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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（ ）。
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（ ），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（ ），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（ ）。
5.数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，（ ）的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。
解答: 1.像素 2.从图像到非图像的一种表示 3.从图像到图像的处理 4.虚拟图像 5.图像重建
四.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 4 种（简述数字图像处理的至少 3 种主要研究内容）。
答：1）图像数字化——目的将一幅图像以数字的形式进行表示，并且要做到既不失真又便于计算机进行处理。主要包括采样和量化两个过程.
2）图像增强——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。
3）图像几何变换——改变一幅图像的大小或形状。
4）图像恢复——将退化了的以及模糊了的图像的原有信息进行恢复，以达到清晰化的目的。
5）图像重建——根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。
6）图像隐藏——将一幅图像或者某些可数字化的媒体信息隐藏在一幅图像中。
7）图像变换——是指通过一种数学映射的方法，将空域中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。
8）图像编码——主要是对图像数据进行压缩。目的是简化图像的表示方法，压缩表示图像的数据，以便于存储和传输。
9）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之后，将所期望获取的目标物进行提取，并且对所提出来的目标物进行一定的定量分析。
2.什么是图像识别与理解？
答：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。
3.简述数字图像处理的至少 4 种应用。
答：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。
4.简述图像几何变换与图像变换的区别。
答：①图像几何变换：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.量化可以分为均匀量化和（ ）两大类。
2. （）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（）两大类。
4.图像因其表现方式的不同，可以分为（）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（ ）、（ ）和（ ）三类。
6.采样频率是指一秒钟内的采样（ ）。
7.采样所获得的图像总像素的多少，通常称为（）。
8.如果图像出现伪轮廓则说明灰度级数不够
解答:1.非均匀量化 2.采样频率 3.离散图像 4.连续图像
5.二值图像、灰度图像、彩色图像 6.次数 7.图像分辨率
二.选择题
1.一幅数字图像是：( )
A、 一个观测系统。 B、一个有许多像素排列而成的实体。
C、一个 2-D 数组中的元素。 D、一个 3-D 空间的场景。
2.一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：（）
A、 0 B、 255 C、 6 D、 8
3.图象与灰度直方图间的对应关系是：（C ）
A、 一一对应 B、 多对一 C、 一对多 D、 都不对
4.下列算法中属于局部处理的是：（）
A、 灰度线性变换 B、二值化 C、 傅立叶变换 D、 中值滤波
5.一幅 256256 (2^16)的图像，若灰度级数为 16，则该图像的大小是：（ ）
A、128KB B、32KB C、1MB C、2MB
解答：256256表示像素个数,16级灰度用二进制表示需要4位,故存储图像所需的二进制位数为2562564,即256Kbit,所需字节数除以8,得到(2562564)/(8*1024)=32kb。
6.一幅 512512 的图像，若灰度级数为 16，则该图像的大小是：（ ）
A、128KB B、32KB C、1MB D、2MB
7.一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，127]，则该图象的信息量为：（ B）
A、 0 B、 128 C、7 D、 8
8.对一幅 100100 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 20000bit，则图象的压缩比为：（ ）
A、 2:1 B、 3:1 C、4:1 D、 1:2
9.对一幅 100100 像素的图象，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 10000bit，则图象的压缩比为：（ ）
A、 2:1 B、 8:1 C、 4:1 D、 1:2
10.对一幅 100100 像素的图象，若每像元用 8bit 表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图像的数据量为 40000bit，则图象的压缩比为：（ ）
A、 2:1 B、 3:1 C、 4:1 D、 1:2
解答:1.B 2. D 3. B 4. D 5. B 6. A 7. C 8. C 9. B 10. A
三.判断题
1.可以用 f(x,y)来表示一幅 2-D 数字图像。（ ）
2.可以用 f(x,y)来表示一个在 3-D 空间中的客观景物的投影。（ ）
3.数字图像坐标系与直角坐标系一致。（ ）
4.矩阵坐标系与直角坐标系一致。（ ）
5.数字图像坐标系可以定义为矩阵坐标系。（ ）
6.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数不够多造成的。（ ）
7.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的空间分辨率不够高造成。（ ）
8.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数过多造成的。（ ）
9.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的空间分辨率过高造成。（ ）
10.采样是空间离散化的过程。（ ）
解答:1.T 2. T 3. F 4. F 5. T 6. T 7. F 8. F 9. F 10. T
四.简答题
1.图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。
答：图像的数字化主要包含采样、量化两个过程。
采样(Sampling )是将在空域上或时域上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。即：空间坐标的离散化。
量化(Quantization) 就是把采样后所得的各像素表示亮暗信息（即灰度值）从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。即：灰度的离散化。由灰度级决定。
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？
答：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.简述二值图像、彩色图像与灰度图像的区别。
答: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。
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。
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。
4.什么是直方图？
答：直方图指灰度直方图，即数字图像中像素灰度值的分布情况。灰度直方图是关于灰度级分布的函数，是对图像中灰度级分布的统计。灰度直方图是将数字图像中的所有像素，按照灰度值的大小，统计其出现的频率。反映了图像中某种灰度出现的频率。
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（），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（），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（）两种。
4.动态范围调整分为（ ）和非线性动态范围调整和两种。
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（ ），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。
6.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（ ），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（ ）的目的。
8.数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，（ ）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（）。
10.灰级窗是只将灰度值落在一定范围内的目标进行（），就好像开窗观察只落在视野内的目标内容一样。
解答:1.压缩 2.扩大 3.非线性动态范围调整 4.线性动态范围调整 5.展宽
6.归并 7.清晰图像 8.图像增强 9.动态范围 10.对比度增强
二.选择题
1.下面说法正确的是：（ ）
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？（ ）
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：（ ）
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（ ）
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：（ ）
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
解答:1.B 2. C 3. D 4. B 5. D
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。（ ）
解答:1.F 2. T 3. F 4. T 5. F
第四章 图像几何变换（大题）
一.填空题
1.图像的基本位置变换包括了图像的 ( )、（ ）及（ ）。
4.最基本的图像形状变换包括了图像的（ ）、（ ）和（ ） 。
7.图像经过平移处理后，图像的内容（ ）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，（ ）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，（ ）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（ ），该处理会是的图像中的图形产生扭变。
解答:1，平移、镜像、旋转 4. 错切、放大、缩小 7. 不发生 8. 需要 9.不需要 10. 错切
二.选择题
5.关于图像缩小处理，下列说法正确的是：（ ）
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（ ）
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、 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：（ ）
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（ ）
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、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。
解答: 5. D 6. D 7. A 8. B 9. B 10. A
四.简答题
1.简述直角坐标系中图像旋转的过程。
答：（1）计算旋转后行、列坐标的最大值和最小值。
（2）根据最大值和最小值，进行画布扩大，原则是以最小的面积承载全部的图像信息。
（3）计算行、列坐标的平移量。
（4）利用图像旋转公式计算每个像素点旋转后的位置。
（5）对于空穴问题，进行填充。
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？
答：对于空穴问题，需要进行填充。可以采用插值的方法来解决填充问题。
空洞解决方法：行插值（列插值）
第一步：找出当前行的最小和最大的非背景点（目标物体）的坐标，记作：(i,k1)、(i,k2)。
第二步：在(k1,k2)范围内进行插值，插值的方法是：空点的像素值等于前一点的像素值。
第三步：同样的操作重复到所有行。
学习通上数字图像处理放大的那道作业的做题方式按照PPT上的做，不要用书上的双线性插值法，（反向坐标映射就可以了）
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：（ ）和高斯噪声。
2.两种典型的图像噪声是： 椒盐噪声和（ ） 。
3.椒盐噪声的（ ）基本相同，而噪声出现的（ ）是随机的。
5.图像上每一点都存在噪声，但是噪声的（）是随机分布的，这类噪声称为高斯噪声。
6.均值滤波方法对（ ）噪声的抑制效果较好。（填“高斯”或“椒盐”）
7.中值滤波方法对（ ）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（ ）。
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（）。
10. 图像噪声是在图像采集、图像数字化或者图像传输过程中，所受到的( )。
解答:1.椒盐噪声 2. 高斯噪声 3. 幅值、位置 5. 幅值 6. 高斯 7. 椒盐 8.白噪声 9. 偏差 10. 随机干扰信号
四.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。
答：均值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其
周围的邻近像素。将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。
均值滤波器对高斯噪声的滤波结果较好。原因：高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。因为正态分布的均值为 0，所以均值滤波可以消除噪声。
2.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？
答：中值滤波器对椒盐噪声的滤波效果较好，对高斯噪声的处理效果不好。
中值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。取模板中排在中间位置上的像素的灰度值替代待处理像素的值，就可以达到滤除噪声的目的。
因为噪声（如椒盐噪声）的出现，使该点像素比周围的像素亮（暗）许多。如果在某个模板中，对像素进行由小到大排列的重新排列，那么最亮的或者是最暗的点一定被排在两侧。取模板中排在中间位置上的像素的灰度值替代待处理像素的值，就可以达到滤除噪声的目的。但高斯噪声是幅值近似正态分布，分布在每点像素上，故处理效果不好。
3.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？
答：均值滤波器对高斯噪声的滤波结果较好，对椒盐噪声的滤波结果不好。
均值滤波器的滤波原理是：在图像上，对待处理的像素给定一个模板，该模板包括了其周围的邻近像素。将模板中的全体像素的均值来替代原来的像素值的方法。
原因: 高斯噪声是幅值近似正态分布，但分布在每点像素上。因为正态分布的均值为 0，所以均值滤波可以消除噪声。椒盐噪声是幅值近似相等但随机分布在不同位置上，图像中有干净点也有污染点。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点。
第六章 图像的锐化处理（大题）
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 ）。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
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）。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
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 )。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
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）。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
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。Laplacian 微分算子属于（二阶微分算子 ）。（填“一阶微分算子” 或“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）。（填“一阶微分算子”或“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 ）。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
8.图像微分（ 增强）了边缘和其他突变的信息。（填“增强”或“削弱”）
9.图像微分（削弱 ）了灰度变化缓慢的信息。（填“增强”或“削弱”）
10.图像微分算子（ 能）用在边缘检测中。（填“能”或“不能”）
11. 图像的锐化是指加强图像中景物的细节边缘和轮廓。其本质是滤波，去除灰度变化比较平缓的区域，即去除低频信号，保留灰度变化比较剧烈的区域，即保留高频信号。
四.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？
答：图像的细节是指画面中的灰度变化情况，包含了图像的孤立点、细线、画面突变等。孤立点大都是图像的噪声点，画面突变一般体现在目标物的边缘灰度部分。
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？
答：一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界，反映的边界信息较少，但是所反映的边界比较清晰；
二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。反映的边界信息包括了许多的细节信息，但是所反映的边界不是太清晰。
3.简述水平方向的微分算子的作用模板和处理过程。 参见课本 105-106 页
4.简述垂直方向的微分算子的作用模板和处理过程。 参见课本 107-108 页
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（ ）、（ ）和（）三大类。
2.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、（）和区域提取方法三大类。
2. 阈值分割法的适用范围：适用于物体与背景有较强对比（明显差别）的情况，且要求背景或物体的灰度比较单一。
2. （阈值的选取）是阈值分割技术的关键。
3. 图像分割分为：非连续性分割（基于边界的分割）；相似性分割（基于区域的分割）。
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（ ）
的情况下，所采用的一种简单有效的方法。
5. （）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（）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（）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（）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，（）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（）大小的度量。
解答:1.阈值方法、边界分割方法、区域提取方法 2. 边界分割方法 4. 目标物所占比例 5. 熵
6.类内 7. 类间 8. 迭代优化 9. p-参数法 10. 信息量
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（ ）
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（ ）
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（ ）
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（ ）
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（ ）
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
解答:1.D 2. B 3. C 4. D 5. C
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。（ ）
解答:1.T 2. F 3. T 4. F 5. T 6. T 7. F 8. F 9. F 10. T
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( )。
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( )。
3.开运算是使用同一个结构元素对图像先( )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( )。
6.闭运算是使用同一个结构元素对图像先( )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.( )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.()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( )表示二值图像中连通域的个数减去孔的个数。
解答:1.四连接 2. 八连接 3. 腐蚀 4. 连通域 6. 膨胀 7. 腐蚀 8.膨胀 9. 欧拉数
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。（ ）
解答:1.T 2. T 3. F 4. T 5. T 6. T 7. T 8. F 9. T 10. T
四.简答题
1.写出腐蚀运算的处理过程。
答1.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。参见课本 155-156 页。
4.举例说明膨胀运算的处理步骤。参见课本 157-158 页。
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。
5. 参见课本 151 页。
第九章 彩色图像处理
一.填空题
1.HSV 表色系由（ ）、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（ ）的颜色看起来越鲜艳。（填“ 越大”或“越小”）
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（ ）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（ ）。
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，（ ）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，（ ）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（ ）。
解答:1.色调 4. 越大 5. 红色 6. 饱和度 7. 色调 8.饱和度 9. 绿色
二.选择题
1.以下选项中，不属于表色系的是：（ ）
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、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：（ ）
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：（ ）
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：（ ）
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（ ）
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 、CIE XYZ B、 FFT C、 DCT D、 Sobel
8.关于 CMYK 表色系，以下说法正确的是（）
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（）
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、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。
解答:1.B 2. A 3. A 4. C 5. D 6. D 7. A 8. A 9. B 10. A
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。（ ）
解答:1.F 2. T 3. F 4. T 5. F
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。（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。
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
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（ ）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
（ ）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（ ）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，（ ）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（ ）。
解答:1.空域 2. 傅里叶 3. 小波 4. 图像变换 5. 正交变换
傅里叶变换性质——平移性、分配律、比例变换、可分离性、旋转性、均值性、能量守恒定理、周期性和共轭对称性、卷积、相关。
平移性质：空间域中图像的平移不影响频谱幅度（幅值不变），仅对应于频域的相移（只改变了相位谱 ）
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。（ ）
解答:1.T 2. T 3. F 4. T 5. T 6. T 7. F 8. F 9. T 10. F
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。
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。
第十一章 图像压缩编码(大题)
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（）去除，由此达到压缩数据量的目的。
2.（ ）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（ ）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（ ）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（ ）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 。
7.像素冗余是由像素之间的（ ）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（ ）。
9.所谓的数据冗余，就是如果在减少一定数据量时，（ ）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（ ）的压缩编码方法。（填“失真”或“无失真”）
解答:1.冗余 2. 图像编码 3. 无损压缩算法 4. 无损压缩算法 5. 有损压缩算法
6.混合压缩编码 7. 内在相关性 8. 像素冗余 9. 不会 10. 无失真
二.选择题
1.以下属于无损压缩编码的是：（ ）
①一维行程编码 ②二维行程编码 ③霍夫曼编码 ④DCT 变换编码
A、①② B、①④ C、②④ D、③④
2.如果一个图像的灰度级编码使用了多于实际需要的编码符号，就称图像中包含了：（ ）
A、编码冗余 B、像素间冗余 C、心理视觉冗余 D、计算冗余
3.以下属于无损压缩编码的是：（ ）
① 一维行程编码 ②二维行程编码 ③LZW 编码 ④DCT 变换编码
A、①④ B、①③ C、②④ D、③④
4.以下属于有损压缩编码的是：（ ）
A、行程编码 B、 LZW 编码 C、霍夫曼编码 D、 DCT 变换编码
5.以下属于无损压缩编码的是：（ ）
① LZW 编码 ②二维行程编码 ③霍夫曼编码 ④DCT 变换编码
A、①④ B、②④ C、②③ D、③④
6.下列哪一个压缩标准用于压缩静止图像。（ ）
A、JPEG B、MPEG C、H.261 D、以上均不能
7.一个参数为 2 分钟、25 帧/秒、640480 分辨率、24 位真彩色数字视频的不压缩的数据量约为（ ）。
A、2764.8MB B、21093.75MB C、351.56MB D、2636.72MB
解答：2602564048024bit /8（B-字节）=/1024…KB=…MB=…GB
8.下列哪一项不是图形图像文件的扩展名。（ ）
A、wmf B、bmp C、mp3 D、gif
10.以下编码方式中，属于变换压缩编码的是：（ ）
① 小波变换编码②算术编码③LZW 编码 ④DCT 变换编码
A、①④ B、①③ C、②④ D、③④
解答:1.A 2. A 3. B 4. D 5. C 6. A 7. D 8. C 10. A
三、简答题
1.什么是数据冗余？冗余的分类？
答：有些数据必然是代表了无用的信息，或者是重复地表示了其它数据已表示的信息，这就是数据冗余。
在数字图像数据中存在三种基本的数据冗余，即像素间冗余、心理视觉冗余和编码冗余。
像素间冗余：图像相邻像素之间的相关性所造成的冗余。包括：
空间冗余：图像中大部分区域信号变化缓慢，尤其是背景。单个像素对一幅图像的多数视觉贡献是多余的，它的值可以根据这个像素的相邻像素进行适当的预测
结构冗余：规则纹理、具有某种自相似的结构表面
帧间冗余：(视频)图像序列中相邻帧之间的相关性
心理视觉冗余：人眼不能感知或不敏感的那部分图像信息称为心理视觉冗余，与人观察图像的方式有关，主要表现在：
1)眼睛对某些视觉信息更敏感(亮度I)；
2)人对某些视觉信息更关心；
因此，视觉感知时对信息的接受是有选择的，有些信息相对不重要，去除这些信息并不会明显地降低对图像质量的感受。
编码冗余：如果一个图像的灰度级编码，使用了多于实际需要的编码符号，就称该图像包含了编码冗余；如果希望消除编码冗余，应该用尽可能少的比特数表达出现概率高的灰度级，这种方法称“变长编码”。