數(shù)字圖像處理第二章作業(yè).doc

第二章數(shù)字圖像處理的基本概念2. 圖像數(shù)字化包括那兩個(gè)過程？它們對(duì)數(shù)字化圖像質(zhì)量有何影響？答：圖像數(shù)字化包括采樣和量化兩個(gè)過程。采樣：將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作稱為采樣。量化：將像素灰度轉(zhuǎn)換成離散的整數(shù)值得過程叫量化。影響：一般來說，采樣間隔越大，所得圖像像素越少，空間分辨率低，質(zhì)量差，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)像素呈塊狀的國(guó)際棋盤效應(yīng)；采樣間隔越小，所得圖像像素?cái)?shù)越多，空間分辨率高，圖像質(zhì)量好，但數(shù)據(jù)量大。量化等級(jí)越多，所得圖像層次越豐富，灰度分辨率高，圖像質(zhì)量好，但數(shù)據(jù)量大；量化等級(jí)越少，圖像層次欠豐富，灰度分辨率低，會(huì)出現(xiàn)假輪廓現(xiàn)象，圖像質(zhì)量變差，但數(shù)據(jù)量小。3.數(shù)字化圖像的數(shù)據(jù)量與哪些因素有關(guān)？答：數(shù)字化前需要決定影像大小（行數(shù)M、列數(shù)N）和灰度級(jí)數(shù)G的取值。一般數(shù)字圖像灰度級(jí)數(shù)G為2的整數(shù)冪。那么一幅大小為M*N，灰度級(jí)數(shù)為G的圖像所需的存儲(chǔ)空間M*N*g(bit),稱為圖像的數(shù)據(jù)量。6.什么是灰度直方圖？它有哪些應(yīng)用？從灰度直方圖你能獲得圖像的哪些信息？答：灰度直方圖反映的是一幅圖像中各灰度級(jí)像素出項(xiàng)的頻率之間的關(guān)系。以灰度級(jí)為橫坐標(biāo)，縱坐標(biāo)為灰度級(jí)的頻率，繪制頻率同灰度級(jí)的關(guān)系圖就是灰度直方圖。應(yīng)用：通過變換圖像的灰度直方圖可以，使圖像更清晰，達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的。獲得的信息：灰度范圍，灰度級(jí)的分布，整幅圖像的平均亮度。但不能反映圖像像素的位置。8.圖像處理按功能分有哪幾種形式？答：按圖像處理的輸出形式，圖像處理的基本功能可分為三種形式：（1）單幅圖像單幅圖像；（2）多幅圖像單幅圖像；（3）單（或多）幅圖像數(shù)字或符號(hào)等。12.圖像特性包括哪些類型？圖像特征是圖像分析的重要依據(jù)，它可以是視覺能分辨的自然特征，也可以是人為定義的某些特性或參數(shù)，即人工特征。數(shù)字圖像的像素亮度、邊緣輪廓等屬自然特性；圖像經(jīng)過變換得到的頻譜和灰度直方圖等屬人工特征。1、自然特征圖像是空間景物反射或者輻射的光譜能量的記錄，因而具有光譜特征、幾何特征和時(shí)相特征。（1）光譜特征同一景物對(duì)不同波長(zhǎng)的電磁波具有不同的反射率，不同景物對(duì)同一波長(zhǎng)也可能具有不同的反射率。（2）幾何特征幾何特征主要表現(xiàn)為圖像的空間分辨率、圖像紋理結(jié)構(gòu)及圖像變形等幾個(gè)方面。（3）時(shí)相特征時(shí)相特征主要反映在不同時(shí)間獲取同一目標(biāo)的各圖像之間存在的差異，是對(duì)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、跟蹤的主要依據(jù)2、人工特征圖像的人工特征很多，主要包括以下幾種：（1）直方圖特征（2）灰度邊緣特征圖像灰度在某個(gè)方向上的局部范圍內(nèi)表現(xiàn)出不連續(xù)性，這種灰度明顯變化點(diǎn)的集合稱為邊緣?；叶冗吘壧卣鞣从沉藞D像中目標(biāo)或?qū)ο笏嫉拿娣e大小和形狀。（3）角點(diǎn)與線特征角點(diǎn)是圖像的一種重要局部特征，它決定了圖像中目標(biāo)的形狀。所以在圖像匹配、目標(biāo)描述與識(shí)別以及運(yùn)動(dòng)估計(jì)、目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域，角點(diǎn)提取具有十分重要的意義。（4）紋理特征紋理是指某種結(jié)構(gòu)在比它更大的范圍內(nèi)大致呈現(xiàn)重復(fù)排列，這種結(jié)構(gòu)稱為紋理基元。圖像的特征有很多，但在實(shí)際的圖像分析與應(yīng)用中，重視何種特征主要依賴于對(duì)象和處理的目的。按描述特征的范圍大小可分為：點(diǎn)特征、局部特征、區(qū)域特征、整體特征。13. 簡(jiǎn)述噪聲的概念及其分類所謂噪聲，就是妨礙人的視覺器官或系統(tǒng)傳感器對(duì)所接受圖像信息進(jìn)行理解或分析的各種因素。一般噪聲是不可預(yù)測(cè)的隨機(jī)信號(hào)，它只能用概率統(tǒng)計(jì)的方法去認(rèn)識(shí)。由于噪聲影響圖像的輸入、采集、處理的各個(gè)環(huán)節(jié)以及輸出結(jié)果的全過程，尤其是圖像輸入、才集中的噪聲必然影響處理全過程以至最終結(jié)果。因此抑制噪聲已成為圖像處理中極重要的問題。圖像噪聲的分類：圖像噪聲按其產(chǎn)生的原因可分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲。外部噪聲是指圖像處理系統(tǒng)外部產(chǎn)生的噪聲，如天體放電干擾、電磁波從電源線竄入系統(tǒng)等產(chǎn)生的噪聲。內(nèi)部噪聲是指系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的，一般有如下四種形式：（1）由光和電的基本性質(zhì)引起的，如電流可看做電子或空穴運(yùn)動(dòng)，這些粒子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生隨機(jī)散粒噪聲；導(dǎo)體中電子流動(dòng)的熱噪聲；光量子運(yùn)動(dòng)的光量子噪聲等。（2）機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，如接頭振動(dòng)使電流不穩(wěn)，磁頭或磁帶、磁盤抖動(dòng)等。（3）元器件噪聲，如光學(xué)底片的顆粒噪聲，磁帶、磁盤缺陷噪聲，光盤的疵點(diǎn)噪聲等。（4）系統(tǒng)內(nèi)部電路噪聲，如CRT的偏轉(zhuǎn)電路二次發(fā)射電子等噪聲。從統(tǒng)計(jì)理論觀點(diǎn)噪聲可分為平穩(wěn)和非平穩(wěn)噪聲。凡是統(tǒng)計(jì)特征不隨時(shí)間變化的噪聲稱平穩(wěn)噪聲；統(tǒng)計(jì)特征隨時(shí)間變化的噪聲稱為非平穩(wěn)噪聲。從噪聲幅度分布形態(tài)可分為：幅度分布呈正態(tài)分布的高斯型，幅度分布呈瑞利分布的瑞利噪聲，突發(fā)出現(xiàn)的幅度高而持續(xù)時(shí)間短的脈沖噪聲等。還有按頻譜分布形狀進(jìn)行分類的，如頻譜為均勻分布的噪聲稱為白噪聲，各頻率能量呈正態(tài)分布的高斯噪聲等。按產(chǎn)生過程進(jìn)行分類，噪聲可分為量化噪聲和椒鹽噪聲等。14.名詞解釋局部處理：在對(duì)輸入圖像進(jìn)行處理時(shí)，計(jì)算某一輸出像素JP（i ,j）值由輸入圖像IP（i,j）像素的小領(lǐng)域NIP(i,j)中的像素值確定，這種處理稱為局部