第一章 引言

一.填空题

1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数字阵列中的每个数字，表示数字图像的一 个最小单位，称为_像素_。

2. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是从图像到图像的处理，如图像增强等； 二是_从图像到非图像的一种表示_，如图像测量等。

3. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是_从图像到图像的处理_，如图像增强等； 二是从图像到非图像的一种表示，如图像测量等。

4. 图像可以分为物理图像和虚拟图像两种。其中，采用数学的方法，将由概念形成的物体 进行表示的图像是 虚拟图像_。

5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，_图像重建_的目的是根据二维平 面图像数据构造出三维物体的图像。

二.简答题

1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的5种。

①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图 像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。 ⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望 获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。

2. 什么是图像识别与理解？

图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望 获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上 确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出 来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。

4. 简述数字图像处理的至少5种应用。

①在遥感中，比如土地测绘、气象监测、资源调查、环境污染监测等方面。 ②在医学中，比如B超、CT机等方面。 ③在通信中，比如可视电话、会议电视、传真等方面。 ④在工业生产的质量检测中，比如对食品包装出厂前的质量检查、对机械制品质量的监 控和筛选等方面。 ⑤在安全保障、公安方面，比如出入口控制、指纹档案、交通管理等。 5. 简述图像几何变换与图像变换的区别。

①图像的几何变换：改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等， 这些方法在图像配准中使用较多。 ②图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。比如傅里叶变换、小波变换等。

第二章 图像的基本概念

一.填空题

1. 将在图像上单位长度所包含的采样点数称为__采样密度__。 2. __采样频率__是指一秒钟内的采样次数。

3. 图像因其表现方式的不同，可以分为连续图像和_离散图像_两大类。 4. 图像因其表现方式的不同，可以分为__连续图像_和离散图像两大类。

5. 对应于不同的场景内容，一般数字图像可以分为_二值图像_、灰度图像和彩色图 像三类。

8. BMP位图文件的结构包含了位图文件头、位图信息头、_位图颜色列表_和图像数据四个部分。

10. 采样所获得的图像总像素的多少，通常称为_图像分辨率__。 二.简答题

1. 图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。

图像的数字化主要包含采样、量化两个过程。采样是将空域上连续的图像变换成离散采 样点集合，是对空间的离散化。经过采样之后得到的二维离散信号的最小单位是像素。量化 就是把采样点上表示亮暗信息的连续量离散化后，用数值表示出来，是对亮度大小的离散化 。经过采样和量化后，数字图像可以用整数阵列的形式来描述。 2. 图像量化时，如果量化级比较小会出现什么现象？为什么？

如果量化级数过小，会出现伪轮廓现象。量化过程是将连续变化的颜色划分到有限个级 别中，必然会导致颜色信息损失。当量化级别达到一定数量时，人眼感觉不到颜色信息的丢 失。当量化级数过小时，图像灰度分辨率就会降低，颜色层次就会欠丰富，不同的颜色之间 过度就会变得突然，可能会导致伪轮廓现象。

3. 为什么非均匀量化多用于量化级数比较少的场合，而在量化级数比较多的场合不用？ 所谓非均匀量化，就是对图像中像素灰度值频繁出现的灰度值范围，量化间隔取小一些 ，而对那些灰度值较少出现的范围，量化间隔取大一些。这样，就可以在满足精度要求的情 况下用较少的位来表示。因此，在需要以少的数据量来描述图像的场合，一般可以采用非均 匀量化技术，以达到用尽量少的数据量使所描述的图像效果尽可能好。当允许量化级数较多 时，均匀量化已经足够对图像的细节进行描述，采用非均匀量化的效果不明显，只能增加量 化算法的复杂度，因此，在这种情况下，多采用均匀量化。 4. 简述二值图像与彩色图像与灰度图像的区别。

二值图像是指每个像素不是黑，就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。这种图像又称 为黑白图像。二值图像的矩阵取值非常简单，每个像素的值要么是1，要么是0，具有数据量小的特点。 灰度图像是指每个像素的信息由一个量化后的灰度级来描述的数字图像，灰度图像中不 包含彩色信息。标准灰度图像中每个像素的灰度值是0-255之间的一个值，灰度级数为256级。 彩色图像是根据三原色成像原理来实现对自然界中的色彩描述的。红、绿、蓝这三种基 色的的灰度分别用256级表示，三基色之间不同的灰度组合可以形成不同的颜色。

三.应用题

1. 设某个图像为：

请完成：

①计算该图像的像素灰度分布。（3分） ②大致画出该图像的灰度直方图。（2分）

③对图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（5分）

2. 设某个图像为：

请完成： ①计算该图像的像素灰度分布。（3分） ②大致画出该图像的灰度直方图。（2分） ③对图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（5分）

3. 设某个图像为：

请完成：

①计算该图像的像素灰度分布。（3分） ②大致画出该图像的灰度直方图。（2分）

③对图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（5分）

4. 设某个图像为：

请完成： ①计算该图像的像素灰度分布。（3分） ②大致画出该图像的灰度直方图。（2分） ③对图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（5分）

5. 设某个图像为：

请完成：

①计算该图像的像素灰度分布。（3分） ②大致画出该图像的灰度直方图。（2分）

③对图像进行直方图均衡化处理，写出过程和结果。（5分）

第三章 图像增强

一.填空题

1. 所谓动态范围调整，就是利用动态范围对人类视觉的影响的特性，将动态范围进行__压缩_，将所关心部分的灰度级的变化范围扩大，由此达到改善画面效果的目的。

2. 动态范围调整是利用动态范围对人类视觉的影响的特性，将动态范围进行压缩，将所关 心部分的灰度级的变化范围_扩大_，由此达到改善画面效果的目的。 3. 动态范围调整分为线性动态范围调整和_非线性动态范围调整_两种。

5. 直方图均衡化的基本思想是：对图像中像素个数多的灰度值进行__展宽__，而对像 素个数少的灰度值进行归并，从而达到清晰图像的目的。

7. 直方图均衡化的基本思想是：对图像中像素个数多的灰度值进行展宽，而对像素个数少 的灰度值进行归并，从而达到_清晰图像_的目的。

8. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，_图像增强_的目的是将一幅图像 中有用的信息进行增强，同时将无用的信息进行抑制，提高图像的可观察性。

9. 我们将照相机拍摄到的某个瞬间场景中的亮度变化范围，即一幅图像中所描述的从最暗 到最亮的变化范围称为_动态范围_。

10. 灰级窗，是只将灰度值落在一定范围内的目标进行__对比度增强___，就好像开窗观察 只落在视野内的目标内容一样。

二.选择题

1. 下面说法正确的是：（B ） A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换； B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种； C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像域的方法计算复杂较高； D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好。

2. 伪彩色处理和假彩色处理是两种不同的色彩增强处理方法，说出下面属于伪彩色增强的 处理？（ C ） A、将景象中的蓝天边为红色，绿草变为蓝色。 B、用自然色复制多光谱的景象。 C、将灰度图经频域高通/低通后的信号分别送入红/蓝颜色显示控制通道。 D、将红、绿、蓝彩色信号分别送入蓝、红、绿颜色显示控制通道。 3. 指出下面正确的说法：（ D ） A、基于像素的图像增强方法是一种非线性灰度变换。

B、基于像素的图像增强方法是基于频域的图像增强方法的一种。 C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像域的方法计算复杂较高。 D、基于频域的图像增强方法可以获得和基于空域的图像增强方法同样的图像增强效果。

4. 首先根据需要设计一个调色板，进而将灰度值作为调色板的索引值完成从灰度到彩色的 映射。这种伪方法称为（ B ） A 、基于灰级窗的伪彩色方法 B、 基于灰度调色板的伪彩色方法 C、基于灰度变换的伪彩色方法 D 、基于区域分割的伪彩色方法 5. 指出下面正确的说法：（ D ） ①基于像素的图像增强方法是一种非线性灰度变换。 ②基于像素的图像增强方法是基于空域的图像增强方法的一种。 ③基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像 域的方法计算复杂较高。 ④基于频域的图像增强方法可以获得和基于空域的图像增强方法同样的图像增强效果。 A、①② B、①③ C、③④ D、②④

6. 使用同态滤波方法进行图像增强时，不包含以下哪个过程（C ） A、通过对图像取对数，将图像模型中的入射分量与反射分量的乘积项分开。 B、将对数图像通过傅里叶变换变到频域，在频域选择合适的滤波函数，进行减弱低频和加强高频的滤波。 C、计算图像中各个灰度值的累计分布概率。 D、对滤波结果进行傅里叶逆变换和对数逆运算。 7. 指出下面正确的说法：（ B ） A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换。 B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种。 C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像域的方法计算复杂较高。 D、基于空域的图像增强方法比基于频域的图像增强方法的增强效果好。 8. 用

表示图像亮度，

表示入射分量，

表示反射分量，则对一幅

图像可以建模为：（ A ）

A、C、

表示图像亮度，

B、 D、i(x,y)? 表示入射分量，

f(x,y)?r(x,y)

表示反射分量，则对一幅

9. 用

图像可以建模为

强方法的基础？（ B ） A、对比度线性展宽方法 B、同态滤波方法 C、线性动态范围调整方法

。该模型是以下哪种图像增

D、非线性动态范围调整方法

10. 使用同态滤波方法进行图像增强时，以下处理顺序正确的是（ A ） ①通过对图像取对数，将图像模型中的入射分量与反射分量的乘积项分开。 ②将对数图像通过傅里叶变换变到频域，在频域选择合适的滤波函数，进行减弱低频和 加强高频的滤波。 ③计算图像中各个灰度值的累计分布概率。 ④对滤波结果进行傅里叶逆变换和对数逆运算。 A①②④ B①④② C①②③ D①③②

三.判断题

1. 一幅图像经过直方图均衡化处理后，其对比度一定比原始图像的对比度提高。（ × ） 2. 一般来说，直方图均衡化处理对于灰度分布比较集中的图像的处理效果比较明显。（√ ） 3. 一般来说，直方图均衡化处理对于灰度分布比较均衡的图像的处理效果比较明显。（×） 4. 借助对数形式的变换曲线可以达到非线性灰度动态范围的目的。（ √ ） 5. 借助对数形式的变换曲线可以达到线性灰度动态范围的目的。（ × ）

第四章 图像几何变换

一.填空题

1. 图像的基本位置变换包括了图像的___平移_、镜像及旋转。 4. 最基本的图像形状变换包括了图像的放大、缩小和_错切_。 7. 图像经过平移处理后，图像的内容_不发生_变化。（填“发生”或“不发生”） 8. 图像放大是从小数据量到大数据量的处理过程，_需要_对许多未知的数据的 估计。（填“需要”或“不需要”）

9. 图像缩小是从大数据量到小数据量的处理过程，_不需要_对许多未知的数据的 估计。（填“需要”或“不需要”）

10. 我们将平面景物在投影平面上的非垂直投影称为图像的_错切_，该处理会是 的图像中的图形产生扭变。

10. 二.选择题

1. 假设是原始图像的像素点坐标； 是使用公式对图

像F进行变换得到的新图像

的像素点坐标。该变换过程是（ B ）

A、图像镜像 B、图像旋转 C、 图像放大 D、 图像缩小

是原始图像

的像素点坐标；

是对图像F进行旋转变换后得到新图

2. 假设像

的像素坐标。以下哪个是正确的图像旋转公式（ A ）

A 、 B、

C 、

D、?i??icos??jsin?

??j??isin??jcos?是原始图像

的像素点坐标；图像的大小是M*N；

是使用公式

3. 假设

对图像F进行变换得到的新图像

的像素点坐标。该变换过程是（A ）

A、图像镜像 B、图像旋转 C、 图像放大 D、 图像缩小

是原始图像

的像素点坐标；图像的大小是M*N；

是使用公式

4. 假设

对图像F进行变换得到的新图像的像素点坐标。该变换过程是（ C ）

A、图像放大 B、图像旋转 C、 图像镜像 D、 图像缩小

5. 关于图像缩小处理，下列说法正确的是：（ D ） A、图像的缩小只能按比例进行。 B、 利用基于等间隔采样的图像缩小方法对图像进行处理时，不需要计算出采样间隔。 C、图像的缩小只能按不比例进行。 D、 图像的缩小是从原始图像中选择合适的像素点，使图像缩小后可以尽量保持原有图像的概貌特征不丢失

6. 关于图像放大处理，下列说法不正确的是（ D ） A 、从物理意义上讲，图像的放大是图像缩小的逆操作。 B、 当放大的倍数比较大时，使用基于像素放大原理的图像放大方法会导致马赛克现象。 C、对于因放大后的图像子块与子块之间的过渡因不平缓而导致画面效果不自然的问题，可以采用双线性插值方法可以用来解决。 D 、图像的放大不会引起图像的畸变。

7. 关于图像放大处理，下列说法正确的是（ A ） A、 从物理意义上讲，图像的放大是图像缩小的逆操作。 B 、图像的放大处理不需要对未知数据进行估计。 C、 图像的放大只能按比例进行。 D、 图像的放大不会引起图像的畸变。 8. 关于图像缩小处理，下列说法正确的是：（ B ） A 、图像的缩小只能按比例进行。 B、 利用基于等间隔采样的图像缩小方法对图像进行处理时，需要计算出采样间隔。 C、 图像的缩小只能按不比例进行。 D、 从信息处理的角度看，图像缩小与图像放大的含义一样，都需要对未知的数据进行估计。

9. 关于图像的插值，下列说法不正确的是（ B ）

A、对于因图像放大后的图像子块与子块之间的过渡因不平缓而导致画面效果不自然的问题，可以采用双线性插值方法可以用来解决。

B、在使用双线性插值进行图像放大时，所有的像素的计算都不会用到单线性插值法。 C、对于图像旋转产生的空穴问题，可以采用均值插值法来填充。

D、对于图像旋转产生的空穴问题，可以采用邻近插值法来填充。 10. 中值滤波器可以：（ A ） A、消除孤立噪声； B、检测出边缘； C、进行模糊图像恢复； D、模糊图像细节。

四.简答题

1. 简述直角坐标系中图像旋转的过程。

2. 如何解决直角坐标系中图像旋转过程中产生的图像空穴问题？ 3. 举例说明使用邻近行插值法进行空穴填充的过程。 4. 举例说明使用均值插值法进行空穴填充的过程。 5. 什么是仿射变换？用矩阵形式如何表示仿射变换？ 第五章 图像噪声的抑制

一.填空题

1. 两种典型的图像噪声是： _椒盐噪声_和高斯噪声。

3. 椒盐噪声的_幅值_基本相同，而噪声出现的位置是随机的。

5. 图像上每一点都存在噪声，但是噪声的_幅值_是随机分布的，这类噪声称为 高斯噪声。

6. 均值滤波方法对_高斯_噪声的抑制效果较好。（填“高斯”或“椒盐”） 7. 中值滤波方法对_椒盐__噪声的抑制效果较好。（填“高斯”或“椒盐”） 8. 频谱均匀分布的噪声被称为__白噪声_。

9. 图像噪声可以理解为妨碍人的视觉感知，或妨碍系统传感器对所接收图像源信息进行理 解或分析的各种因素，也可以理解为真实信号与理想信号之间存在的__偏差___。 10. _图像噪声__可以理解为妨碍人的视觉感知，或妨碍系统传感器对所接收图像源信 息进行理解或分析的各种因素，也可以理解为真实信号与理想信号之间存在的偏差。

二.简答题

1. 均值滤波器对高斯噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。

2. 简述均值滤波器对椒盐噪声的滤波原理，并进行效果分析。

3. 中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果如何？试分析其中的原因。

4. 使用中值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？

5. 使用均值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？

三.应用题 1. 设图像为：

请使用3×3的模板对其进行均值滤波处理，写出处理过程和结果。

2. 设图像为： 图片缺失

请使用3×3的模板对其进行中值滤波处理，写出处理过程和结果。

3. 设图像为：

请使用3×3的模板对其进行均值滤波处理，写出处理过程和结果。

4. 设图像为： 图片缺失

请使用3×3的模板对其进行中值滤波处理，写出处理过程和结果。

5. 设图像为：

分别使用3×3的模板对其进行均值滤波和中值滤波处理，写出处理过程和结果。

6. 设图像为：

分别使用3×3的模板对其进行均值滤波和中值滤波处理，写出处理过程和结果。

7. 设图像为：

请使用以下加权均值滤波器对其进行均值滤波处理，写出处理过程和结果。

8.

设图像为：

请使用以下加权均值滤波器对其进行均值滤波处理，写出处理过程和结果。

9.

设图像为： 图片缺失

请使用以下加权均值滤波器对其进行均值滤波处理，写出处理过程和结果。

10. 设图像为：

请使用以下加权均值滤波器对其进行均值滤波处理，写出处理过程和结果。

第六章 图像的锐化处理

一.填空题

1. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测 。垂直方向的微分算子属于 一阶微分算子_。

2. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测 。Roberts交叉微分算子属于_一阶微分算子__。

3. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测 。Sobel微分算子属于_一阶微分算子_。

4. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测 。Priwitt微分算子属于_一阶微分算子_。

5. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测 。垂直方向的微分算子属于Laplacian微分算子属于_二阶微分算子_。

6. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测 。Wallis微分算子属于_二阶微分算子_。

7. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测 。水平方向的微分算子属于 一阶微分算子_。 8. 图像微分_增强_了边缘和其他突变的信息。 9. 图像微分_削弱_了灰度变化缓慢的信息。 10. 图像微分算子_能__用在边缘检测中。

二.简答题

1. 图像中的细节特征大致有哪些？一般细节反映在图像中的什么地方？

2. 一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？

3. 简述水平方向的微分算子的作用模板和处理过程。

4. 简述垂直方向的微分算子的作用模板和处理过程。

5. 已知Laplacian微分算子的作用模板为：算子。

三.应用题

，请写出两种变形的Laplacian

1. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Sobel算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

2. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Laplacian算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

3. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Sobel算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

4. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Laplacian算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

5. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Sobel算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

6. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Laplacian算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

7. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Sobel算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

8. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Laplacian算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

9. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Sobel算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成：

①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分） ②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）

10. 已知Roberts算子的作用模板为： ，Laplacian算子的作用模板为：

。

设图像为：

请完成： ①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果（4分） ②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果（6分）

第七章 图像分割

一.填空题

1. 依照分割时所依据的图像特性不同，图像分割方法大致可以分为_阈值方法_、边界 分割方法和区域提取方法三大类。

4. 基于图像灰度分布的阈值方法包含很多种算法，其中，p-参数法是针对预先已知图像中_

_目标物所占比例_的情况下，所采用的一种简单有效的方法。

5. _熵_是信息论中对不确定性的度量，是对数据中所包含信息量大小的度量。

6. 所谓聚类方法，是采用模式识别中的聚类思想，以__类内__保持最大相似性以及类 间保持最大距离为目标，通过迭代优化获得最佳的图像分割阈值。

7. 所谓聚类方法，是采用模式识别中的聚类思想，以类内保持最大相似性以及_类间__ 保持最大距离为目标，通过迭代优化获得最佳的图像分割阈值。

8. 所谓聚类方法，是采用模式识别中的聚类思想，以类内保持最大相似性以及类间保持最 大距离为目标，通过__迭代优化__获得最佳的图像分割阈值。

9. 基于图像灰度分布的阈值方法包含很多种算法，其中，_p-参数法__是针对预先已 知图像中目标物所占比例的情况下，所采用的一种简单有效的方法。

10. 熵是信息论中对不确定性的度量，是对数据中所包含__信息量__大小的度量。

二.选择题

1. 以下图像分割方法中，不属于基于图像灰度分布的阈值方法的是（ D ） A、 类间最大距离法 B、 最大类间、内方差比法 C、 p-参数法 D、 区域生长法 2. 以下图像分割方法中，属于基于图像灰度分布的阈值方法的是（ B ） A、 区域合并、分裂法 B、 最大类间、内方差比法 C、 已知形状的曲线检测 D、 区域生长法

3. 关于进行图像分割时使用的最大类间、类内方差比法，下列说法正确的是（ C ） A、 选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好。 B、 选择的阈值使得同一类的数据之间的方差越大越好。 C、 使用类间、类内方差比作为选择阈值的评价参数。 D、 使用类内、类间方差比作为选择阈值的评价参数。 4. 关于最大类间、类内方差比法，下列说法正确的是（ D ） A、 选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好。 B、 选择的阈值使得同一类的数据之间的方差越大越好。 C、 选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好，同时同一类的数据之间的方差越大越 好。 D、 选择的阈值使得两类数据间的方差越大越好，同时同一类的数据之间的方差越小越好。

5. 使用类间最大距离法进行图像分割时，下列步骤正确的是（ C ） ①计算相对距离度量值。 ②给定一个初始阈值，将图像分成目标和背景两类。 ③分别计算出两类的灰度均值。 ④选择最佳的阈值，使得图像按照该阈值分成两类后，相对距离度量值达到最大。 A、①②③④ B、②①③④ C、②③①④ D、①③②④

三.判断题

1. 阈值方法的核心是阈值的确定。（ √ ）

2. 类间最大距离法的设计思想是：在某个适当的阈值下，图像分割后的前景目标与背景两 个类之间的差异最小为最佳分割。（ × ）

3. 类间最大距离法的设计思想是：在某个适当的阈值下，图像分割后的前景目标与背景两 个类之间的差异最大为最佳分割。（ √ ）

4. 二维熵方法的设计思想是：采用二维熵来度量像素以及其邻域像素中像素之间的信息相

关性，当空间相关信息量最小时，认为是最佳阈值。（ × ）

5. 二维熵方法的设计思想是：采用二维熵来度量像素以及其邻域像素中像素之间的信息相 关性，当空间相关信息量最大时，认为是最佳阈值。（ √ ）

6.区域生长方法的实现有三个关键点：种子点的选取；生长准则的确定；区域生长停止的条件。（ √ ）

7. 区域生长方法中选取的种子点只能是单个像素。（ × ）

8. 在使用区域合并、分裂方法进行图像分割时，不需要用到每个子块的属性。（ × ） 9. 基于图像灰度空间分布的阈值方法不需要考虑像素与像素之间的相关性。（ × ） 10. 基于图像灰度空间分布的阈值方法除了考虑当前像素本身的灰度值外，还需要考虑其与 邻近像素之间的关系。（ √ ）

第八章 二值图像处理

一.填空题

1. 如果当前点像素值为1，其四近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的 通路，称之为__ 四连接___。

2. 如果当前点像素值为1，其八近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的 通路，称之为__八连接___。

3. 开运算是使用同一个结构元素对图像先__腐蚀__再进行膨胀的运算。

4. 在对二值图像进行分析时，我们将相互连接在一起的像素值全部为1的像素点的集合称为一个_连通域_。

5. 开运算是使用同一个结构元素对图像先腐蚀再进行_膨胀_的运算。 6. 闭运算是使用同一个结构元素对图像先_膨胀__再进行腐蚀的运算。

7. 形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，__腐蚀_通常在去除小颗粒以及消 除目标物之间的粘连是非常有效的。

8. 形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，_膨胀_通常用以填补目标物中存 在的某些空洞。

9. 在对二值图像进行分析时，通常用_欧拉数__表示二值图像中连通域的个数减去 孔的个数。

10. 闭运算是使用同一个结构元素对图像先膨胀再进行__ 腐蚀__的运算。

三.判断题

1. 贴标签处理是对二值图像的每个不同的连通域进行不同的编号，来区分不同的连通域。（ √ ）

2. 膨胀运算可以理解为对图像的补集进行腐蚀处理。（ √ ） 3. 膨胀是一种消除边界点，使边界向内收缩的过程。（ × ）

4. 膨胀是将与目标区域接触的背景点合并到该目标物中，使目标边界向外扩张的处理。（ √ ）

5. 经过细线化之后，图像中所有线条的幅度均为一个像素。（ √ ）

6. 可以用圆形度来表示二值图像中的各个连通域的形状与圆形的相似程度。（√ ） 7. 可以用矩形度来表示二值图像中的各个连通域的形状与矩形的相似程度。（ √ ） 8. 在连通域中的点，按照其是否与背景相邻接，可以分为内部点和外部点。（ × ） 9. 在连通域中的点，按照其是否与背景相邻接，可以分为内部点和边界点。（ √ ）

10. 在对二值图像进行分析时，将没有孔的连通域称为单连通。（ √ ）

四.简答题

1. 写出腐蚀运算的处理过程。 答：腐蚀运算的处理过程为：

1）扫描原图，找到第一个像素值为1的目标点；

2）将预先设定好形状以及原点位置的结构元素的原点移到该点； 3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否全部为1：

如果是，则腐蚀后图像中的相同位置上的像素值为1； 如果不是，则腐蚀后图像中的相同位置上的像素值为0； 4）重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。 2. 写出膨胀运算的处理过程。 答：膨胀运算的处理过程为：

1）扫描原图，找到第一个像素值为0的背景点；

2）将预先设定好形状以及原点位置的结构元素的原点移到该点； 3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否存在为1的目标点： 如果是，则膨胀后图像中的相同位置上的像素值为1； 如果不是，则膨胀后图像中的相同位置上的像素值为0； 4）重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。 3. 举例说明腐蚀运算的处理步骤。 答： 如果使用结果元素对右侧二值图

像进行腐蚀运算，则处理步骤如下：

1）扫描原图，找到第一个像素值为1的目标点：f(1,1) 2）结构元素的原点移到f(1,1)点；

3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否全部为1，由于所覆盖的像素值全部为1，所以腐蚀后图像中的(1,1)点上的像素值为1；

4）进而按顺序对图像上其他目标点重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。 4. 举例说明膨胀运算的处理步骤。 答：如果使用结果元素对右侧二值图

像进行膨胀运算，则处理步骤如下：

1）扫描原图，找到第一个像素值为0的背景点：f(1,3) 2）结构元素的原点移到f(1,3)点；

3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否存在为1的目标点，由于所覆盖的像素值存在为1的目标点，所以膨胀后图像中的(1,3)点上的像素值为1； 4）进而按顺序对图像上其他背景点重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。 5. 在二值图像中的几何特征测量中，面积是如何定义的？请举例说明其计算方法。 答：面积定义为连通域中像素的个数。计算公式是。

AS?(x,y)?S?f(x,y)例如，对于二值图像：

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

其面积为：AS?3?5?5?5?3?21。

第九章 彩色图像处理

一.填空题

1. HSV表色系由_色调__、饱和度和亮度三属性组成。

4. 饱和度与一定色调的纯度有关，饱和度_越大__的颜色看起来越鲜艳。

5. 在YUV表色系中，Y表示亮度，U表示蓝色与亮度的色差，V表示_红色_与亮度的色差。 6. 人在区分颜色时常用三种基本特征量，它们是：辉度、色调和__饱和度___。 7. 人在区分颜色时常用的三种基本特征量为辉度、色调和饱和度。其中，_色调__是 与混合光谱中主要光波长相联系的，表示了感官上感受到的不同的颜色。

8. 人在区分颜色时常用的三种基本特征量为辉度、色调和饱和度。其中，饱和度_与 一定色调的纯度有关，饱和度越大的颜色看起来越鲜艳。

9. 国际照明委员会于1931年规定了三种基本色的波长，并将其称为三基色，它们分别是红 色、蓝色和__绿色__。

10. 人在区分颜色时常用三种基本特征量，它们是：辉度、_色调_和饱和度。

二.选择题

1. 以下选项中，不属于表色系的是：（ B ） A、 RGB B、 DCT C、 CMYK D、 HSI 2. 关于RGB 表色系，以下说法不正确的是的（ A ） A、RGB表色系是减色系统。 B、RGB 表色系的三基色中包含红色。 C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含绿色。 D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为白色。 3. HSI 表色系的三属性包含：（ A ） ①色调 ②色饱和度 ③亮度 ④色度 A、①②③ B、①②④ C、②③④ D、①③④ 4. 关于YUV表色系，以下说法不正确的是：（ C ） A、YUV表色系常用于多媒体技术中。 B、YUV色系与RGB色系可以相互转换。 C、YUV 色系不包含亮度信号。 D、YUV 表色系包含一个亮度信号和两个色差信号。 5. CMYK表色系的三基色包含：（ D ） ①青色②黑色③黄色④品红色 A、①②③ B、①②④ C、②③④ D、①③④ 6. 下面哪个彩色空间最接近人视觉系统的特点（ D ） A 、RGB空间 B、CMY空间

C、CIE XYZ空间 D、HSI空间

7. 以下选项中，属于表色系的是：（A ） A 、CIE XYZ B、 FFT C、 DCT D、 Sobel 8. 关于CMYK表色系，以下说法正确的是（ A ） A、 CMYK表色系是减色系统。 B、 CMYK表色系的三基色中包含黑色。 C、 CMYK表色系的三基色中包含红色。 D、 CMYK表色系的三基色中包含绿色。 9. 关于HSI表色系，以下说法不正确的是（ B ） A、HSI表色系的三属性中包含色调。 B、HSI表色系的三属性中包含色度。 C、HSI表色系的三属性中包含饱和度。 D、HSI表色系的三属性中包含亮度。

10. 关于RGB色系下的彩色图像，下列说法正确的是：（ A ） A、彩色图像的红色分量、绿色分量、蓝色分量都是灰度图像。 B、该彩色图像的红色分量是彩色图像。 C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含红色。 D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为黑色。

三.判断题

1. 在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，0），则表示该颜色为白色。（ × ） 2. 在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，255），则表示该颜色为蓝色。（ √ ） 3. RGB表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。（ × ） 4. YCbCr表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。（ √ ） 5. 白平衡方法比最大颜色值平衡方法更适合于处理两种情况：一是图像中白色的点不存在，二是白色的点只占画面总像素的很少比例。（ × ）

四.简答题

1. 为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示？

答：YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示主要原因有以下3点：（1）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，黑白电视接收彩色电视节目信号时，只需要将Y、U、V三路信号中的Y信号介入电视机信号即可；（2）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，彩色电视机接收黑白电视节目信号时，只要将U、V两路信号置为0即可。（3）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。 2. 简述白平衡方法的主要原理。

答：白平衡方法的主要原理是：如果原始场景中的某些像素点应该是白色的（R=G=B=255），但是由于所获取的图像中的相应像素点存在色偏，这些点的R,G,B三个分量的值不再保持相同，通过调整这三个颜色分量的值，使之达到平衡，由此获得对整幅图像的彩色平衡影射关系，通过该映射关系对整幅图像进行处理，由此达到彩色平衡的目的。 3. 为什么使用白平衡方法可以达到彩色平衡的目的？

答：白平衡的思路是：如果原始场景中的某些像素点应该是白色的（R=G=B=255），但是由于所获取的图像中的相应像素点存在色偏，这些点的R,G,B三个分量的值不再保持相同，通过调整这三个颜色分量的值，使之达到平衡，由此获得对整幅图像的彩色平衡影射关系，通

过该映射关系对整幅图像进行处理。因此白平衡方法可以达到彩色平衡的目的。 4. YUV表色系的优点是什么？

答：YUV表色系的有点体现在以下2个方面：（1）亮度信号与色度信号相互独立，由Y信号构成的灰度图像与用U、V信号构成的两外两幅单色图是相互独立的。可以对这些单色图单独进行编码。（2）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。

5. 使用白平衡方法进行彩色平衡的主要思想是什么？ 答：使用白平衡方法进行彩色平衡的主要思想是：如果原始场景中的某些像素点应该是白色的（R=G=B=255），但是由于所获取的图像中的相应像素点存在色偏，这些点的R,G,B三个分量的值不再保持相同，通过调整这三个颜色分量的值，使之达到平衡，由此获得对整幅图像的彩色平衡影射关系，通过该映射关系对整幅图像进行处理，由此达到彩色平衡的目的。

第十章 图像变换

一.填空题

1. 所谓的图像变换，是指将图像信号从__空域__变换到另外的域上进行分析的手 段。

2. 图像变换包括了图像的频域变换、图像的时频域变换以及其他正交变换等，其中傅里叶 变换属于_频域变换_。

3. 图像变换包括了图像的频域变换、图像的时频域变换以及其他正交变换等，其中小波变 换属于__时频域变换_。

4. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，__图像变换__是指通过一种数学映 射的手段，将空域的图像信息转换到如频域、时频域等空间上进行分析的数学手段。 5. 将一个函数通过正交分解映射到正交函数空间的数学变换称为__正交变换__。

二.选择题

1. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ B ）

（图1） （图2）

A、傅里叶变换 B、小波变换 C、离散余弦变换 D、沃尔什变换

2. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ D ）

A、 图像锐化 B、图像去噪 C、图像对比度增强 D、亮度减弱

3. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（B ）

A、图像锐化 B、图像去噪 C、图像亮度减弱 D、图像对比度增强

4. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ B ）

A、图像亮度减弱 B、边缘检测 C、图像对比度减弱 D、图像对比度增强

5. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ A ）

A、图像锐化 B、边缘检测 C、图像亮度减弱 D、 图像对比度减弱

三.判断题

1. 傅里叶变换可以用在图像的卷积运算中，主要原因是：空域上的卷积对应其在频域上的点乘。（ √ ）

2. 傅里叶变换可以用在图像压缩中。（ √ ）

3. 一幅图像进行一次小波变换后，概貌信息大都集中在高频图像子块中。（ × ） 4. 一幅图像经过1次小波变换后，可以得到4个子块图像。（ √ ） 5. 一幅图像进行一次小波变换后，细节信息大都集中在高频图像子块中。（ √ ） 6. 离散余弦变换是图像处理中常用的正交变换。（ √ ） 7. 傅里叶变换的所写是FTT。（ × ）

8. 一幅图像经过2次小波变换后，可以得到8个子块图像。（ × ） 9. 一幅图像进行一次小波变换后，概貌信息大都集中在低频图像子块中。（ √ ） 10. 一幅图像进行一次小波变换后，细节信息大都集中在低频图像子块中。（ × ）

四.简答题

1. 请简述快速傅里叶变换的原理。

答：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。 2. 简述至少2种傅里叶变换在图像处理中的应用。 答：参见简答3、4、5。

3. 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的高通滤波中的应用原理。 答：图像经过傅里叶变换后，景物的概貌部分集中在低频区段，景物的细节部分集中在高频区段，可以通过图像的高通滤波将图像中景物的细节提取出来。具体做法是，将傅里叶变换得到频谱图的低频部分强制为0，而将高频部分的信息保持不变，就相当于使用一个只保持高频部分信息不变，而低频信息被完全抑制的高通滤波器作用在原始图像上。将经过这样处理后的频谱进行傅里叶逆变换，就可以得到图像的细节部分。

4. 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的低通滤波中的应用原理。 答：图像经过傅里叶变换后，景物的概貌部分集中在低频区段，景物的细节部分集中在高频区段，可以通过图像的高通滤波将图像中景物的概貌提取出来。具体做法是，将傅里叶变换得到频谱图的高频部分强制为0，而将低频部分的信息保持不变，就相当于使用一个只保持低频部分信息不变，而高频信息被完全抑制的低通滤波器作用在原始图像上。将经过这样处理后的频谱进行傅里叶逆变换，就可以得到图像的概貌部分。

5. 小波变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的压缩中的应用原理。

答：一幅图像经过一次小波变换之后，概貌信息大多集中在低频部分，而其余部分只有微弱的细节信息。为此，如果只保留占总数据量1/4的低频部分，对其余三个部分的系数不存储或传输，在解压时，这三个子块的系数以0来代替，则就可以省略图像部分细节信息，而画面的效果跟原始图像差别不是很大。这样，就可以得到图像压缩的目的。

第十一章 图像压缩编码

一.填空题

1. 图像编码是通过改变图像的描述方式，将数据中的_冗余 __去除，由此达到压缩数据量的目的。

2. _图像编码___是通过改变图像的描述方式，将数据中的冗余去除，由此达到压缩数

据量的目的。

3. 按照压缩后的数据是否能够完全重构来分，图像的压缩算法分成无损压缩算法和有损压 缩算法两种。其中行程编码属于_无损压缩算法___算法。

4. 按照压缩后的数据是否能够完全重构来分，图像的压缩算法分成无损压缩算法和有损压 缩算法两种。其中霍夫曼编码属于__无损压缩算法__算法。

5. 按照压缩后的数据是否能够完全重构来分，图像的压缩算法分成无损压缩算法和有损压 缩算法两种。其中DCT变换编码属于__有损压缩算法__算法。

6. 每种不同的压缩编码方法都有其不同的特点。将若干种编码方法结合在一起，由此来达 到更高的压缩率，这种编码方式称为_混合压缩编码___。 7. 像素冗余是由像素之间的_内在相关性__所导致的冗余。

8. 我们将由像素之间的内在相关性所导致的冗余称为_像素冗余___。

9. 所谓的数据冗余，就是如果在减少一定数据量时，_不会__引起产生歧义的数据 丢失，也就是说描述信息的数据量中存在多余的部分。（填“会”或者“不会”） 10. 行程编码也称为游程编码，是一种_无失真_的压缩编码方法。（填“失真”或 “无失真”）

二.简答题

1. 什么是图像的无损压缩？给出2种无损压缩算法。

2. 对于扫描结果：aaaabbbccdeeeeefffffff，使用行程编码和霍夫曼编码的混合编码，压 缩率是否能够比单纯使用霍夫曼编码有所提高？

3. DCT变换编码的主要思想是什么？

4. 简述DCT变换编码的主要过程。

5. 什么是一维行程编码？简述其与二维行程编码的主要区别。

6. 什么是二维行程编码？简述其与一维行程编码的主要区别。

7. 简述一维行程编码和二维行程编码的异同。

8. 压缩编码算法很多，为什么还要采用混合压缩编码？请举例说明。

9. 举例说明什么是混合压缩编码。

10. 对于扫描结果：aaaabbbccdeeeeefffffff，使用行程编码和霍夫曼编码的混合编码，压 缩率是否能够比单纯使用行程编码有所提高？