【數字圖像處理】期末綜合知識點總結 ver1，灰度圖像，圖像增強，平滑濾波，銳化濾波，圖像復原，圖像壓縮

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[題目]
數字圖像

[參考答案]
為了便于用計算機對圖像進行處理，通過將二維連續（模擬）圖像在空間上離散化，也即采樣，并同時將二維連續圖像的幅值等間隔地劃分成多個等級（層次），也即均勻量化，以此來用二維數字陣列表示其中各個像素的空間位置和每個像素的灰度級數（灰度值）的圖像形式稱為數字圖像。

圖像處理

[參考答案]
是指對圖像信息進行加工以滿足人的視覺或應用需求的行為。

題目]
數字圖像處理

[參考答案]
是指利用計算機技術或其他數字技術，對一圖像信息進行某此數學運算及各種加工處理，以改善圖像的視覺效果和提高圖像實用性的技術。

一、緒論(名詞解釋，易，3分)
[題目]
圖像

[參考答案]
是指用各種觀測系統以不同形式和手段觀測客觀世界而獲得的、可以直接或間接作用于人的視覺系統而產生的視知覺的實體。

一、緒論(簡答題，難，6分)
[題目]
什么是圖像？如何區分數字圖像和模擬圖像？

[參考答案]
“圖”是物體透射或反射光的分布，是客觀存在的。“像”是人的視覺系統對圖在大腦中形成的印象或認識，是人的感覺。圖像是圖和像的有機結合，既反映物體的客觀存在，又體現人的心理因素；圖像是對客觀存在的物體的一種相似性的生動模仿或描述，或者說圖像是客觀對象的一種可視表示，它包含了被描述對象的有關信息。

模擬圖像是空間坐標和亮度(或色彩)都連續變化的圖像；數字圖像是空間坐標和亮度(或色彩)均不連續的、用離散數字(一般是整數)表示的圖像。

一、緒論(簡答題，易，5分)
[題目]
簡述研究圖像恢復的基本思路。

[參考答案]
基本思路是，從圖像退化的數學或概率模型出發，研究改進圖像的外觀，從而使恢復以后的圖像盡可能地反映原始圖像的本來面日，從而獲得與景物真實面貌相像的圖像。

一、緒論(簡答題，易，5分)
[題目]
簡述研究圖像變換的基本思路。

[參考答案]
基本思路是通過數學方法和圖像變換算法對圖像的某種變換，以便簡化圖像進一步處理的過程，或在進一步的圖像處理中獲得更好的處理效果。

一、緒論(簡答題，易，5分)
[題目]
簡述一個你所熟悉的圖像處理的應用實例。

[參考答案]
比如，醫學上用B超檢測儀對人體器官病變的檢查和診斷。

一、緒論(簡答題，中，5分)
[題目]
一般的數字圖像處理要經過幾個步驟？由哪經內容組成？

[參考答案]
數字圖像處理的基本步驟包括圖像信息的獲取、存儲、處理、傳輸、輸出和顯示。

數字圖像處理的內容主要包括圖像數字化、圖像變換、圖像增強、圖像恢復?(復原)、圖像壓縮編碼、圖像分割、圖像分析與描述和圖像識別分類。

一、緒論(簡答題，中，5分)
[題目]
圖像處理的目的是什么？針對每個目的請舉出實際生活中的一個例子。

[參考答案]
圖像處理就是對圖像信息進行加工處理和分析，以滿足人的視覺心旦需要和實際應用或某種目的(如壓縮編碼或機器識別)的要求。如視頻圖像的高清晰化處理、醫學圖像的識別分類及其在疾病斷中的應用，就是圖像處理這兩個目的的實際例子。

一、緒論(簡答題，中，5分)
[題目]
數字圖像處理技術研究的基木內容包括哪些？

[參考答案]
包括圖像變換、圖像增強、圖像恢復、圖像壓縮編碼、圖像特征提取、形態學圖像處理方法等。彩色圖像、多光譜圖像和高光譜圖像的處理技術沿用了前述的基木圖像處理技術，也發展出了一此特有的圖像處理技術和方法。

一、緒論(簡答題，中，5分)
[題目]
簡述研究圖像增強的基本思路。

[參考答案]
基本思路是，或簡單地突出圖像中感興趣的特征，或想方設法顯現圖像中那些模糊了的細節，以使圖像更清晰地被顯示或更適合于人或機器的處理與分析。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，難，3分)
[題目]
空間分辨率

[參考答案]
定義為單位距離內可分辨的最少黑白線對的數目，用于表示圖像中可分辨的最小細節，主耍取決于采樣間隔值的大小。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
圖像分辨率

[參考答案]
是指成像系統重現不同尺寸的景物的對比度的能力，包括空間分辨率和灰度分辨率。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
灰度分辨率

[參考答案]
是指在灰度級別中可分辨的最小變化，通常把灰度級級數無稱為圖像的灰度級分辨率。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，難，3分)
[題目]
像素的4鄰域

[參考答案]
對于圖像位于(x,y)的像素p來說，與其水平相鄰和垂直相鄰的4個像素稱為該像素的4鄰域像素，它們的坐標分別為（x-1，y）、（x，y-1）、（x，y+1）和（x+1，y）

。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
像素的8鄰域

[參考答案]
對于圖像中位于(x,y)的像素p來說，與其水平相鄰、垂直相鄰和對角相鄰的8個像素稱為該像素的8鄰域像素，它們的坐標分別為(x-1,y)、(x-1,y)、(x-1,y+1)、(x,y-1)、(x,y+1)、(x+1,y-1)、(x+1,y)和(x+1,y+1)。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
歐氏距離

[參考答案]
坐標分別位于(x，y)和(u，v)處的像素p和像素q之間的歐氏距離定義為

。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
街區距離

[參考答案]
坐標分別位于（x，y）和（x，y）處的像素p和像素q之間的街區距離定義為

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
顯示分辨率

[參考答案]
顯示屏上能夠顯示的數字圖像像素的最大行數和最大列數，取決于顯示器上所能夠顯示的像素點之間的距離。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
棋盤距離

[參考答案]

坐標分別位于（x，y）和（u，v）的處的像素p和像素q之間的棋盤距離定義為

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
二值圖像

[參考答案]
具有兩個灰度等級的圖像。黑白圖像一定是二值圖像，但二值圖像不定是黑白圖像。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，中，3分)

[題目]
像素的m鄰接

[參考答案]
設V是一個灰度值集合，且黑白圖像的V={1}；256灰度級圖像的V為0~255中的任意一個灰度級子集。若像素p和像素q的灰度值均屬于V中的元素，或者q在，或者q在中且集合中沒有值為V中元素的像素，則p和q為m鄰接。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，難，3分)
[題目]
消色光

[參考答案]
是指沒有色彩的光。黑白電視機的光就是消色光，所以消色指白色、黑色和各種深淺程度不同的灰色

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，5分)
[題目]
簡述什么是視覺適應性。

[參考答案]
視覺適應性是指當人從暗的環境突然進入亮的環境，或從亮的環境突然進入暗的環境時，人眼滯后恢復對周圍環境視覺的性質，也即人眼對從亮的環境突然變到暗的環境或從暗的環境突然進入亮的環境的適應性。

二、數字圖像處理基礎(名詞解釋，易，3分)
[題目]
亮適應性

[參考答案]
當人從暗的環境突然進入亮的環境時，需要一定的時間(盡管很短)恢復對周圍環境的視覺，人眼的這種對從暗突變到亮環境的適應能力或滯后恢復對周圍環境視覺的現象稱為亮適應性。

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，5分)

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，5分)
[題目]
簡述什么是馬赫帶效應。

[參考答案]
在一幅由幾個亮度逐漸減弱(或增強)且連在一起的窄帶組成的圖像中，每個窄帶內的亮度分布是均勻的。但由于人眼視覺的主觀感受，在亮度有變化的地方會出現虛幻的亮或暗的條紋，使得人們在觀察某個窄條時，感覺在靠近該窄條的另一個亮度較低的窄條的另一側似乎更亮一些，而在靠近該窄條的另一個亮度較高的窄條的那一側似乎更暗一些，也即在不同亮度區域邊界有“欠調”和“過調”現象。這種現象稱為馬赫帶效應。
[題目]

灰度數字圖像有什么特點？

[參考答案]
灰度數字圖像的特點是只有灰度(亮度)屬性，沒有彩色屬性。對丁灰度級為1的圖像，其灰度取值范圍為【0，L-1】

。

二、數字圖像處理基礎(簡答題，易，7分)
[題目]
一幅200*300的二值圖像、16灰度級圖像和256灰度級圖像分別需要多少存儲空間？

[參考答案]
由于存儲一幅

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，6分)
[題目]
人觀察如下圖所示兩幅形狀相同的目標圖像時，會覺得哪一個目標更亮一些？與實際亮度有無不同？簡述理由[黑色(最暗)灰度值定為0，白色(最亮)灰度值定為255]。

[參考答案]
兩個不同亮度的目標物處于不同亮度的背景中，人會按對比度感覺目標物的亮度對比，因此人感覺上圖(a)要亮一些，但事實上，目標圖(b)的實際亮度要高于圖(a)的實際亮度。

二、數字圖像處理基礎(簡答題，易，5分)
[題目]
發光強度、亮度和照度各有什么不同？

[參考答案]
發交強度光源的能量輻射強度。光度學亮度指擴展光源在某個方向上單位投影面積的發光強度。主觀亮度指觀察者所看到的物體表面反射光的度量，它受觀察者心理因素的影響。照度指光源照射到物體表面的光通量，它是光源對物體輻射的一種量度，其數值主要是受到光源的能量和光源到物體表面距離的影響。

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，6分)
[題目]
為何彩色圖像要經過RGB到HIS的模型轉換才能處理？

[參考答案]

? ? 如果直接對RGB模型中的R、G、B分量進行處理，很可能會引起三個量不同程度的變化，由RGB模型描述的處理圖像中就會了現色差問題，顏色上可能也會有很大程度的失零點。因些，人們在此基礎上提出了HIS模型，它的出現使得在保持色彩無失真的情況下實現彩色圖像處理成為可能。

? ?通過先將RGB模型轉化為HIS模型，得到相關性較小的色調、色飽和度和亮度，然后僅對其中的亮度分量進行處理，再轉化為RGB，這樣就可以避免由于直接對R、G、B分量進行處理時而產生的圖像失真。

二、數字圖像處理基礎(計算題，易，8分)
[題目]

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，5分)
[題目]
簡述灰度級分辨率變化對圖像視覺效果的影響。

[參考答案]
灰度級分辨率是指在灰度級別中可分辨的最小變化。灰度級別數越大，也即圖像的灰度級分辨率越高，景物圖像中反映其亮度的細節就越豐富，圖像質量一也就越高。當圖像的灰度級別數降低時，圖像中的亮度細節信息就會逐漸損失，偽輪廓信息就會逐漸增加，所以灰度分辨率越低，圖像的視覺效果越差。

常用的灰度分辨率用8比特表示，也即灰度級的取值為256(28)。

二、數字圖像處理基礎(簡答題，易，5分)
[題目]
請解釋馬赫帶效應。

[參考答案]
對于由一系列條帶組成的灰度圖像，其中每個條帶內的亮度是均勻分布的，而相鄰兩條帶的亮度相差一個固定值，但人的感覺認為每個條帶內的亮度不是均勻分布的，而是感覺到所有條帶的左邊部分都比右邊亮一些，這便是所謂的馬赫帶效應。

馬赫帶效應的出現，是因為人眼對于圖像中不同空間頻率具有不同的感知靈敏度，而在空間頻率突變處就出現了“欠調”或“過調”。

二、數字圖像處理基礎(計算題，難，7分)
[題目]

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，5分)
[題目]
當圖像的灰度級數逐漸減少時，會出現什么結果？

[參考答案]
當圖像的灰度級數逐漸減少時，圖像平滑區域內漸變的灰度會出現突變，直到圖像的灰度級數不夠多時，會出現虛假輪廓。

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，6分)
[題目]
為何彩色圖像要經過RGB到HIS的模型轉換才能處理？

[參考答案]
如果直接對RGB模型中的R、G、B分量進行處理，很可能會引起三個量不同程度的變化，由RGB模型描述的處理圖像中就會了現色差問題，顏色上可能也會有很大程度的失零點。因些，人們在此基礎上提出了HIS模型，它的出現使得在保持色彩無失真的情況下實現彩色圖像處理成為可能。

通過先將RGB模型轉化為HIS模型，得到相關性較小的色調、色飽和度和亮度，然后僅對其中的亮度分量進行處理，再轉化為RGB，這樣就可以避免由于直接對R、G、B分量進行處理時而產生的圖像失真。

二、數字圖像處理基礎(簡答題，中，5分)
[題目]
試說明視覺成像的基本原理。

[參考答案]
人眼對物體顏色的感知是由物體投射或反射的光的特性決定的。當眼前出現物體時，從物體表面反射出來的光線，通過折光系統透射投影到視網膜的相應部位，此時形成該物體的倒軒的影像，視網膜的感光細胞可接收光的能量并形成視覺圖案(錐狀細胞主要感受顏色，桿狀細胞主要提供視野范圍)，將影像傳入到大腦皮層的視覺功能代表區，經過大腦皮層的分析和綜合，把倒置的影像糾正為物體的正立影像，產生正確的視覺。

三、圖像變換(簡答題，難，10分)
[題目]

三、圖像變換(簡答題，難，8分)
[題目]
圖像的傅里葉頻譜是如何反映圖像的特征的？

[參考答案]
傅里葉頻譜的低頻主要取決于圖像在平坦區域中灰度的總體分布，而高頻主要取決于圖像的邊緣和噪聲等細節。

? ?按照圖像空間域和頻率域的對應關系，空域中的強相關性，即由于圖像中存在大績的平坦區域，使得圖像中的相鄰或相近像素般趨向于取相同的灰度值，反映在頻率域中，就是圖像的能量主要集中于低頻部分。

? ?根據傅里葉頻譜的周期性和平移性，當把傅里葉頻譜圖的原點從(0，0)平移至,

)時,圖像的低頻分量就主要集中在以(,為坐標原點的中心區域。具有這種特點的圖像二維頻譜圖，就比較清楚地展現了圖像中低頻信號在圖像總能童中所占的比率，以及低頻信號向高頻信號過渡的變化情況，既具有可視化特點，又便于頻率域低通濾波和高頻濾波實現

三、圖像變換(簡答題，易，5分)
[題目]
功率譜表示的意義是什么？

[參考答案]
功率譜定義為頻譜的平方，反映了離散信號的能量在頻率域上的分布情況。

對于二維數字圖像來說，由于傅里葉頻譜的低頻主要集中在二維頻譜圖的中心，所以圖像的功率譜反映了該圖像中低頻能量到高頻能量的分布情況，以及低頻能量聚集于頻譜圖的中心的程度，后者反映了該圖像中低頻信號的圖像功率(能量)與圖像總功率(能量)的比率關系。

三、圖像變換(簡答題，易，6分)
[題目]
一幅圖像的灰度平均值與該幅圖像的傅里葉變換有什么聯系？

四、圖像增強(名詞解釋，中，3分)
[題目]
高通濾波

[參考答案]
分為空間域高通濾波與頻率域高通濾波兩種。圖像的空間域高通濾波是指通過某種空間域高通濾波運算，讓符合某種要求的較高灰度值通過，而將不符合某種要求的較小灰度值濾除掉。圖像的頻率域高通濾波是指通過某種頻率域高通濾波運算，讓符合某種要求的所有高頻沒有衰減地通過，而將不符合某種要求的所有低頻濾除掉。

四、圖像增強(名詞解釋，難，3分)
[題目]
中值濾波

[參考答案]
是指選用線形、十字形、方形、菱形或圓形等為窗日，采用類似于模板(窗口)運算的方法控制窗日在待濾波圖像上移動，對待濾波圖像中位于窗口內的所有像素的灰度進行排序，讓濾波結果圖像中的那個與窗口中心點處的像素位置的像素取排序結果的中間值。

四、圖像增強(名詞解釋，難，3分)
[題目]

帶阻濾波

[參考答案]
是一種用于消除以某點為對稱中心的給定區域內的頻率，或用于阻止以某點為對稱中心的一定頻率范圍內的信號通過的濾波器

四、圖像增強(名詞解釋，易，3分)
[題目]
各向同性

[參考答案]
通常用于指出在圖像銳化和邊緣檢測中，那些對任意方向的邊緣和輪廓都有相同檢測能力的銳化算子和邊緣檢測算子所具有的性能。也即稱那些對任意方向的邊緣和輪廓都有相同檢測能力的銳化算子和邊緣檢測算子為各向同性的。

四、圖像增強(名詞解釋，易，3分)
[題目]
圖像銳化

[參考答案]
是一種突出和加強圖像中景物的邊緣和輪廓的技術。

四、圖像增強(名詞解釋，易，3分)
[題目]
歸一化直方圖

[參考答案]

四、圖像增強(名詞解釋，易，3分)
[題目]
空I司域圖像增強

[參考答案]
是指在圖像平面中對圖像的像素灰度值直接進行處理的圖像增強方法。

四、圖像增強(名詞解釋，難，3分)
[題目]
圖像噪聲

[參考答案]
在圖像上出現的一些隨機的、離散的和孤立的不協調像素點稱為圖像噪聲。圖像噪聲在視覺上通常與它們相鄰的像素明顯不同，表現形式為在較黑區域上的隨機自點或較自區域上的隨機黑點，明顯會影響圖像的視覺效果。

四、圖像增強(名詞解釋，中，3分)
[題目]
對比度拉伸

[參考答案]
是一種提高圖像中某些灰度值間的動態范圍的圖像增強方法。根據造成圖像低對比度的原因和應用的目的不同，利用簡單的分段線性函數來實現對比度拉伸變換。

四、圖像增強(簡答題，中，10分)
[題目]
在空間域中，圖像平滑和圖像銳化算子中的系數值各有什么特征？

[參考答案]
圖像平滑用于消除圖像中的噪聲，其基本思路是采用鄰域平均法，也即通過圖像平滑算子與圖像的卷積運算，使平滑算子涵蓋的鄰域范圍內的像素進行加權平均。因此圖像平滑算子中的元素都為正數；為了增強算子中心元素的重要性，更好地近似具有高斯概率分布的噪聲特性，有些算子的中心元素取其鄰域元素值之和的2倍值，所以平滑算子是以主對角線和負對角線分別對稱的對稱矩陣。另外，由于平滑算子采用鄰域平均的方法，所以該類算子還包含一個其分母值等于算子中各元素值之和的分數系數。幾個典型的圖像平滑算子如：

? ?圖像銳化用于提升圖像的邊緣和輪廓，其基本思路是利用梯度算子和二階偏導數算子與圖像進行卷積，在實現中是用差分近似梯度和偏導數。銳化算子分為各向同性算子和各向不同性算子：對于各向同性銳化算子，算子的中心元素或為正整數或為負整數，而其鄰域元素一般取與其中心元素符號相反的負整數或正整數，且該類算子是以主對角線和負對角線分別對稱的對稱矩陣，算子中各元素值之和應為零。幾個典型拉普拉斯算子各向同性圖像銳化算子為：

? ?

四、圖像增強(簡答題，中，5分)
[題目]
圖像平滑(低通濾波)的主要用途是什么？該操作對圖像質量會帶來什么負面影響？

[參考答案]
圖像平滑的主要用途是消除圖像中的噪聲。

該操作對圖像質量帶來的負面影響是：由于平滑算子實質上是一種低通濾波器，且圖像中的邊緣反映的是圖像中的細節和高頻信息，所以在利用鄰域平均法進行圖像平滑或利

用低通濾波進行圖像消噪的同時，會使圖像的邊緣變得模糊。并且，進行圖像平滑的模板的大小與圖像平滑的效果密切相關，模板尺寸越大，平滑后的圖像就越模糊。

四、圖像增強(簡答題，中，5分)
[題目]
圖像銳化(高通濾波)的主要用途是什么？該操作對圖像質量會帶來什么負面影響？

[參考答案]
圖像銳化主要用于突出和加強圖像中景物的邊緣和輪廓。

該操作對圖像質量帶來的負面影響是：由于銳化算子實質是一種高通濾波器，通過圖像銳化在增強圖像邊界和細節的同時，也使噪聲得到了加強。另外，各向異性算子由于算子中間一行／一列兩邊元素的相反值特征，會使銳化后的圖像的邊緣比較粗。因此，進行圖像銳化處理的圖像應有較高的信噪比，否則經銳化后的圖像的質量會進一步降低。

四、圖像增強(簡答題，中，5分)
[題目]
中值濾波的主要用途是什么？與低通濾波相比，它有哪此優越性？

[參考答案]
中值濾波的主要用途是消除圖像中的噪聲，并且對于消除圖像中的隨機噪聲和脈沖噪聲非常有效。

與頻率域低通濾波相比，中值濾波運算簡單，在濾除噪聲的同時能很好地保護圖像的邊緣和銳角等細節信息。

四、圖像增強(簡答題，難，4分)
[題目]
高斯函數具有什么特點？

[參考答案]
高斯函數的傅里葉變換和反變換均為高斯函數，所以可以用來尋找空間域與頻率域之間的聯系。

四、圖像增強(簡答題，中，8分)
[題目]
直方圖均衡的基本思想是什么？直方圖均衡圖像增強處理的主要步驟是什么？

[參考答案]
直方圖均衡的基本思想就是把一幅具有任意灰度概率分布的圖像，變換成一幅接近均勻概率分布的新圖像。

利用直方圖均衡方法進行圖像增強的過程的主要步驟如下：

(l)計算原圖像的歸一化灰度級別及其分布概率。

(2)根據直方圖均衡化公式求變換函數的各灰度等級值。

(3)將所得變換函數的各灰度等級值轉化成標準的灰度級別值，從而得到均衡化后的新圖像的灰度級別值。

(4)根據其相關關系求新圖像的各灰度級別值的像素數目。

(5)求新圖像中各灰度級別的分布概率。

(6)畫出經均衡化后的新圖像的直方圖。

四、圖像增強(計算題，易，14分)
[題目]
已知有一幅大小為64*64的圖像，灰度級為8，圖像中各灰度級的像素數目和概率分布如下表所示。試用直方圖均衡方法對該圖像進行增強處理，并畫出處理前后的直方圖。

五、圖像恢復(簡答題，易，7分)
[題目]
什么叫做圖像復原？圖像復原與圖像增強有何區別？

[參考答案]
圖像復原，又叫圖像恢復，就是盡可能地減少或消除圖像質量的下降，恢復被退化的圖像的本來面目。

圖像復原與圖像增強的主要區別如下：

首先，圖像恢復利用退化模型來恢復圖像，則圖像增強一般無須對圖像降質過程建立模型。

其次，圖像恢復是針對圖像整體，以改善圖像的整體質量。而圖像增強是針對圖像的局部，以改善圖像的局部特性，如圖像的平滑和銳化。

再者，圖像恢復的過程，要有一個客觀的評價準則，則圖像增強很少涉及統一的客觀評價準許則。

五、圖像恢復(簡答題，中，5分)
[題目]
圖像恢復的基本思路是什么？

[參考答案]
圖像恢復的基本思路就是找出使原圖像退化的因素和使圖像質量降低的物理過程，建立退化圖像的退化模型，并據此采用相反的過程對圖像進行處理，從而盡可能地恢復出原圖來。

五、圖像恢復(簡答題，中，7分)
[題目]
被噪聲污染圖像的典型恢復方一法有哪幾種？它們分別適合于消除圖像中的哪此噪聲？

[參考答案]
被噪聲污染圖像的典型恢復方法及適合于消除的噪聲類型如下：

(1)諧波均值濾波恢復方法善于處理像高斯噪聲那樣的噪聲，且對“鹽”噪聲處理效果很好，但要注意的是它不太適合于處理“胡椒點”噪聲。

(2）逆諧波均值濾波恢復方法，比較適合于減少和消除椒鹽噪聲。

(3)中點濾波恢復方法，比較適合于消除高斯噪聲和均勻隨機分布類噪聲。

(4)自適應中值濾波恢復方法，可以處理具有較大概率的沖擊噪聲，且在平滑其他非沖擊噪聲時可以保存圖像中的邊緣細節信息。

④將B下移一行，重疊在第二行左邊開始的

八、形態學圖像處理(簡答題，易，6分)
[題目]
說明灰度開運算和閉運算對圖像處理的作用及其特點。

[參考答案]
（l）兩種運算的作用主要是：開運算可以去除相對于結構元素較小的明亮細節，保持整體的灰度級和較大的明亮區域不變；也可以相對地保持較暗部分不受影響。閉運算可以除去圖像中的暗細節部分，相對地保持明亮部分不受影響。

(2)兩種運算的特點主要是：灰度開運算與灰度閉運算具有對偶性。

九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋，易，3分)
[題目]
假彩色

[參考答案]
出于某此特殊的圖像分析日的，有時人們需要依據某一幅初始的彩色圖像，或依據多譜圖像中的某些波段生成另外的一幅彩色圖像，這一過程稱為假彩色增強。由于得到的新彩色圖像不能反映原圖像的真實色彩，所以稱為假彩色。

九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋，中，3分)
[題目]
偽彩色

[參考答案]
由于人眼識別和區分灰度差異的能力十分有限，通常只有幾十種；而人眼識別和區分色彩的能力卻很強，可達數百種甚至上千種。利用人眼的這一生理特性，人們通過將一幅具有不同灰度級的圖像轉換為彩色圖像的方法，來提高人們對某些灰度圖像的分辨能力。由于利用這種方法構建的彩色圖像中的彩色不是原圖像的真實色彩，所以將其稱為偽彩色。

九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋，易，3分)
[題目]
飽和度

[參考答案]

是一種純色被白光稀釋程度的度量。純色(可見光譜中包含的一系列單色光)是個飽和的，隨著白光的加入飽和度會逐漸降低，也即變成欠飽和；也由于純色中白光的加入，觀察者接收到的不再是某種純色，而是反應該純色屬性的混合顏色。

九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋，易，3分)
[題目]
亮度

[參考答案]
對于消色圖像來說，亮度也即灰度。對于彩色圖像來說，亮度是一種反映顏色明亮程度的屬性，顏色中摻入的白色越多，亮度就越大；摻入的黑色越多，亮度就越小。

九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋，中，3分)
[題目]
色調

[參考答案]
是一種描述純色，即可見光譜中包含的一系列單色光的屬性。

九、彩色與多光譜圖像處理(名詞解釋，易，3分)
[題目]
對比度

[參考答案]
從生理學上講，對比度用于描述物體間亮度的差異性。在數字圖像處理中，是針對圖像的總體來描述亮度間的差異性，具體來說是指圖像中的物體(目標)內或物體與周圍背景之間光強的差別。

九、彩色與多光譜圖像處理(簡答題，中，6分)
[題目]
解釋什么是三基色原理。相加混色的三種基色和三種補色分別是哪幾種顏色？相減混色的三種基色和三種補色分別是哪幾種顏色？

[參考答案]
(1)自然界中的絕大多數顏色都可由紅、綠、藍這三種顏色組合而成；自然界中的絕大多數顏色也都可以分解成紅、綠、藍這三種顏色，這種現象稱為色度學中的三基色原理。

(2)相加混色的三種基色是紅、綠、藍；三種補色是青色、品紅色和黃色。

(3)相減混色的三種基色是青色、品紅色和黃色；三種補色是紅、綠、藍。

九、彩色與多光譜圖像處理(簡答題，易，5分)
[題目]
為什么用紅、綠、藍三基色的組合只能得到自然界中的絕大多數顏色，而不能得到所有顏色？

[參考答案]
由CIE色度圖可知，要想確定色度圖中任意給定的三種顏色所組合成的顏色的范圍，只要將給定的這三種顏色對應的3點連成一個三角形即可。由于在色度圖中任意給定3個顏色而得到的三角形不可能包含色度圖中的所有顏色，所以只用紅、綠、藍三基色并不能組合得到自然界中的所有顏色。

九、彩色與多光譜圖像處理(簡答題，中，7分)
[題目]
利用彩色視覺中相加混色和相減混色原理怎樣得到品紅色？

[參考答案]
一般把紅、綠、藍三基色按不同比例相加進行混色的方法稱為相加混色。在相加混色中，得到品紅色的方法是：

紅色+藍色=品紅色

利用顏料和染料等的吸色性質可以實現相減混色。在相減混色中，以青、品紅、黃為三基色構成的CMY彩色模型常用于從白光中濾去某種顏色，從而實現相減混色。在相減混色中，得到品紅色的方法是：

白色-綠色=品紅色

九、彩色與多光譜圖像處理(簡答題，中，5分)
[題目]
簡述飽和度和白光的關系。

[參考答案]
飽和度給出了一種純色被白光稀釋的程度的亮度，與加入到純色中的白光成正比。純色是全飽和的，隨著白光的加入飽和度會逐漸降低，也即變成非飽和的。

九、彩色與多光譜圖像處理(簡答題，難，5分)
[題目]
簡述亮度與白色和黑色的關系。

[參考答案]
對于消色圖像來說，僅有亮度一個屬性，亮度也即灰度。以亮度分布為256灰度級的圖像為例，白色是最亮的，灰度值為255；黑色是最不亮(暗)的，灰度值為0，其他則是一系列從淺到深排列的各種灰色。對于彩色圖像來說，亮度是一種反映顏色明亮程度的屬性，純色中摻入的白色越多，亮度就越大；純色中摻入

九、彩色與多光譜圖像處理(簡答題，中，8分)
[題目]
彩色圖像平滑和銳化的基本思想是什么？

[參考答案]
(l)彩色圖像平滑的基本思想

總的來說，彩色圖像的平滑除了處理的對象是向量外，還要注意圖像所用的彩色空間。①對1基于RGB彩色模型的彩色圖像進行平滑，就是對彩色圖像的3個彩色通道R、G、B分別進行平滑，其中對每個彩色分量的平滑與灰度圖像平滑方法相同。

②對基于HSI彩色模型的彩色圖像進行平滑，只需對彩色圖像的亮度分量I進行平滑，原圖像的色調H和飽和度S信息不變。其中對亮度分量I的平滑與灰度圖像平滑方法相同。

(2)彩色圖像銳化的基本思想

①對基于RUB彩色模型的彩色圖像進行銳化，就是對圖像的3個彩色通道R、G、B分別進行銳化，其中對每個彩色分量的銳化與灰度圖像銳化方法相同。

②對基于HSI彩色模型的彩色圖像進行銳化，只需對彩色圖像的亮度分量I進行銳化，原圖像的色調H和飽和度S信息不變。其中對亮度分量I的銳化與灰度圖像銳化方法相同。

(2)相加混色的三種基色是紅、綠、藍；三種補色是青色、品紅色和黃色。

(3)相減混色的三種基色是青色、品紅色和黃色；三種補色是紅、綠、藍。

九、彩色與多光譜圖像處理(程序題，難，13分)
[題目]
比較RGB模型和HSI模型在彩色圖像處理中的特點，編程實現RUB到HSI以及HSI到RGB的轉換。

[參考答案]
(1) RGB彩色模型的彩色立方體是一個對所有顏色值都進行歸一化處理后的單位立方體，因而所有的RGB值都在［0，1］范圍內取值。HSI彩色模型常用于觀察者進行彩色匹配實驗和為藝術家所使用，比較適合用色調(H)、飽和度(S)和亮度(I)描述被觀察物體顏色的解釋，比較適合開發基于彩色描述的圖像處理。

(2) RGB到HSI轉換的MATLAB程序代碼如下：

function hsi＝RGBtoHSI(rgb)

rgb＝im2double(rgb)；

r＝rgb(：，：，1)；

9＝rgb(：，：，2)；

b＝rgb(：，：，3)；

n＝0 .5*((r-9)+(r-b))；

m＝sgrt((r-g).^2+(r-b).*(9-b))；

angle＝acos(n.／(m+eps))；

H＝angle；

H(b>g)＝2*pi-H(b> g)；

H＝H/(2*pi)；

n＝min(min(r，g)，g)；

m=r+g+b；

den(m＝＝0)＝eps：

S＝1-3.*n.／m；

H(S＝＝0)＝0；

I＝(r+9+b)／3；

hsi＝cat(3，H，S，I)：

(3) HIS到HUB轉換的MATLAB程序代碼如下：

function rgb＝HSItoRGB(hsi)

H＝hsi(：，：，1)*2*pi；

S＝hsi(：，：，2)；

I＝hsi(：，：，3)；

R＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；

G＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；

B＝zeros(size(hsi，1)，size(hsi，2))；

i＝find((0＜＝H)＆(H<2*pi/ 3))；

B(i)＝I(i).*(1-S(i))；

R(i)＝I(i).*(1+S(i).*cos(H(i)).／cos(pi/ 3-H(i)))；

G(i)＝3*I(i)-(R(i)+B(i))；

i＝find((2*pi/3＜＝H) &(H<4 * pi/3))；

R(i)＝I(i).*(1-S(i))

G(i)＝I(i).*(1+S(i)).*cos(H(i)-2*pi/3)./cos(pi-H(i)));

B(i)＝3*I(i)-(R(i)+G(i))；

i＝find((4*pi/3<＝H)＆(H<＝2*- pi))

G(i)＝I(i).*(1-S(i));

B(i)＝I(i).*(1+S(i).*cos(H(i)-4*pi/3)./cos(5*pi/3-H(i)));

R(i)＝3*I(i)-(G(i)+B(i))；

rgb＝cat(3，R，G，B)；

rgb＝max(min(rgb，1)，0)；

九、彩色與多光譜圖像處理(程序題，中，10分)
[題目]
根據HSI模型的定義，編寫顯示下圖的H、S和I分量圖像。

十二、綜合練習(簡答題，難，5分)
[題目]
為什么說HSI模型對于開發基于彩色描述的圖像處理方法是一個較為理想的工具。

[參考答案]
HSI模型是用H（色調，即顏色）、S（飽和度）、I（強度）來描述顏色特性的，更接近人對彩色的認識和解釋，因此能夠減少彩色圖像處理的復雜性，從而增加快速型，是一個較為理想的工具。

十二、綜合練習(簡答題，中，7分)
[題目]
試討論用于平滑處理的濾波器和用于銳化處理的濾波器之間的區別和聯系。

[參考答案]

	不同	相同
平滑	低通濾波器，主要用來去除噪聲	都有理想、指數巴特沃思、梯形這幾種濾波器，都是圖像增強的方法，從而滿足視覺的要求。
銳化	高通濾波器，主要用來增強邊緣信息	都有理想、指數巴特沃思、梯形這幾種濾波器，都是圖像增強的方法，從而滿足視覺的要求。