北京工业大学数字图像处理考题总结

一、填空题1、图像与灰度直方图间的对应关系是多对一；2、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。3、下图是三个图像的直方图分布示意图，试估计其相应图像各有何特点。_______图像暗_________图像亮度高______图像亮度适中对比度差_4、以下模板可以对图像进行何种处理，分别写出42124212116101015101001011101051平滑掩膜—轮廓提取平滑掩膜5、如果将一个3*3的平滑掩模重复1000次应用到一幅100*100的数字图像上，忽略边界效应.最终产生的结果图像有以下特点：____得到统一的灰度值_______。6、评价一幅图象质量通常有两种方式，分别为：逼真度，可懂度。其中逼真度表示图象向机器或人提供信息的能力。PSNR属于立体图像客观质量评价方式。一般情况下，图像增强的结果用视觉评定方式进行评价。7、图像数字化过程包括三个步骤：采样、量化和编码。8、图象直方图是图像灰度分布概率估值，不同的两幅图像，其直方图__可能相同__。直方图均衡可以使图像变成一幅具有均匀灰度概率分布的新图像。9、图像处理技术主要包括图像的__采集___、__处理___、__压缩__等技术。10、根据傅立叶变换的分离性特性，可将二维傅立叶变换分解成一维傅立叶变换来做；11、人的视觉系统由光学系统、角膜、晶状体、视网膜组成。在人眼的视网膜上有杆状细胞和锥状细胞两种细胞。12、JPEG压缩标准中，无损压缩的核心技术是_DPCM压缩算法和霍夫曼压缩算法。有损压缩的核心技术是__赫夫曼编码、算数编码和LZW。11、在文字识别的应用中,文本页通常用一个阈值将其二值化.然后将字符细化成在背景0上由1组成的笔画.由于噪声,在二值化和细化的过程中,可能造成笔画的断裂,间隔为1到3个象素.可以采取图像处理中的_平均滤波技术进行断裂修复。12、下图为一个字符串”000011111100011100111”，请给出游程长编码结果406130312031。13、图像熵的单位可以为奈特（nat）,哈特（Hartley）和比特（bit），1奈特=＿1.443＿比特，1哈特=＿3.32＿比特。14、对三个符号(x1,x2,x3)的信源进行Huffman编码，请罗列可能的编码结果________________________。15.一幅光照不均匀的图像，可以采用图像处理中的____________方法去除光照的变化。16、如果我想修掉照片中的皱纹，可以采用图像处理中的____________________方法。二、选择题1、对一幅图像重复进行直方图均衡，___B____(a)图像质量将不断改善(b)第一次均衡后图像质量将保持不变2．____C___算子具有高通滤波作用。（a）方向平滑（b）中值（c）罗伯特（d）领域平均3.一下算子中最适合虑除胡椒盐噪声的是__C___（a）低通（b）高通（c）中值（d）带阻4.有关行程长度编码（RLE）方法，以下说法正确的是__D___。（a）行程长度编码是一种有损压缩方法（b）编码过程中需要根据符号出现的概率进行编码（c）编码过程中需要建立“词典”（d）行程长度编码方法可以用于静态图像压缩。5．无损图像压缩只去除图像中的__D___信息。（a）高频（b）低频（c）不相干（d）冗余6.BMP图像文件，调色板的大小___C____（a）不变（b）随图像大小变化（c）随图像类型变化7、直方图均衡所得到的图像的直方图：___C____（a）严格均匀（b）近似均匀（c）根据图像内容可能严格均匀，也可能近似均匀。8.不同的两幅图像，其直方图__C___（a）肯定不同（b）肯定相同（c）有可能相同9.图像点运算增强中，对数变换可以使图像_______________直方图均衡则使得图像_______________。（a）高概率增强，低概率削弱（b）高概率削弱，低概率增强（c）亮区增强，暗区削弱（d）暗区增强、亮区削弱10.B1（B2）码生成的码流序列中————（a）同一个符号对应的信息比特唯一（b）同一符号对应的延续比特唯一（c）同一个符号对应的码字唯一三、判断题1.已知三幅图像如下所示),(1yxf),(2yxf),(3yxf频谱),(1vuF),(2vuF),(3vuF幅度谱),(1vuF),(2vuF),(3vuF相位谱),(1vu),(2vu),(3vu判断以下说法是否正确:a）12(,)(,)FuvFuv（√）b）),(),(21vuvu（×）c）),(3vuF是),(1vuF旋转90度的结果（√）d）),F3vu（是),(2vuF旋转90度的结果（×）2.BMP图像文件中，图像数据按行存放，每行字节数必须为4的整数倍。（√）3．图像编码后对数据量进行了有效压缩，因此图像编码是“有损压缩”。（×）4．图像点运算增强中，对数运算可以使图像亮区增强，暗区削弱（×）。5．空间域平滑等价于频域低通滤波，空间域锐化等价于频域带通滤波。（×）6．中值滤波和平滑均为非线性运算。（×）7．变字长编码算法如Huffman，B1，算术编码均生成一个码表（查找表）（×）8．图像平移后，其傅立叶变换的幅度和相位特性均保持不变。（×）四、简答题1．试叙述获取数字图像的三种途径，并各举一个简单的例子。a．模拟转数字，采集卡，通过计算机b、CCD转换摄像机，c、扫描方式、扫描仪2.简述图像中的三种数据冗余及对应的压缩编码方法。时间冗余（预测编码）空间冗余（预测编码、变换编码）统计冗余变长编码结构冗余3.简要叙述“图像”和“数字图像”的定义。图像是模拟量、连续数字图像，又称数码图像或数位图像，是二维图像用有限数字数值像素的表示4.简述图像复原和图像增强的基本概念、相同点和不同点图像增强是主观过程，图像复原更为客观，对退化过程有较强的了解，根据不同的退化原因，有针对性的进行增强处理。5.说明伪彩色增强的原理。利用人眼对色彩信息比较敏感的原理，将灰度转换为色彩，起到图像增强的效果。6.已知一图像293(,)091190fxy，现用掩模121(,)121121hxy对其进行处理，给出与原图尺寸一致的处理结果。没有扩展的结果：7.结合人的视觉系统组成解释为什么白天看东西彩色分明、轮廓清晰，晚上则不然。8.灰度直方图定义灰度直方图是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。9.8-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。10.中值滤波定义。中值滤波是指将当前像元的窗口中的所有像元灰度由小到大排列，中间值作为当前像元的输出值。它是一种非线性的图像平滑法。可以有效的抑制椒盐噪声而使边缘少受模糊。11.下面四幅图像中，图(a)经过了方形的平滑滤波器的滤波,滤波器的大小分别为23*23,25*25,和35*35.(a)(c)图的左下部分的竖条都变模糊了,但是之间依然有清晰的间隔.但是这些竖条在图像(b)中完全混在了一起,尽管(b)中使用的滤波器大小远小于(c).解释为什么.（a）（b）（c）（d）12.写出逆滤波复原运算公式。该种方法有什么优缺点？13.简要分析空域增强技术与频域增强技术之间的关系。五、计算题1.(8分)已知一幅图象直方图分布如下所示：：f(x,y)01234567nk/n0.160.380.100.130.090.080.040.02试对其进行直方图均衡化处理，给出灰度映射关系、灰度映射关系图和变换后图象的直方图。r01，2345，6，7s14567p0.160.480.130.090.141.1.1.(11分)已知一幅图象直方图分布如下所示：：f(x,y)01234567nk/n0.260.280.100.130.090.060.040.04试对其进行直方图均衡化处理，给出灰度映射关系、灰度映射关系图和变换后图象的直方图。2、（8分）算术解码是算术编码的逆过程.已知编码模型如下,符号a0-0.2e0.2-0.5i0.5-0.6o0.6-0.8u0.8-0.9!0.9-1.0编码器输出为0.13507.试给出对应的解码器输出符号序列。aoei！3、（8分）已知图像的灰度分布如下表所示，其中i表示灰度级，in表示图像中灰度级i的像素个数：灰度级i01234567像素个数in1212145153031(1)说明其直方图均衡化过程，并给出处理结果（包括个灰度级上的像素数）。r0，12345，6，7s12457(2)试对其进行直方图均衡化处理，给出灰度映射关系、灰度映射关系图和变换后图象的直方图。4.（8分）图中灰度为0、255的象素点为噪音点，试设计一种算法将图中的噪音点滤除。注意在滤除噪音的同时保持图像中的细节信息。111115555512551115555511112555555511255115525555131115555513111555051311155555112551158855111105085511011555551111155555中值滤波（3×3窗口），0和255噪点都能虑除5.(a)计算下表所示信源的熵.rkP(rk)l2(rk)00.1921/70.2522/70.2123/70.1634/70.0845/70.0656/70.03610.026(b)构造Huffman编码，并与表中的Code2比较.所构造的Huffman编码和Code2的编码长度一致.(c)构造B1编码B1编码r1r2r0r3r4r5r6r7CodeC0C1C0C0C0C1C1C0C1C1C0C0C0C0C0C1(d)构造2bit的二进制偏移编码设11为偏移码r1r2r0r3r4r5r6r7Code000110110011011110111100111101(e)将符号分成两组,构造Huffman偏移编码Sym.Prob.HuffmanShiftBlock1r1.2500r2.2110r0.19000r3.16001Block2r4.08.19111r5.061100r6.0311010r70.211011(f)计算这些编码的平均字长并与(a)中计算的熵比较.熵2.65Huffman2.7B13.18偏移编码2.8Huffman偏移编码2.76.（9分）给出对下图采用3×3窗口和十字形窗口进行中值滤波的滤波结果。118111181188888118111181111811118118888811811118117.1.(8分)下面为一段BMP文件的开始部分，请从提取如下参数并给出相应的计算公式：图像宽度：图像高度：图像类型：图像数据大小：图像文件大小：图像数据起始地址:该图像文件存在调色板吗？如有，请给出颜色索引值为1，5，12的对应颜色。8.（12分）a)画出图象预测（DPCM）编码的编解码框图，并解释其基本原理。框图中有损压缩和无损压缩如何区分？b)下面为一行数据，试进行有损DPCM编码，量化器为：6464()64636363eQeeee，编码预测器ˆ()((1)(2))/2XnXnXn,试给出符号序列X(n)={95,18,193,145,111,11,27,86,110,155}的编码结果序列（误差序列）和解码重构序列。六、应用题1、根据所学过的图像处理和分析方法，设计一套算法流程来实现汽车牌照的定位和数字的识别（给出设计思想即可）。答：要点:Step1：定位汽车牌照。通过高通滤波，得到所有的边缘，对边缘细化（但要保持连通关系），找出所有封闭的边缘，对封闭边缘求多边形逼近。在逼近后的所有4边形中，找出尺寸与牌照大小相同的四边形。牌照被定位。Step2：识别数字。对牌照区域中的细化后的图像对象进行识别（如前面所介绍的矩阵模糊识别法等）