值是0-255之間的一個值，灰

度級數(shù)為256級。

10.灰度圖像是指每個像素的信息由一個量化后的灰度級來描述的數(shù)字圖像，灰

度圖像中不

包含彩色信息。標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中每個像素的灰度值是0-255之間的一個值，灰

度級數(shù)為256級。

彩色圖像是根據(jù)三原色成像原理來實現(xiàn)對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級表示，三基色之間不同的灰度組合可以形成不同的顏

色。

11.（1）計算旋轉(zhuǎn)后行、列坐標(biāo)的最大值和最小值。

（2）根據(jù)最大值和最小值，進(jìn)行畫布擴(kuò)大，原則是以最小的面積承載全

部的圖像信息。

（3）計算行、列坐標(biāo)的平移量。

（4）利用圖像旋轉(zhuǎn)公式計算每個像素點旋轉(zhuǎn)后的位置。

（5）對于空穴問題，進(jìn)行填充。

12.（1）對于空穴問題，需要進(jìn)行填充?？梢圆捎貌逯档姆椒▉斫鉀Q填充問

題。

（2）闡述一下鄰近行插值或者均值插值法進(jìn)行空穴填充的過程。（該點

參見簡答題3和簡答題4）

13.鄰近插值法就是將判斷為空穴位置上的像素值用其相鄰行（或列）的像素值

來填充。

例如對于下圖中的空穴點f23進(jìn)行填充時，使用相鄰行的像素值來填

充。即：f23=f22.

14.均值插值法就是將判斷為空穴位置上的像素值用其上、下、左、右像素值的

均值來填充。

例如對于下圖中的空穴點f23進(jìn)行填充時，使用相鄰行的像素值來填

充。

即：f23=(f22+f24+fl3+f33)∕4.

15.均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，該模

板包括了其

周圍的鄰近像素。將模板中的全體像素的均值來替代原來的像素值的方法。

均值濾波器對高斯噪聲的濾波結(jié)果較好。

原因：高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分布，但分布在每點像素上。因為正態(tài)

分布的均值為0,

所以均值濾波可以消除噪聲。

16.均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，該模

板包括了其

周圍的鄰近像素。將模板中的全體像素的均值來替代原來的像素值的方法。

均值濾波器對椒鹽噪聲的濾波結(jié)果不好。

原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干

凈點也有污染點。因為噪聲的均值不為0,所以均值濾波不能很好地去除噪聲

點。

17.中值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，該模

板包括了其

周圍的鄰近像素。取模板中排在中間位置上的像素的灰度值替代待處理像素的

值，就可以達(dá)

到濾除噪聲的目的。

中值濾波器對椒鹽噪聲的濾波效果較好。

原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干

凈點也有污染點。使用中值濾波時，被污染的點一般不處于中值的位置，即選

擇適當(dāng)?shù)狞c來替代污染點的值，所以處理效果好。

18.中值濾波器對椒鹽噪聲的濾波效果較好，對高斯噪聲的處理效果不好。

中值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，

該模板包括了其

周圍的鄰近像素。取模板中排在中間位置上的像素的灰度值替代待處理像素的

值，就可以達(dá)

到濾除噪聲的目的。

原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干

凈點也有污染點。使用中值濾波時，被污染的點一般不處于中值的位置，即選

擇適當(dāng)?shù)狞c來替代污染點的值，所以處理效果好。高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分

布，但分布在每點像素上。找不到干凈的點

來替代被污染的點，故處理效果不好。

19.均值濾波器對高斯噪聲的濾波結(jié)果較好，對椒鹽噪聲的濾波結(jié)果不好。

均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，

該模板包括了其

周圍的鄰近像素。將模板中的全體像素的均值來替代原來的像素值的方法。

原因：高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分布，但分布在每點像素上。因為正態(tài)分

布的均值為0,

所以均值濾波可以消除噪聲。椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置

上，圖像中有

干凈點也有污染點。因為噪聲的均值不為0,所以均值濾波不能很好地去除噪

聲點。

20.腐蝕運(yùn)算的處理過程為：

1）掃描原圖，找到第一個像素值為1的目標(biāo)點；

2）將預(yù)先設(shè)定好形狀以及原點位置的結(jié)構(gòu)元素的原點移到該點；

3）判斷該結(jié)構(gòu)元素所覆蓋的像素值是否全部為1：如果是，則腐蝕

后圖像中的相同位置上的像素值為1；如果不是，則腐蝕后圖像中的相同位

置上的像素值為0；4）重復(fù)2）和3）,直到所有原圖中像素處理完成。

21.膨脹運(yùn)算的處理過程為：

1）掃描原圖，找到第一個像素值為0的背景點；

2）將預(yù)先設(shè)定好形狀以及原點位置的結(jié)構(gòu)元素的原點移到該點；

3）判斷該結(jié)構(gòu)元素所覆蓋的像素值是否存在為1的目標(biāo)點：

如果是，則膨脹后圖像中的相同位置上的像素值為1；如果不是，

則膨脹后圖像中的相同位置上的像素值為0；4）重復(fù)2）和3）,直到所有原

圖中像素處理完成。

22.YUV表色系適用于彩色電視的顏色表示主要原因有以下3點：（I）YUV

表色系具有亮度與色度相分離的特點，黑白電視接收彩色電視節(jié)目信號時，只

需要將Y、U、V三路信號中的Y信號介入電視機(jī)信號即可；（2）YUV表色

系具有亮度與色度相分離的特點，彩色電視機(jī)接收黑白電視節(jié)目信號時，只要

將U、V兩路信號置為0即可。（3）YUV表色系與RGB表色系的轉(zhuǎn)換運(yùn)算比

較簡單，便于實時進(jìn)行色系之間的轉(zhuǎn)換。

23.白平衡方法的主要原理是：如果原始場景中的某些像素點應(yīng)該是白色的

（R=G=B=255）,

但是由于所獲取的圖像中的相應(yīng)像素點存在色偏，這些點的R,G,B三個分量的

值不再保持相同，通過調(diào)整這三個顏色分量的值，使之達(dá)到平衡，由此獲得對

整幅圖像的彩色平衡影射關(guān)系，通過該映射關(guān)系對整幅圖像進(jìn)行處理，由此達(dá)

到彩色平衡的目的。

24.YUV表色系的有點體現(xiàn)在以下2個方面：（1）亮度信號與色度信號相互獨

立，由Y信號構(gòu)成的灰度圖像與用U、V信號構(gòu)成的兩外兩幅單色圖是相互獨

立的。可以對這些單色圖單獨進(jìn)行編碼。（2）YUV表色系與RGB表色系的轉(zhuǎn)

換運(yùn)算比較簡單，便于實時進(jìn)行色系之間的轉(zhuǎn)換。

25.傅里葉變換是復(fù)雜的連加運(yùn)算，計算時間代價很大?？焖俑道锶~變換的核心

思想是，將

原函數(shù)分解成一個奇數(shù)項和一個偶數(shù)項加權(quán)和，然后對所分解的奇數(shù)項和偶數(shù)

項再分別分解

成其中的奇數(shù)項和偶數(shù)項的加權(quán)和。這樣，通過不斷重復(fù)兩項的加權(quán)和來完成

原有傅里葉變

換的復(fù)雜運(yùn)算，達(dá)到較少計算時間代價的目的。

26.圖像經(jīng)過傅里葉變換后，景物的概貌部分集中在低頻區(qū)段，景物的細(xì)節(jié)部分

集中在高頻

區(qū)段，可以通過圖像的高通濾波將圖像中景物的細(xì)節(jié)提取出來。具體做法是，

將傅里葉變換

得到頻譜圖的低頻部分強(qiáng)制為0,而將高頻部分的信息保持不變，就相當(dāng)于使

用一個只保持高頻部分信息不變，而低頻信息被完全抑制的高通濾波器作用在

原始圖像上。將經(jīng)過這樣處理后的頻譜進(jìn)行傅里葉逆變換，就可以得到圖像的

細(xì)節(jié)部分。

27.圖像經(jīng)過傅里葉變換后，景物的概貌部分集中在低頻區(qū)段，景物的細(xì)節(jié)部分

集中在高頻

區(qū)段，可以通過圖像的高通濾波將圖像中景物的概貌提取出來。具體做法是，

將傅里葉變換

得到頻譜圖的高頻部分強(qiáng)制為0,而將低頻部分的信息保持不變，就相當(dāng)于使

用一個只保持低頻部分信息不變，而高頻信息被完全抑制的低通濾波器作用在

原始圖像上。將經(jīng)過這樣處理后的頻譜進(jìn)行傅里葉逆變換，就可以得到圖像的

概貌部分。

28.一幅圖像經(jīng)過一次小波變換之后，概貌信息大多集中在低頻部分，而其余部

分只有微弱

的細(xì)節(jié)信息。為此，如果只保留占總數(shù)據(jù)量1/4的低頻部分，對其余三個部分

的系數(shù)不存儲或傳輸，在解壓時，這三個子塊的系數(shù)以0來代替，則就可以省

略圖像部分細(xì)節(jié)信息，而畫面的效果跟原始圖像差別不是很大。這樣，就可以

得到圖像壓縮的目的。

29.圖像的無損壓縮是指壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)（或稱為還原，或稱為解壓

縮），重構(gòu)后的

信息與原來的信息完全相同的壓縮編碼方式。無損壓縮用于要求重構(gòu)的信息與

原始信息完全

一致的場合。常用的無損壓縮算法包含行程編碼、霍夫曼編碼等。

30.原始掃描結(jié)果所占空間為：22*8=176(bits)

單純霍夫曼編碼的結(jié)果是：000

,共占53(bits)°壓縮比為：176：53.Hufman與行程編碼混合：01,共占

3+2+3+3+3+4+3+4+3+2+3+2=

35(bits),壓縮比為176：35.即壓縮比有所提高。

31.DCT變換編碼的思想是利用離散余弦變換對數(shù)據(jù)信息強(qiáng)度的集中特性，

可以將數(shù)據(jù)中視覺上容易察覺的部分與不容易察覺的部分進(jìn)行分離，由此可以

達(dá)到進(jìn)行有損壓縮的目的。

32.第一步，將圖像分成8*8的子塊；

第二步，對每個子塊進(jìn)行DCT變換；

第三步，將變換后的系數(shù)矩陣進(jìn)行量化，量化后，得到的矩陣左上角數(shù)

值較大，右下部

分為0；第四步，對量化后的矩陣進(jìn)行Z形掃描，以使得矩陣中為0的元素盡

可能多的連在一起；

第五步，對Z掃描結(jié)果進(jìn)行行程編碼；

第六步，進(jìn)行燧編碼。

33.一維行程編碼是里利用一行上像素的相關(guān)性，逐行對圖像進(jìn)行掃描，然

后對掃描的結(jié)果

進(jìn)行編碼。一維行程編碼只考慮了消除行內(nèi)像素之間的相關(guān)性，沒有考慮到某

種方向之間的

相關(guān)性；而二維行程編碼是按照一定的掃描路線進(jìn)行掃描，既可以消除行內(nèi)像

素之間水平方

向的相關(guān)性，又可以消除像素垂直方向的相關(guān)性。

34.二維行程編碼是利用圖像的二維信息的強(qiáng)相關(guān)性，對圖像按照一定的掃

描路線進(jìn)行掃描

,遍歷所有的像素點，獲得點點相鄰的關(guān)系后進(jìn)行一維行程編碼的方法。這

樣，既可以消除

行內(nèi)像素之間水平方向的相關(guān)性，又可以消除像素垂直方向的相關(guān)性。而一維

行程編碼只考

慮了消除行內(nèi)像素之間的相關(guān)性，沒有考慮到某種方向之間的相關(guān)性；

35.一維行程編碼是里利用一行上像素的相關(guān)性，逐行對圖像進(jìn)行掃描，然

后對掃描的結(jié)果

進(jìn)行編碼。一維行程編碼只考慮了消除行內(nèi)像素之間的相關(guān)性，沒有考慮到某

種方向之間的

相關(guān)性。

二維行程編碼是利用圖像的二維信息的強(qiáng)相關(guān)性，對圖像按照一定的掃

描路線進(jìn)行掃描

,遍歷所有的像素點，獲得點點相鄰的關(guān)系后進(jìn)行一維行程編碼的方法。這

樣，既可以消除

行內(nèi)像素之間水平方向的相關(guān)性，又可以消除像素垂直方向的相關(guān)性。

36.壓縮編碼算法很多，比如行程編碼、霍夫曼編碼等。每種不同的壓縮編

碼方法具有各自

不同的特點。比如行程編碼擅長對多個重復(fù)數(shù)據(jù)連續(xù)出現(xiàn)的情況進(jìn)行編碼；霍

夫曼編碼則可

以有效地將出現(xiàn)頻率高、低不同的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。如果將不同的編碼方式巧妙

的結(jié)合在一起

,則可以達(dá)到更高的壓縮率，這就是混合壓縮編碼的思想。

37.原始掃描結(jié)果所占空間為：22*8=176(bits)

單純行程編碼的結(jié)果是:4a3b2cld5e7f,共占6(3+8)=66(bits)o壓縮

比為：176：66HUfman與行程編碼混合：01,共占

3+2+3+3+3+4+3+4+3+2+3+2=35(bits),壓縮比為176：35.即故壓縮比有所提

r?<>

38.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，再由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)化器(ADC)得到原始的數(shù)字圖像信

號。圖像的數(shù)字

化包括離散和量化兩個主要步驟。在空間將連續(xù)坐標(biāo)過程稱為離散化，而進(jìn)一

步將圖像的幅

度值(可能是灰度或色彩)整數(shù)化的過程稱為量化。

39.數(shù)字圖像處理與光學(xué)等模擬方式相比具有以下鮮明的特點：

I.具有數(shù)字信號處理技術(shù)共有的特點。(1)處理精度高。(2)重現(xiàn)性能

好。(3)靈活

性高。

2.數(shù)字圖像處理后的圖像是供人觀察和評價的，也可能作為機(jī)器視覺的預(yù)處

理結(jié)果。

3.數(shù)字圖像處理技術(shù)適用面寬。

4.數(shù)字圖像處理技術(shù)綜合性強(qiáng)。

40.圖像處理的任務(wù)是將客觀世界的景象進(jìn)行獲取并轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像、進(jìn)行增

強(qiáng)、變換、

編碼、恢復(fù)、重建、編碼和壓縮、分割等處理，它將一幅圖像轉(zhuǎn)化為另一幅具

有新的意義的

圖像。

41.如圖，數(shù)字圖像處理系統(tǒng)是應(yīng)用計算機(jī)或?qū)Ｓ脭?shù)字設(shè)備對圖像信息進(jìn)行處理

的

信息系統(tǒng)。圖像處理系統(tǒng)包括圖像處理硬件和圖像處理軟件。圖像處理硬件主

要由圖像輸入

設(shè)備、圖像運(yùn)算處理設(shè)備（微計算機(jī)）、圖像存儲器、圖像輸出設(shè)備等組成。

軟件系統(tǒng)包括

操作系統(tǒng)、控制軟件及應(yīng)用軟件等。

42.目前圖像處理系統(tǒng)開發(fā)的主流工具為ViSUaIC++（面向?qū)ο罂梢暬?/p>

工具）和

MATLAB的圖像處理工具箱（ImagePrOCeSSingTOOIboX）。兩種開發(fā)工具各有

所長且有相互

間的軟件接口。

Microsoft公司的VC++是一種具有高度綜合性能的面向?qū)ο罂梢暬晒?/p>

具，用它開發(fā)

出來的Win32程序有著運(yùn)行速度快、可移植能力強(qiáng)等優(yōu)點。VC++所提供的

MiCroSOft基礎(chǔ)類庫MFe對大部分與用戶設(shè)計有關(guān)的Win32應(yīng)用程序接口API

進(jìn)行了封裝，提高了代碼的可重用性，大大縮短了應(yīng)用程序開發(fā)周期，降低了

開發(fā)成本。由于圖像格式多且復(fù)雜，為了減輕程序員將主要精力放在特定問題

的圖像處理算法上，VC++6.0提供的動態(tài)鏈接庫

ImageLoad.dll支持BMP、JPG、TIF等常用6種格式的讀寫功能。

MATLAB的圖像處理工具箱MATLAB是由MathWorks公司推出的用于數(shù)值

計算的有

力工具，是一種第四代計算機(jī)語言，它具有相當(dāng)強(qiáng)大的矩陣運(yùn)算和操作功能，

力求使人們擺

脫繁雜的程序代碼。MATLAB圖像處理工具箱提供了豐富的圖像處理函數(shù)，靈

活運(yùn)用這些

函數(shù)可以完成大部分圖像處理工作，從而大大節(jié)省編寫低層算法代碼的時間，

避免程序設(shè)計

中的重復(fù)勞動。MATLAB圖像處理工具箱涵蓋了在工程實踐中經(jīng)常遇到的圖像

處理手段和

算法，如圖形句柄、圖像的表示、圖像變換、二維濾波器、圖像增強(qiáng)、四叉樹

分解域邊緣檢

測、二值圖像處理、小波分析、分形幾何、圖形用戶界面等。但是，MATLAB

也存在不足

之處限制了其在圖像處理軟件中實際應(yīng)用。首先，強(qiáng)大的功能只能在安裝有

MATLAB系統(tǒng)

的機(jī)器上使用圖像處理工具箱中的函數(shù)或自編的m文件來實現(xiàn)。其次，

MATLAB使用行解

釋方式執(zhí)行代碼，執(zhí)行速度很慢。第三，MATLAB擅長矩陣運(yùn)算，但對于循環(huán)

處理和圖形

界面的處理不及C++等語言。為此，通應(yīng)用程序接口APl和編譯器與其他高級

語言（如C、

C++、JaVa等）混合編程將會發(fā)揮各種程序設(shè)計語言之長協(xié)同完成圖像處理任

務(wù)。APl支持MATLAB與外部數(shù)據(jù)與程序的交互。編譯器產(chǎn)生獨立于MATL

AB環(huán)境的程序，從而使其他語言的應(yīng)用程序使用MATLAB。

43.圖像應(yīng)用軟件是可直接供用戶使用的商品化軟件。用戶從使用功能出發(fā)，只

要了解

軟件的操作方法就可以完成圖像處理的任務(wù)。對大部分用戶來說，商品化的圖

像應(yīng)用軟件無

需用戶進(jìn)行編程，操作方便，功能齊全，已經(jīng)能滿足一般需求，因而得到廣泛

應(yīng)用。常用圖

像處理應(yīng)用軟件有以下幾種：

1.PHOTOSHOP：當(dāng)今世界上一流的圖像設(shè)計與制作工具，其優(yōu)越性能令其

產(chǎn)品望塵

莫及。PHOToSHoP已成為出版界中圖像處理的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。高版本的

PHOTOSHOP支持多

達(dá)20多種圖像格式和TWAlN接口，接受一般掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等圖像輸入設(shè)

備采集的圖

像。PHOTOSHoP支持多圖層的工作方式，只是PHOTOSHOP的最大特色。

使用圖層功能

可以很方便地編輯和修改圖像，使平面設(shè)計充滿創(chuàng)意。利用PHoToSHoP還

可以方便地對

圖像進(jìn)行各種平面處理、繪制簡單的幾何圖形、對文字進(jìn)行藝術(shù)加工、進(jìn)行圖

像格式和顏色

模式的轉(zhuǎn)換、改變圖像的尺寸和分辨率、制作網(wǎng)頁圖像等。

2.CorelDRAW：一種基于矢量繪圖、功能強(qiáng)大的圖形圖像制作與設(shè)計軟件。

位圖式圖像

是由象素組成的，與其相對，矢量式圖像以幾何、色彩參數(shù)描述圖像，其內(nèi)容

以線條和色塊

為主。可見，采用不同的技術(shù)手段可以滿足用戶的設(shè)計要求。位圖式圖像善于

表現(xiàn)連續(xù)、豐

富色調(diào)的自然景物，數(shù)據(jù)量較大；而矢量式圖像強(qiáng)于表現(xiàn)線條、色塊的圖案，

數(shù)據(jù)量較小。

合理的利用兩種不同類型的圖像表現(xiàn)方式，往往會收到意想不到的藝術(shù)效果。

CoreIDraw是

當(dāng)今流行的圖像處理軟件中為數(shù)不多的特點明顯、功能強(qiáng)大的基于矢量繪圖的

軟件包。利用

它，可以方便地制作精美的名片、賀卡、書簽、圖書封面、廣告、宣傳畫等作

品O

3.ACDSee：快速、高性能的看圖程序，是目前最享盛名的圖片瀏覽器。它能

廣泛應(yīng)

用于圖片的獲取、管理、瀏覽和優(yōu)化，支持BMP、GIF、JPG、TGA、TlF等

超過50種常見

的圖形文件格式，圖片打開速度極快，可以直接查看動畫GIF,處理如MPeg

之類常用的視

頻文件，還可以為每一個目錄建立一個相冊。ACDSee可以從數(shù)碼相機(jī)和掃描

儀高效獲取圖

片，并進(jìn)行便捷的查找、組織和預(yù)覽。ACDSee還是得心應(yīng)手的圖片編輯工

具，輕松處理數(shù)

碼影像，擁有去紅眼、剪切圖像、銳化、浮雕特效、曝光調(diào)整、旋轉(zhuǎn)、鏡像等

功能，還能進(jìn)

行批量處理。

44.圖像處理的應(yīng)用幾乎滲透科學(xué)研究、工程技術(shù)和人類社會生活的各個領(lǐng)域。

教師可

以分組對學(xué)生布置以下6個方面的課題，通過閱讀參考文獻(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)資源等手段

寫數(shù)字圖像處

理的主要應(yīng)用的短文，并安排交流機(jī)會。

1.航天和航空技術(shù)方面的應(yīng)用

2.生物醫(yī)學(xué)工程方面的應(yīng)用

3.通信工程方面的應(yīng)用

4.工業(yè)自動化和機(jī)器人視覺方面的應(yīng)用

5.軍事和公安方面的應(yīng)用

6.生活和娛樂方面的應(yīng)

45.該性質(zhì)表明，一個二維傅里葉變換可由連續(xù)兩次一維傅里葉變換來實現(xiàn)。實

現(xiàn)的方

法如下圖所示：

i維一?維

行變換列變換

46.正交變換可以使得圖像能量主要集中分布在低頻率成分上，邊緣和線信息反

映在高

頻率成分上。因此正交變換廣泛應(yīng)用在圖像增強(qiáng)、圖像恢復(fù)、特征提取、圖像

編碼壓縮和形

狀分析等方面。

47.MATLAB程序如下：

A=imread(");

imshow(A);

A2=fft2(A);

A2=fftshift(A2);

figure,imshow(log(abs(A2)+1),[010]);

程序如下：

RGB=imread(");

I=rgb2gray(RGB);

J=dct2(I);

1(1:512,256:512)=0;

J(256:512,1:256)=0;

K=idct2(J);

imshow(I),figure,imshow(K,[0255])

49.哈達(dá)瑪(Hadamard)變換和沃爾什(WalSh)變換的變換核都是由1,一1組

成的正交

方陣。它們不同的地方在于變換矩陣的行列排列次序不同。哈達(dá)瑪變換每行的

列率排列是沒

有規(guī)則的，沃爾什變換的列率是由小到大。

50.小波信號的非零點是有限的。它與傅里葉變換的基函數(shù)(三角函數(shù)、指數(shù)信

號)是

不同的，傅里葉變換的基函數(shù)從負(fù)無窮到正無窮都是等幅振蕩的。

51.小波變換的伸縮因子的變化，使得可以在不同尺度上觀察信號，所以又稱電

子顯微

鏡。實現(xiàn)小波變換可以應(yīng)用MalIat的快速算法。

52.傅里葉變換使得時間信號變成了頻域信號，加窗傅里葉變換使得時間信號變

成了時

頻信號，但是窗口是固定的，小波變換同樣變成了視頻信號，但是時頻的窗口

是變化的。

53.MATLAB程序如下：

X=imread(");

[cA1,cHl,cVl,cD1]=dwt2(X,'');

subpIot(2,2,1);imshow(cAl,[0900]);

title(,ApproximationA1,)

subpIot(2,2,2);imshow(cH1);

出le('HorizontalDetailHΓ)

subpIot(2,2,3)；imshow(cV1);

title(,Vertiea?DetailVΓ)

subpIot(2,2,4)；imshow(cD1);

54.圖像增強(qiáng)是指對圖像的某些特征，如邊緣、輪廓、對比度等進(jìn)行強(qiáng)調(diào)或銳

化，以

便于顯示、觀察或進(jìn)一步分析與處理。

55.為了去除或減弱圖像中的噪聲，可以對圖像進(jìn)行平滑處理，稱為圖像平滑。

大部分

的噪聲都可以看作是隨機(jī)信號，它們對圖像的影響可以看作是孤立的。對于某

一像素而言，

如果它與周圍像素點相比，有明顯的不同，我們就認(rèn)為該點被噪聲感染了。基

于這樣的分析，

我們可以用求均值的方法，來判斷每一點是否含有噪聲，并用適當(dāng)?shù)姆椒ㄏ?/p>

所發(fā)現(xiàn)的噪聲。

56.中值濾波是非線性的處理方法，在去噪的同時可以兼顧到邊界信息的保留。

中值濾波首先選一個含有奇數(shù)點的窗口W,將這個窗口在圖像上掃描，把該窗

口中所含的

像素點按灰度級的升(或降)序排列，取位于中間的灰度值，來代替該點的灰

度值。

程序如下：

A=imread(");%讀入圖像

imshOw(A);%顯示圖像

figure,imhist(A);%顯示圖像的直方圖

Jl=imadjust(A,[],[]);

%將圖像在O.3×255~0.7義255灰度之間的值通過線性變換映射到0~255之

間

figure,imshow(Jl);%輸出圖像效果圖

figure,imhist(Jl)%輸出圖像的直方圖

J2=imadjust(A,∏,[0]);

%使用此函數(shù)，將圖像灰度通過線性變換映射到0~255X0.7之間

figure,imshow(J2);%輸出圖像效果圖

figure,imhist(J2)%輸出圖像的直方圖

58.采用數(shù)字技術(shù)會使信號處理的性能大為提高，但其數(shù)據(jù)量的增加也是十分驚

人的。

圖像數(shù)據(jù)更是多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)重點研究的壓縮對象。不加壓縮的圖像

數(shù)據(jù)是計算機(jī)

的處理速度、通信信道的容量等所無法承受的。

這樣的數(shù)據(jù)率是與當(dāng)前信息存儲介質(zhì)的容量、計算機(jī)的總線速度以及網(wǎng)絡(luò)的傳

輸率不相

匹配的。盡管人們在存儲介質(zhì)、總線結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)性能等方面不斷有新的突破，

但數(shù)據(jù)量的增

長速度遠(yuǎn)超過硬件設(shè)施的提高水平，以上的矛盾仍然無法緩解。

如果將上述圖像信號壓縮幾倍、十幾倍，甚至上百倍，將十分有利于圖像的傳

輸和存儲。

可見，在現(xiàn)有硬件設(shè)施條件下，對圖像信號本身進(jìn)行壓縮是解決上述矛盾的主

要出路。

59.圖像數(shù)據(jù)量大，同時冗余數(shù)據(jù)也是客觀存在的。一般圖像中存在著以下數(shù)據(jù)

冗余因

素：(1)編碼冗余；(2)像素間的相關(guān)性形成的冗余；(3)視覺特性和顯

示設(shè)備引起的冗余。

理論上，數(shù)據(jù)沒有冗余度是不壓縮的，否則無法解碼出原始數(shù)據(jù)。但在大部分

應(yīng)用場合

下采用有損壓縮，數(shù)據(jù)沒有冗余度也可以進(jìn)行壓縮。

60.一般地，圖像壓縮應(yīng)能做到壓縮比大、算法簡單、易于用硬件和軟件實現(xiàn)、

壓縮和

解壓縮實時性好、解壓縮恢復(fù)的圖像失真小等。但這些指標(biāo)對同一壓縮方法很

難統(tǒng)一，在實

際系統(tǒng)中往往需要抓住主要矛盾，全面權(quán)衡。常用的圖像壓縮技術(shù)指標(biāo)有：

（1）圖像端與平均碼長；（2）圖像冗余度與編碼效率；（3）壓縮比；（4）

客觀評價SNR；（5）主觀評價。圖像的主客觀兩種評價之間存在著密切的聯(lián)

系。但一般來說，客觀評價高的主觀評價也高，因此在圖像編碼的質(zhì)量評價

時，首先作客觀評價，以主觀評價為參考。

61.不計算較小的文件頭和彩色查找表（LTU）的數(shù)據(jù)量，原始圖像的數(shù)據(jù)量

為：

640×480×1byte=307,200byte。

經(jīng)轉(zhuǎn)換后各種格式的壓縮比如下：

24位色BMP格式：307,200/921,654=0.333（增加了冗余度）

24位色JPEG格式：307,200/17,707=17.35

GlF壓縮格式：307,200/177,152=1.73

24位色TlFF壓縮格式：307,200/923,044=0.333（增加了冗余度）

24位色TGA壓縮格式：307,200/768,136=0.400（增加了冗余度）

62.視頻比靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)量更大，同時可壓縮的冗余信息更多。大部分視頻壓縮

方法是

以人眼感覺無明顯失真為依據(jù)的，因此采用有損壓縮。事實上，視頻可以看成

是一幅幅不同

但相關(guān)的靜態(tài)圖像的時間序列。因此，靜態(tài)圖像的壓縮技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)可以直接應(yīng)

用于視頻的單

幀圖像。另外，利用視頻幀間信息的冗余可以大大提高視頻的壓縮比。

63.不能。像素的空間相關(guān)性和時間相關(guān)性是以空間和時間的相鄰性為基礎(chǔ)的。

因此，

圖像上任意兩像素點的亮度電平值相等或者任意兩時刻同一位置上的像素的亮

度電平值相

等帶有偶然性，不能說明兩像素相關(guān)。

64.由于JPEG算法將整幅圖像分成若干個8X8的子塊，解碼也是以子塊為單

位的，所

以塊間的解碼誤差可能反映為方塊效應(yīng)，在視覺上會出現(xiàn)馬賽克現(xiàn)象。

65.混合編碼一般指將預(yù)測編碼與變換編碼相結(jié)合進(jìn)行編碼的方法。預(yù)測編碼根

據(jù)相鄰

像素相關(guān)性來確定后繼像素的預(yù)測值，若用差值進(jìn)行編碼則可以壓縮數(shù)據(jù)量；

變換編碼對原

始圖像進(jìn)行正交變換，在變換域進(jìn)行抽樣達(dá)到壓縮的目的；混合編碼將兩種編

碼方法結(jié)合起

來，可以發(fā)揮兩種編碼方法的優(yōu)點，取得更好的效果。

66.Huffman編碼在無失真的編碼方法中效率優(yōu)于其他編碼方法，是一種最佳

變長碼，

其平均碼長接近于端值。但當(dāng)信源數(shù)據(jù)成分復(fù)雜時，龐大的信源集致使HUff

man碼表較大，

碼表生成的計算量增加，編譯碼速度相應(yīng)變慢；另外不等長編碼致使硬件譯碼

電路實現(xiàn)困難。

上述原因致使Huffman編碼的實際應(yīng)用受到限制。

67.在信源符號概率接近的條件下，算術(shù)編碼效率高于HUffman編碼。因此，

在擴(kuò)展

的JPEG系統(tǒng)中用算術(shù)編碼取代了HUffman編碼。另外，算術(shù)編碼除了常見的

基于概率統(tǒng)計的模式外，還有自適應(yīng)模式。在這種模式下，各個符號的初始概

率相同，它們依據(jù)出現(xiàn)的符號而發(fā)生變化。這種模式特別適用于不便于進(jìn)行符

號概率統(tǒng)計的實際場合中。

68.JPEG算法處理的是單獨的彩色分量圖像，所以來自其他彩色空間的圖像數(shù)

據(jù)要以

JPEG格式保存，需要進(jìn)行彩色空間的轉(zhuǎn)換，如將RGB空間、YCRCB空間或轉(zhuǎn)

換為YUV空間等。

69.量化的目的是為了壓縮數(shù)據(jù)，同時也是圖像質(zhì)量下降的主要原因。所以設(shè)計

合理的

量化器十分重要。在保證圖像質(zhì)量的前提下，為了獲得較高的壓縮比，JPEG量

化器利用人

眼的空間視覺特性，相對于高頻成分對低頻成分采用較小的量化間隔和較少的

比特數(shù)。又根

據(jù)人眼對亮度信號比色度信號敏感的原理，對圖像的亮度分量和圖像的色差分

量使用不同的

量化表一一亮度量化表和色差量化表。量化表的元素即為量化間隔。對于CClR

601標(biāo)準(zhǔn)電

視圖像，JPEG標(biāo)準(zhǔn)提供了最佳的亮度和色度量化表。根據(jù)不同的應(yīng)用需要，用

戶還可以設(shè)

計或選擇其他的量化表。

70.造成圖像退化的原因很多，大致可分為以下幾個方面：

(1)射線輻射、大氣湍流等造成的照片畸變。

(2)模擬圖像數(shù)字化的過程中，由于會損失部分細(xì)節(jié)，造成圖像質(zhì)量下降。

（3）鏡頭聚焦不準(zhǔn)產(chǎn)生的散焦模糊。

（4）成像系統(tǒng)中始終存在的噪聲干擾。

（5）拍攝時，相機(jī)與景物之間的相對運(yùn)動產(chǎn)生的運(yùn)動模糊。

（6）底片感光、圖像顯示時會造成記錄顯示失真。

（7）成像系統(tǒng)的像差、非線性畸變、有限帶寬等造成的圖像失真。

（8）攜帶遙感儀器的飛行器運(yùn)動的不穩(wěn)定，以及地球自轉(zhuǎn)等因素引起的照片

幾何失真。

71.對具有加性噪聲的模糊圖像作盲圖像復(fù)原的方法一般有兩種：直接測量法和

間接估

計法。MATLAB提供了DECONVBLlND函數(shù)進(jìn)行盲圖像復(fù)原。該函數(shù)采用最

大似然算法

對模糊圖像進(jìn)行去卷積處理，返回去模糊的圖像和相應(yīng)的點擴(kuò)散函數(shù)PSFo

72.可用一個灰度級閾值T進(jìn)行分割，分割出目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域，這種方法

我們稱

為灰度閾值分割方法。通常用于圖像中目標(biāo)和背景具有不同的灰度集合：目標(biāo)

灰度集合與背

景灰度集合。

73.邊緣檢測這是基于幅度不連續(xù)性進(jìn)行的分割方法。通常采用差分、梯度、拉

普拉斯

算子及各種高通濾波處理方法對圖像進(jìn)行邊緣檢測。

74.通過差分、梯度、拉普拉斯算子及各種高通濾波處理方法對圖像邊緣進(jìn)行增

強(qiáng)，然

后再進(jìn)行一次門限化的處理，便可以將邊緣增強(qiáng)的方法用于邊緣檢測，最后根

據(jù)邊緣來進(jìn)行

圖像分割。

75.區(qū)域可以認(rèn)為是圖像中具有相互連通、一致屬性的像素集合，圖像分割就是

指把圖

像分成互不重疊的區(qū)域并提取出感興趣目標(biāo)的技術(shù)。

76.霍夫變換的基本思想是點一線的對偶性。圖像變換前在圖像空間，變換后在

參數(shù)空

間。在圖像空間中的直線上的每一個點都會映射到參數(shù)空間中的相同參數(shù)，所

以只要找到這

個參數(shù)就可以找到圖像空間中的直線。Hough變換就是根據(jù)這個原理檢測直線

的。

77.圖像中一點的彩色值顏色三維空間中的一個點來表示，每個點有三個分量，

不同的

顏色空間各分量的含義不同。

顏色模型規(guī)定了顏色的建立、描述和觀察方式。顏色模型都是建立在三維空間

中的，所

以與顏色空間密不可分。

78.HSV模型由色度（H）,飽和度（S）,亮度（V）三個分量組成的，與人

的視覺特

性比較接近。HSV顏色模型用Munsell三維空間坐標(biāo)系統(tǒng)表示。

色調(diào)（H）表示顏色的種類，用角度來標(biāo)定，用-180?180或0

0?360度量。

色飽和度（S）表示顏色的深淺，在徑向方向上的用離開中心線的距離表示。

用百分比

來度量，從0%到完全飽和的100%。

亮度（V）表示顏色的明亮程度，用垂直軸表示。也通常用百分比度量，從0%

（黑）

到100%（白）。

79.實際應(yīng)用中常用的顏色空間很多，有RGB、HSV、HSI、YUV、YIQ等。

目前常

用的顏色空間可分為兩類，一類是面向硬設(shè)備的，比方說彩色顯示器、打印機(jī)

等，另一類面

向以彩色處理為目的的應(yīng)用，面向硬設(shè)備的最常用的顏色空間是RGB顏色空

間，而面向顏

色處理的最常用顏色空間是HSl顏色空間以及HSV顏色空間。針對不同的應(yīng)

用目的采用不

同的彩色空間可能更合適，因此，有時需要將一種顏色數(shù)據(jù)表示形式轉(zhuǎn)換為另

一種形式。

80.由三基色混配各種顏色通常有兩種方法：相加混色法和相減混色法。相加混

色和相

減混色的主要區(qū)別表現(xiàn)在以下三個方面：

（1）相加混色是由發(fā)光體發(fā)出的光相加而產(chǎn)生的各種顏色，而相減混色是先

有白色光，

然后從中減去某些成份（吸收）得到各種顏色。

（2）相加混色的三基色是紅、綠、藍(lán)，而相減混色的三基色是黃、青、品

紅。也就是

16說，相加混色的補(bǔ)色就是相減混色的基色。

（3）相加混色和相減混色有不同的規(guī)律。

彩色電視機(jī)顯示的顏色是通過相加混色產(chǎn)生的。而彩色電影和幻燈片等與繪畫

原料、打

印機(jī)打印圖片等是通過相減混色產(chǎn)生各種顏色的。

81.在許多實用系統(tǒng)中，大量應(yīng)用的是HSV模型，這個模型是由色度（H）,

飽和度（S）,

亮度（V）三個分量組成的，與人的視覺特性比較接近。該模型的重要性在

于：一方面消除

了亮度成分V在圖像中與顏色信息的聯(lián)系，另一方面色調(diào)H和飽和度S分量與

人的視覺感

受密切相關(guān)。基于人的視覺系統(tǒng)的顏色感覺特性，這些特征使HSV模型成為一

個研究圖像

處理的重要工具。

82.彩色空間的連續(xù)空間。如果對連續(xù)空間進(jìn)行適當(dāng)?shù)牧炕笤儆嬎?，則計算量

要少得

多。如在實際處理中，需要將HSV三個分量進(jìn)行量化以減少特征值的數(shù)量。

83.抖動法是一種利用僅能重現(xiàn)較少顏色種類的設(shè)備來顯示含有豐富色彩圖像的

有效的

方法。產(chǎn)生抖動圖像可以有多種方式，但是基本原理都是一樣的：采用能直接

顯示其色彩的

像素模式來替換那些其色彩不能直接顯示的像素。抖動技術(shù)利用了空間混色原

理---人的肉

眼能將兩種不同顏色的相鄰像素融合成第三種顏色。

84.假彩色處理的對象是三基色描繪的自然圖像或同一景物的多光譜圖像。對自

然圖像，

假彩色的處理方法之一是將人們所關(guān)注的目標(biāo)物映射為與原色不同的假彩色，

即原有的彩色

圖像變換成給定彩色分布的圖像。而偽彩色增強(qiáng)是將灰度或單一波段的圖像變

換為彩色圖

像，從而把人眼不能區(qū)分的微小的灰度差別顯示為明顯的色彩差異，更便于解

譯和提取有用

信息。彩色圖像中的彩色根據(jù)黑白圖像的灰度級或其他圖像特征（如空間頻率

成分）人為給

定。

85.在真彩色增強(qiáng)中，盡管對R、G、B各分量（相當(dāng)于三個灰度圖像）直接使

用對灰度

圖的增強(qiáng)方法可以增加圖像中可視細(xì)節(jié)亮度，但得到的增強(qiáng)圖像中的色調(diào)有可

能完全沒有意

義。這是因力在增強(qiáng)圖中對應(yīng)同一個像素的R、G、B這三個分量都發(fā)生了變

化，它們的相對數(shù)值與原來不同了，從而導(dǎo)致原圖像顏色的較大變化，且這種

變化很難控制。灰度圖像增強(qiáng)技術(shù)有助于研究彩色圖像增強(qiáng)技術(shù)，但彩色圖像

增強(qiáng)特別需要注意增強(qiáng)后圖像的色調(diào)和色飽和度的滿意度。

86.數(shù)學(xué)態(tài)學(xué)圖像處理的基本思想是利用結(jié)構(gòu)元素作為“探針”在圖像中不斷移

動，在

此過程中收集圖像的信息、分析圖像各部分間的相互關(guān)系，從而了解圖像的結(jié)

構(gòu)特征。結(jié)構(gòu)

元素的選擇十分重要，根據(jù)探測研究圖像的不同結(jié)構(gòu)特點，結(jié)構(gòu)元素可攜帶形

態(tài)、大小、灰

度、色度等信息。不同點的集合形成具有不同性質(zhì)的結(jié)構(gòu)元素。由于不同的結(jié)

構(gòu)元素可以用

來檢測圖像不同側(cè)面的特征，因此設(shè)計符合人的視覺特性的結(jié)構(gòu)元素是分析圖

像的重要步

驟。用形態(tài)學(xué)算子及其組合來進(jìn)行圖像形狀和結(jié)構(gòu)的分析及處理，可以解決抑

制噪聲、特征

提取、邊緣檢測、形狀識別、紋理分析、圖像恢復(fù)與重建等方面的問題。

87.利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)進(jìn)行圖像處理有其獨有的一些特性：

(1)它反映的是一幅圖像中像素點間的邏輯關(guān)系，而不是簡單的數(shù)值關(guān)系。

(2)它是一種非線性的圖像處理方法，并且具有不可逆性。

(3)它可以并行實現(xiàn)。

(4)它可以用來描述和定義圖像的各種集合參數(shù)和特征。

88.①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過

程。

②圖像增強(qiáng)：將一幅圖像中的有用信息進(jìn)行增強(qiáng)，同時對其無用信息進(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：通過數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時

頻域等空間上進(jìn)

行分析。

⑤圖像識別與理解：通過對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，并且對所提取的目標(biāo)物進(jìn)行一定的定量分析。

89.圖像識別與理解是指通過對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

確定是否包含某個犯罪分子的人臉信息，就需要先將照片上的人臉檢測出來，

進(jìn)而將檢測出

來的人臉區(qū)域進(jìn)行分析，確定其是否是該犯罪分子。

90.①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過

程。

②圖像增強(qiáng)：將一幅圖像中的有用信息進(jìn)行增強(qiáng)，同時對其無用信息進(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：通過數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時

頻域等空間上進(jìn)

行分析。

90.①在遙感中，比如土地測繪、氣象監(jiān)測、資源調(diào)查、環(huán)境污染監(jiān)測等方面。

②在醫(yī)學(xué)中，比如B超、CT機(jī)等方面。

③在通信中，比如可視電話、會議電視、傳真等方面。

④在工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量檢測中，比如對食品包裝出廠前的質(zhì)量檢查、對機(jī)

械制品質(zhì)量的監(jiān)

控和篩選等方面。

⑤在安全保障、公安方面，比如出入口控制、指紋檔案、交通管理等。

92.①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：通過數(shù)學(xué)映射的方法，將空域的圖像信息轉(zhuǎn)換到頻域、時

頻域等空間上進(jìn)

行分析。比如傅里葉變換、小波變換等。

93.圖像的數(shù)字化主要包含采樣、量化兩個過程。采樣是將空域上連續(xù)的圖像變

換成離散采

樣點集合，是對空間的離散化。經(jīng)過采樣之后得到的二維離散信號的最小單位

是像素。量化就是把采樣點上表示亮暗信息的連續(xù)量離散化后，用數(shù)值表示出

來，是對亮度大小的離散化。經(jīng)過采樣和量化后，數(shù)字圖像可以用整數(shù)陣列的

形式來描述。

94.如果量化級數(shù)過小，會出現(xiàn)偽輪廓現(xiàn)象。量化過程是將連續(xù)變化的顏色劃分

到有限個級

別中，必然會導(dǎo)致顏色信息損失。當(dāng)量化級別達(dá)到一定數(shù)量時，人眼感覺不到

顏色信息的丟

失。當(dāng)量化級數(shù)過小時，圖像灰度分辨率就會降低，顏色層次就會欠豐富，不

同的顏色之間

過度就會變得突然，可能會導(dǎo)致偽輪廓現(xiàn)象。

95.二值圖像是指每個像素不是黑，就是白，其灰度值沒有中間過渡的圖像。這

種圖像又稱為黑白圖像。二值圖像的矩陣取值非常簡單，每個像素的值要么是

L要么是0,具有數(shù)據(jù)量小的特點。

彩色圖像是根據(jù)三原色成像原理來實現(xiàn)對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級表示，三基色之間不同的灰度組合可

以形成不同的顏色。

灰度圖像是指每個像素的信息由一個量化后的灰度級來描述的數(shù)字圖

像，灰度圖像中不包含彩色信息。標(biāo)準(zhǔn)灰度圖像中每個像素的灰度值是0-255

之間的一個值，灰度級數(shù)為256級。

96.(1)計算旋轉(zhuǎn)后行、列坐標(biāo)的最大值和最小值。

(2)根據(jù)最大值和最小值，進(jìn)行畫布擴(kuò)大，原則是以最小的面積承載全

部的圖像信息。

(3)計算行、列坐標(biāo)的平移量。

(4)利用圖像旋轉(zhuǎn)公式計算每個像素點旋轉(zhuǎn)后的位置。

(5)對于空穴問題，進(jìn)行填充。

97.(1)對于空穴問題，需要進(jìn)行填充?？梢圆捎貌逯档姆椒▉斫鉀Q填充問

題。

(2)闡述一下鄰近行插值或者均值插值法進(jìn)行空穴填充的過程。

98.鄰近插值法就是將判斷為空穴位置上的像素值用其相鄰行(或列)的像素值

來填充。

例如對于下圖中的空穴點f23進(jìn)行填充時，使用相鄰行的像素值來填

充。即:f23=f22.

99.均值插值法就是將判斷為空穴位置上的像素值用其上、下、左、右像素值的

均值來填充。

例如對于下圖中的空穴點f23進(jìn)行填充時，使用相鄰行的像素值來填

充。

即：f23=(f22+f24+f13+f33)∕4.

100.均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，該

模板包括了其周圍的鄰近像素。將模板中的全體像素的均值來替代原來的像素

值的方法。

均值濾波器對高斯噪聲的濾波結(jié)果較好。

原因：高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分布，但分布在每點像素上。因為正態(tài)

分布的均值為0,所以均值濾波可以消除噪聲。

IOL均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，該

模板包括了其

周圍的鄰近像素。將模板中的全體像素的均值來替代原來的像素值的方法。

均值濾波器對椒鹽噪聲的濾波結(jié)果不好。

原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干

凈點也有污染點。因為噪聲的均值不為0,所以均值濾波不能很好地去除噪聲

點。

102.中值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，該

模板包括了其周圍的鄰近像素。取模板中排在中間位置上的像素的灰度值替代

待處理像素的值，就可以達(dá)到濾除噪聲的目的。

中值濾波器對椒鹽噪聲的濾波效果較好。

原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干

凈點也有污染點。使用中值濾波時，被污染的點一般不處于中值的位置，即選

擇適當(dāng)?shù)狞c來替代污染點的值，所以處理效果好。

103.中值濾波器對椒鹽噪聲的濾波效果較好，對高斯噪聲的處理效果不好。

中值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，

該模板包括了其周圍的鄰近像素。取模板中排在中間位置上的像素的灰度值替

代待處理像素的值，就可以達(dá)到濾除噪聲的目的。

原因：椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)分布在不同位置上，圖像中有干

凈點也有污染點。使用中值濾波時，被污染的點一般不處于中值的位置，即選

擇適當(dāng)?shù)狞c來替代污染點的值，所以處理效果好。高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分

布，但分布在每點像素上。找不到干凈的點來替代被污染的點，故處理效果不

好。

104.均值濾波器對高斯噪聲的濾波結(jié)果較好，對椒鹽噪聲的濾波結(jié)果不好。

均值濾波器的濾波原理是：在圖像上，對待處理的像素給定一個模板，

該模板包括了其周圍的鄰近像素。將模板中的全體像素的均值來替代原來的像

素值的方法。

原因：高斯噪聲是幅值近似正態(tài)分布，但分布在每點像素上。因為正態(tài)分

布的均值為0,所以均值濾波可以消除噪聲。椒鹽噪聲是幅值近似相等但隨機(jī)

分布在不同位置上，圖像中有干凈點也有污染點。因為噪聲的均值不為0,所

以均值濾波不能很好地去除噪聲點。

105.圖像的細(xì)節(jié)是指畫面中的灰度變化情況，包含了圖像的孤立點、細(xì)線、畫

面突變等。孤立點大都是圖像的噪聲點，畫面突變一般體現(xiàn)在目標(biāo)物的邊緣灰

度部分。

106.一階微分算子獲得的邊界是比較粗略的邊界，反映的邊界信息較少，但是

所反映的邊界比較清晰；二階微分算子獲得的邊界是比較細(xì)致的邊界。反映的

邊界信息包括了許多的細(xì)節(jié)信息，但是所反映的邊界不是太清晰。

107.圖像恢復(fù)，是一種使退化了的圖像去除退化因素，并以最大保真度恢復(fù)成

原來圖像的技術(shù)。

108.圖像增強(qiáng)主要是一個主觀過程，而圖像復(fù)原主要是一個客觀過程；圖像增

強(qiáng)不考慮圖像是何退化的,而圖像復(fù)原需知道圖像退化的機(jī)制和過程等先驗知

識。

109.圖像復(fù)原處理的關(guān)鍵是建立退化模型，原圖像f(x,y)是通過一個系統(tǒng)H及加

入一來加性噪聲n(x,y)而退化成一幅圖像g(x,y)的，如下圖所示

n(χ,y)

f(χ,y)-------A

--------H—---------

這樣圖像的退化過程的數(shù)學(xué)表達(dá)式可寫為：g(x,y)=H[f(x,y)]+n(x,y)

110.圖像的無損壓縮是指壓縮后的數(shù)據(jù)進(jìn)行重構(gòu)(或稱為還原，或稱為解壓

縮)，重構(gòu)后的

信息與原來的信息完全相同的壓縮編碼方式。無損壓縮用于要求重構(gòu)的信息與

原始信息完全

一致的場合。常用的無損壓縮算法包含行程編碼、霍夫曼編碼等。

IILDCT變換編碼的思想是利用離散余弦變換對數(shù)據(jù)信息強(qiáng)度的集中特性，可

以將數(shù)據(jù)中視覺上容易察覺的部分與不容易察覺的部分進(jìn)行分離，由此可以達(dá)

到進(jìn)行有損壓縮的目的。

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