胡学龙编著
数字图处理（第 3 版）
思考题题参考答案
目
录
第 1 章
概述 ···································································································1
第 2 章 图处理基知识 ·················································································4
第 3 章 图数字化显示 ··············································································7
第 4 章 图变换二维数字滤波 ······································································10
第 5 章 图编码压缩 ··················································································16
第 6 章 图增强 ···························································································20
第 7 章 图复原 ···························································································25
第 8 章 图分割 ···························································································27
第 9 章 数学形态学应 ············································································31
第 10 章 彩色图处理 ···················································································32
第1章 概述
11 连续图数字图相互转换？
答：数字图图成许相形状致素组成样数字图
二维矩阵表示然界图通光学系统成电子器件系统转化模拟图
（连续图）信号模拟数字转化器（ADC）原始数字图信号图数字
化包括离散量化两步骤空间连续坐标程称离散化进步图幅
度值（灰度色彩）整数化程称量化
12 采数字图处理优点？
答：数字图处理光学等模拟方式相具鲜明特点：
1．具数字信号处理技术特点（1）处理精度高（2）重现性（3）灵活性
高
2．数字图处理图供观察评价作机器视觉预处理结果
3．数字图处理技术适面宽
4．数字图处理技术综合性强
13 数字图处理包括研究容？
答：图处理务客观世界景象进行获取转化数字图进行增强变换
编码恢复重建编码压缩分割等处理幅图转化幅具新意义
图
14
说出图视频（video）图形（drawing）动画（animation）等视觉信息间
联系区
答：图成技术形成静态画面视频摄技术获取动态连续画面帧
成静态图图形工计算机生成图案动画通物表情动
作变化等分解画成许动作瞬间画幅摄影机连续拍摄成系列画面视觉造
成连续变化图画视频动画利视觉暂留原理
15 显示器观测图素？1 台笔记屏幕分辨率 1366×768长宽
例 43169 1610？屏幕分辨率（素英寸（DPI）单位）少？选择
高分辨率图低分辨率图较分观察素时图放倍数差异
答：先拷屏图 12 放局部图方法观测图屏幕分辨率 1366×768表
示宽高 177861 43 133331169 1777811610 161见屏幕宽高
接 169
16 计算机查图文件种属性？
答： Windows 操作系统鼠标指针指文件名图文件项目类型 标
记分级尺寸标题属性（图 16a）右击图文件名单击弹出菜单
属性命令常规详细信息两标签中常规标签指出文件
名存放位置时间文件属性等信息详细信息指出说明源图
相机高级片文件等信息
1
（a）鼠标指针指文件名
（b）常规
（c）详细信息
题 16 图 图属性
17 讨智手机中功应图处理技术
答：根手机功智程度彩信视频相机游戏二维码扫描名片
识等
18 设图 117 文件名microscopicjp2microscopicjpg尺寸 4140×3096
针图讨进行图处理图分析操作？
答：处理方面：（1）图进行二维变换观察图频谱（2）图增强：光
均匀通增强手段图暗处度补偿 3）图编码： DCT 编码 JPEG
格式存放 JPEG 图 DWT 编码存放 JPEG2000 图（4）图分割：感兴趣目
标背景中分割出便做进步分析处理
图分析：（1）观测象进行形状分析（2）颗粒做分布分析
19
讨数字图处理应进步查找资料写篇关感兴趣应方面
短文
答：图处理应渗透科学研究工程技术类社会生活领域教师
分组学生布置 6 方面课题通阅读参考文献网络资源等手段写数字图处
2
（
理应短文安排交流机会
1．航天航空技术方面应
2．生物医学工程方面应
3．通信工程方面应
4．工业动化机器视觉方面应
5．军事公安方面应
6．生活娱乐方面应
3
第 2 章
图处理基知识
21 表示图中点彩色值？颜色模型起什作？
答：图中点彩色值颜色三维空间中点表示点三分量
颜色空间分量含义
颜色模型规定颜色建立描述观察方式颜色模型建立三维空间中
颜色空间密分
22 色调色饱度亮度定义什？表征图中点颜色时起什作？
答：HSV 模型色度（H）饱度（S）亮度（V）三分量组成视觉特
性较接HSV 颜色模型 Munsell 三维空间坐标系统表示
色调（H）表示颜色种类角度标定1800～1800 00～3600 度量
色饱度（S）表示颜色深浅径方离开中心线距离表示百分
度量 0完全饱 100
亮度（V）表示颜色明亮程度垂直轴表示通常百分度量 0（黑）
100（白）
23 波段成图讨图分类
答：常见见光成科学研究等领域波段电磁波成
技术会起见光成法代作面电磁波谱分布情况：
1 见光线：伽马射线X 射线紫外线
2 见光线：紫蓝青绿黄橙红
3见光线：红外线中间红外线远红外线微波工业电波
波长短长：（1）伽马射线图：伽马射线原子核受激产生波长极短
量极高射线天文学利伽马射线获取伽马射线暴图 2）X 射线图：X 射线原
子受激产生具强穿透力图医疗探伤物质结构分析等方面具重
作（3）紫外线（UV）图：红外线波长短见光230400 nm UV 传感器天
文学火灾检测细胞医学成等（4）红外线图：红外线波长长见光红外遥感
器接收物反射身发射红外线形成图解决夜间观察目标光强足
度差困难高绝零度物体会发出红外线红外图描述某区域
温度分布遥感技术中广泛医学成火灾监测等方面实际应（5）
线电波图：波长范围宽 mm km常射频成法高频发射机发射高频电
磁波传播程中遇具电学性质物体时电磁波传播规律改变根线
电波测量结果绘出物体结构图
毫米波体安检成技术获重应 SAR（合成孔径雷达）成技术SAR
传感器波长通常厘米级SAR 图记录波段回波信息二进制复数形式记
录振幅信息通常应面目标雷达波散射强度目标介质含水量
粗糙程度密切相关相位信息应传感器台面目标返传播距离
24 设 32×32 图标图标素 8 种颜色少种图标？
果 100 万图标中意义识意义图标需 01 s选出
意义图标需长时间？
解：图标数
832×32 10925 种
4（
意义图标数 10925106 10919 种
选择意义图标时间
10919×01 10918 s
见机图复杂度非常高
25
讨数字图处理系
统组成列举熟悉图处
理系统分析组成功
答：教材图 26数字图
处理系统应计算机专数
字设备图信息进行处理信
息系统图处理系统包括图
处理硬件图处理软件图
处理硬件图输入设备
图运算处理设备（微计算机）
图存储器图输出设备等组
成软件系统包括操作系统控
制软件应软件等
教材图 26 数字图处理系统结构图
26 常见数字图处理开发工具？什特点？
答．目前图处理系统开发流工具 Visual C++（面象视化集成工具）
MATLAB 图处理工具箱（Image Processing Tool box）两种开发工具长相互
间软件接口
Microsoft 公司 VC++种具高度综合性面象视化集成工具开发
出 Win 32 程序着运行速度快移植力强等优点VC++提供 Microsoft 基础
类库 MFC 部分户设计关 Win 32 应程序接口 API 进行封装提高代码
重性缩短应程序开发周期降低开发成图格式复杂
减轻程序员精力放特定问题图处理算法VC++ 60 提供动态链接库
ImageLoaddll 支持 BMPJPGTIF 等常 6 种格式读写功
MATLAB 图处理工具箱 MATLAB MathWorks 公司推出数值计算
力工具种第四代计算机语言具相强矩阵运算操作功力求摆
脱繁杂程序代码MATLAB 图处理工具箱提供丰富图处理函数灵活运
函数完成部分图处理工作节省编写低层算法代码时间避免程序设计
中重复劳动MATLAB 图处理工具箱涵盖工程实践中常遇图处理手段
算法图形句柄图表示图变换二维滤波器图增强四叉树分解域边缘检
测二值图处理波分析分形图形户界面等MATLAB 存足
处限制图处理软件中实际应首先强功安装 MATLAB 系统
机器图处理工具箱中函数编 m 文件实现次MATLAB 行解
释方式执行代码执行速度慢第三MATLAB 擅长矩阵运算循环处理图形
界面处理 C++等语言通应程序接口 API 编译器高级语言（ C
C++Java 等）混合编程会发挥种程序设计语言长协完成图处理务API 支持
MATLAB 外部数程序交互编译器产生独立 MATLAB 环境程序
语言应程序 MATLAB
27 常见数字图应软件？什特点？
5
答：图应软件直接供户商品化软件户功出发解
软件操作方法完成图处理务部分户说商品化图应软件
需户进行编程操作方便功齐全已满足般需求广泛应常图
处理应软件种：
1．PHOTOSHOP：世界流图设计制作工具优越性令产品尘
莫PHOTOSHOP 已成出版界中图处理专业标准高版 PHOTOSHOP 支持
达 20 种图格式 TWAIN 接口接受般扫描仪数码相机等图输入设备采集图
PHOTOSHOP 支持图层工作方式 PHOTOSHOP 特色图层功
方便编辑修改图面设计充满创意利 PHOTOSHOP 方便
图进行种面处理绘制简单图形文字进行艺术加工进行图格式颜色
模式转换改变图尺寸分辨率制作网页图等
2．CorelDRAW：种基矢量绘图功强图形图制作设计软件位图式图
象素组成相矢量式图色彩参数描述图容线条色块
见采技术手段满足户设计求位图式图善表现连续丰
富色调然景物数量较矢量式图强表现线条色块图案数量较
合理利两种类型图表现方式会收意想艺术效果CorelDraw
流行图处理软件中数特点明显功强基矢量绘图软件包利
方便制作精美名片贺卡书签图书封面广告宣传画等作品
3．ACDSee：快速高性图程序目前享盛名图片浏览器广泛应
图片获取理浏览优化支持 BMPGIFJPGTGATIF 等超 50 种常见
图形文件格式图片开速度极快直接查动画 GIF处理 Mpeg 类常视
频文件目录建立相册ACDSee 数码相机扫描仪高效获取图
片进行便捷查找组织预览ACDSee 心应手图片编辑工具轻松处理数
码影拥红眼剪切图锐化浮雕特效曝光调整旋转镜等功进
行批量处理
28 调函数 Cfg cov(f g)计算出图 f 图 g 协方差矩阵 2×2 矩阵说
明该矩阵元素含义数值图特性影响
答：设 f (xy) g(xy) M×N 两幅图两幅图间协方差矩阵 Cfg：
C fg
1
MN
M 1 N 1
x0 y0
协方差矩阵 Cfg 两幅图间相关程度种度量协方差矩阵零时表明两图间相
互独立反表示两幅图间相互赖Cfg 越相关程度越强Cfg 2×2 矩阵：
é s 2 cov( f g )ù
C fg ê ú
êcov( g f ) ú
式中 s 2f s g2 分图 f g 方差cov(fg) cov(gf) 图 f g 协方差
6åå[ f (x y) f )][g(x y) g ]
f
ë û
第 3 章
图数字化显示
31 光圈越摄取画面否越亮？光圈数字越否代表光圈越？28 光圈
56 光圈画面更亮？光圈越画面否越立体感？
答：光圈越光学镜头进光量越摄取画面越亮光圈系数（F）反映镜头通
光量焦距 f 通光孔径 D 表示通光量 F 值方成反光圈数字越代表
光圈越28 光圈 56 光圈更亮景深（depth of field）某景物调焦形成前
清晰区域景深三素关：光圈焦距物距光圈越景深越深
32 换幅图重新演算图 36 中实际图量化运行结果
解：灰度 256 降低 8（图 d）例编程运行程序
level1 256
level2 8
ratio level1level2
I1 imread(＇cameramantif＇)
subplot(121)imshow(I1)
S size(I1)
for m 1 S(1)
for n 1 S(2)
I2(mn) uint8(round(double(I1(mn))ratio))
I2(mn) uint8(ratio*double(I2(mn)))
end
end
subplot(122)imshow(I2)
imwrite(I2＇cameraman_dtif＇)
程序运行结果：
（a）原始图（灰度级 256）
（d）灰度级 8
教材图 36
量化级图质量影响
33 合理选取采样率量化等级数？
答：般限定数字图时质量较图采原：
（1）缓变图应该细量化粗采样避免出现假轮廓
（2）细节丰富图应细采样粗量化避免模糊
7
34 讨基二维采样定理根图采集设备分辨率计算素数
答：采集设备分辨率反映采集图时细节效果高分辨率采集保证图高
分辨率基础应该根二维采样定理选择合适分辨率采集设备样保证需图
质量做物
Nyquist 定理表明正确判定信号频率信号周期少采样两次二维采
样定理应实际图采集中意味着果达采集设备（数码相机扫描仪）
空间分辨率少需采两点
35 验证图 38 维量量化误差 d(X Ci)正确性
解： d(X C0) [ (43)2+(21)2+(32)2+(13)2]4 [1+1+1+4]4 74
d(X C1) (41)2+(23)2+(31)2+(14)2 [9+1+4+9]4 234
d(X C2) (44)2+(23)2+(34)2+(11)2 [0+1+1+0]4 24
d(X C3) (42)2+(21)2+(32)2+(13)2 [4+1+1+4]4 104
36 计算图 39 图 X 图 310 码书 C 码字误差验证选择码字 Y1 作 X 二维
量量化编码合理性
解：原始图块 X 4 灰度级 16 维量[1 0 0 0 1 1 0 0 2 2 1 0 3 2 1 1]教材图
39 示码书：
Y0 [0 2 0 0 1 2 1 1 0 3 2 0 0 3 2 1]
Y2 [1 1 2 2 2 2 1 2 3 3 1 0 1 1 0 0]
Y1 [1 1 0 0 1 1 1 0 2 2 1 0 3 3 1 1]
Y3 [0 2 3 3 0 1 3 2 1 1 3 1 1 1 1 0]
均方误差：d(X Y0) 2516d(X Y1) 316d(X Y2) 2516d(X Y3) 4716
X
Y0
Y1
Y2
Y3
教材图 39
原始图灰度级
教材图 310
码书 C＝{ Y0 Y1 Y2 Y3}
图 310 示均方误差准计算发现码字 Y1 离 X 索引 01 进行编码
37
根电视行（TV line）扫描线概念摄机清晰度常扫描线线数表
示果画面 43 540 线素分辨率少？720p 720 线（p 代表逐行扫描i 隔
行扫描）帧型 169素分辨率 1280×720
解：果画面 43 540 线素分辨率[540×43]×540 720×540
38
摄机数码相机分辨率受素限制？否越高越？进步提高分辨
率？
答：分辨率户关心指标限受素极限尺寸CCD 制造工艺设
备性价等素限制限提高正研究采信号处理超分辨率技术力求解
决问题
39 扫描仪光学分辨率 600×1200 线具 5000 感光单元 CCD 器件
A4 幅面扫描仪A4 幅面纸张宽度 21 cm该扫描仪光学分辨率少 dpi？
解：（1）600×1200 线中前数字代表扫描仪横分辨率数字代表
分辨率
8
（2）dpi 指单位面积素少扫描精度 目前国际计算英寸
面积素少光学分辨率扫描仪光学部件方英寸面积捕捉实际
光点数指扫描仪 CCD 物理分辨率扫描仪真实分辨率数值 CCD
素点扫描仪水扫尺寸数值
感光单元应素 CCD 感光单元数 500021 cm 83 英寸
该扫描仪光学分辨率 500083 ＝ 602 dpi规格化 600 dpi
9
第 4 章
图变换二维数字滤波
41 二维傅里叶变换分离性什实际意义？
解：该性质表明二维傅里叶变换连续两次维傅里叶变换（先行变换列变
换反）实现实现方法图示：
教材图 33 两次维 DFT 计算二维 DFT
42 图处理中正交变换目什？图变换方面？
解：正交变换图量集中分布低频率成分边缘线信息反映高
频率成分正交变换广泛应图增强图恢复特征提取图编码压缩形
状分析等方面
43
é1 1 0
已知 f ( x y )
ê
ë0 0 0
ù0 é 2 2
0ú ê 0 0
ú ê
0û
ê
0
0
0
0
0ù
0úú
0ú
ú
0û
什 f(xy)前 2 行数值样 F(uy)前 2 行样？
44
证明：f (x y)直流成分 F (00)
1 N 1
N 2 x0
N 1
y0
证明：根 F (u v)
1
MN
M 1 N 1
F (00)
1
MN
M 1 N 1
证物理意义 f (x y)直流成分图灰度均值
45
DFT 定义直接证明 DFT 轭称性
证明： F (u v)
1
MN
M 1 N 1
f *(x y) «
1
MN
M 1 N 1
x0 y0
10
ê1 1 0
ê
ê0 0 0
ú0
ú x 方进行 FFT列变换 F (u y) ê1 j 1 j
ë1 + j 1 + j
å
å f ( x y) 说明物理意义
åx 0 åy 0 f (x y)e j2π(ux M +vy N ) 取（uv）（00）
åx 0 åy 0 f (x y)
åx 0 åy 0 f (x y)e j2π(ux M +vy N )
å å f *(x y)e j2π(uxM +vy N )
é 1
ê
ë MN
j2π(uxM +vy N )
x0 y0 û
*
证
46 章例 2 中求解图频谱程序中增强显示效果数 DFT 幅度
进行压缩然频谱幅度数值 0～10 间值进行显示研究：（1）述结果
进行述处理直接显示效果进行较（2）频谱幅度数值范围值进
行显示结果进行较研究结果做出结
解：（1）适修改例 2 程序进行数处理（显示范围[0 10]）未进行处理
（显示范围[0 255]）显示效果：
（a）数处理
（b）直接显示
（2）见整体显示效果相差特频谱中心区域视觉效果较差中心
区域集中图绝部分量图分析处理关重
47
0 2N – 1 2N 点离散周期序列 fc (n)做 DFT设 W2 N e
k
N 1
2 N 1
f c (n)W2nkN W2 N2
n0 ë 2N û
27n0
j
2 π
2 N
证明 Fc (k )
证明：里维 DCT 问题参考般数字信号处理教材中推导
48 利 MATLAB 函数 dct2 幅 8×8 图进行 DCT 变换反变换进行原始图
重建图误差较分析变换参考图：
é52
ê
ê62
ê
63
67
ê79
ê
êë87
55
59
59
58
61
65
71
79
61 66 70 61 64 73ù
65 90 109 85 69 72úú
68 113 144 104 66 73ú
ú
71 122 154 106 70 69ú
ú
60 70 77 68 58 75ú
ú
69 68 65 65 78 94úû
采 Z 扫描方式（参见第 5 章 515）保留 20 DCT 变换系数进行重构图第 21
变换系数置 0计算重建图 J 原始图 I 均方误差较两者差异果保留
横坐标 8 系数较述结果果保留变换系数较述
结果时误差存？果误差出现处
11
ù
M 1 N 1
å å f (x y)e F *(u v)
ú
å
é ð(2n + 1)k ù
å f (n)cos ê
ú
ê63
I êê
ê
ê85
68 104 126 88 68 70ú
64 59 55 58 65 83ú
é52
ê
ê62
ê
63
ê67
ê
ê79
ê
êë87
55
59
59
58
61
65
71
79
61 66 70 61 64 73ù
65 90 109 85 69 72úú
68 113 144 104 66 73ú
ú
71 122 154 106 70 69ú
68 104 126 88 68 70ú
ú
60 70 77 68 58 75ú
ú
69 68 65 65 78 94úû
参考图 515采 Z 扫描取前 20 系数余系数 0 重构图
)
设原图 f重建图 f 均方误差计算公式：
ìï 1
ERR EMS í
ïî MN
)
12
þ
MATLAB 程序：
I [52
63
62
63
67
79
85
87
55 61 66 70 61 64 73
59 65 90 109 85 69 72
59 68 113 144 104 66 73
58 71 122 154 106 70 69
61 68 104 126 88 68 70
65 60 70 77 68 58 75
71 64 59 55 61 65 83
79 69 68 65 76 78 94 ]
J dct2(I)
J(16) 0 第 21 变换系数置 0
for i 18
for j 18
if i+j>7 J(ij) 0
end
end
end
K round(idct2(J))
ERR 0
for i 18
for j 18
ERR ERR + pow2((K(ij)I(ij)))
end
end
ERR sqrt(ERR64)
程序运行结果：
变换系数 J复原图 K均方误差 ERR：
J
6098750
59354
292036
207026
618736
615535
255055
82149
548750
116753
197503
66819
07544
66150
19317
66052
12ê63
解：参考图： ê
ê85
64 59 55 58 65 83ú
2 ü
N 1 M 1
ï
åj 0 åi 0 éë û)j(f i ù ýï
f (i j)
461580
488798
108750
94685
26639
11475
79021
117974
75356
15432
11001
06300
767633
342864
125196
33181
13007
05400
255003
142811
22176
35345
01502
28307
295882
98957
06250
06440
07554
01882
101202
62008
14004
04630
34699
03687
63007
13806
44204
20384
19867
07819
48535
15404
16654
01900
25824
05206
K
63 48 51 74 83 70 60 64
62 52 62 91 102 85 70 70
62 59 78
113 124 102 81 76
62 62 85 122 131 106 80 73
62 59 77 108 114 90 68 64
69 58 62 83 87 69 59 64
87 66 56 66 69 61 66 82
105 77 58 61 64
64 79 102
ERR 740502
忽略 i + j ≥ 8 系数时 29 非 0 系数均方误差明显减少
K
62 51 49 68 78 60 56 79
61 57 65 95 108 83 64 74
57 58 78 118 137 107 72 68
59 60 78 119 141 113
75 66
69 64 69 98 117 97 70 68
78 66 58 70 82 70 60 70
83 71 58 60 65 58 62 83
89 80 68 67 70 65 76 102
ERR 85746
取舍系数加限制变换反变换重新量化产生误差运算结果
：
J
6098750 292036 618736
59354 207026 615535
255055 548750
82149 116753
197503
66819
07544
66150
19317
66052
461580
79021 767633 255003 295882
101202 63007
48535
488798
117974 342864 142811
98957
62008 13806 15404
108750
75356 125196
22176
06250
14004
44204
16654
94685
15432 33181
35345
06440
04630 20384
01900
26639
11475
11001
06300
13007
05400
01502
28307
07554
01882
34699
03687
19867
07819
25824
05206
K
52 55 61 66 70 61 64 73
63 59 65 90 109 85 69 72
62 59 68 113 144 104 66 73
63 58 71 122 154 106 70 69
67 61 68 104 126 88 68 70
13
79 65 60 70 77 68 58
75
85 71 64 59 55
61
65
83
87 79
69 68 65
76
78
94
ERR 1见 2 加黑高频系数误差
39 沃尔什变换中 N 8 时果 z 6求 bi(z)
解：bi(z)代表 z 二进制表示第 i 位值N 2n n 3
z 6 二进制表示 0110 b0(z ) 0b1(z ) 1b2(z ) 1b3(z ) 0
410 离散沃尔什变换哈达玛变换间异？
解：哈达玛(Hadamard)变换沃尔什（Walsh）变换变换核 1－1 组成正交
方阵方变换矩阵行列排列次序哈达玛变换行列率排列没
规沃尔什变换列率
411 求 N 8 应沃尔什变换核矩阵
解：N 8 偏 N 4 试验
维沃尔什变换正变换核 g(x u)
1 n1
N i 0
u )
维沃尔什变换
W (u)
1 N 1
N
n1
f (x) Õ(1)bi ( x)bn 1i (u ) N 4 时 W (u)
i 0
N
1
W (0)
4
3
1
4
é f (0)ù
ê f (1) ú
f (2)
ê ú
ë f (3) û
3
i 0 4
1
4
é f (0)ù
ê f (2)ú
ê ú
ë f (3)û
3
i 0 4
1
4
é f (0)ù
ê f (1) ú
f (2)
ê ú
ë f (3)û
3
i 0 4
1
4
é f (0)ù
ê f (1) ú
f (2)
ê ú
ë f (3)û
14Õ(1)bi nb)x( (i1
åx 0
1 3
åx 0 f (x) iÕ0(1)bi ( x)b1i (u )
1
1 1
åx 0 f (x) iÕ0(1)bi ( x)b1i (0) 4 [ f (0) + f (1) + f (2) + f (3)]
[1 1 1 1]gêê úú
1
1 1
W (1) å f (x) Õ(1)bi ( x)b1i (1) [ f (0) + f (1) f (2) f (3)]
4 x0
ê f (1) ú
[1 1 1 1]gê ú
1
1 1
W (2) å f (x) Õ(1)bi ( x)b1i (2) [ f (0) f (1) + f (2) f (3)]
4 x0
[1 1 1 1]gêê úú
1
1
1
W (3) å f (x) Õ(1)bi ( x)b1i (3) [ f (0) f (1) f (2) + f (3)]
4 x0
[1 1 1 1]gêê úú
éW (0)ù é1 1 1 1 ù é f (0)ù
êW (2)ú 4 ê1 1 1 1 ú ê f (2)ú
ê ú ê úê ú
ë û ë ûë f (3) û
变换矩阵形式 W
1 1
N 4
G
é1 1 1 1 ù
ê ú
ê1 1 1 1 ú
ê ú
根图 311出 N 8 时变换核矩阵 G
é1
ê
ê1
ê
1
ê1
ê
ê1
ê
êë1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 ù
1úú
1 ú
ú
1 ú
ú
1ú
ú
1úû
412
é3
ê3
ê
ë3
3
3
3
3
3
3
3
3
3ù
3úú
3ú
ú
3û
求图二维沃尔什变换
解：程序
f [3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3]
G [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
W (116)*G*f*G
运行结果
W
3 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
413 波基函数傅里叶变换基函数区？
解：波信号非零点限傅里叶变换基函数（三角函数指数信号）
傅里叶变换基函数负穷正穷等幅振荡
414 维波变换时实现时间频率分析功？扩展二维图空间频
率分析？
解：维波变换二维图定义加说明
15êW (1) ú ê1 1 1 1ú ê f (1) ú
ê ú 1 ê úgê ú
W (3) 1 1 1
1
Ggf Ggf 变换核矩阵 G
ê1 1 1 1ú
ë1 1 1
1û
ê1
G ê
ê1
1ú
1 ú
ê3
已知二维数字图矩阵 f ê
第 5 章
图编码压缩
51 方面说明数压缩必性？
答：采数字技术会信号处理性提高数量增加十分惊
图数更媒体网络通信等技术重点研究压缩象加压缩图数计算机
处理速度通信信道容量等法承受
样数率前信息存储介质容量计算机总线速度网络传输率相
匹配存储介质总线结构网络性等方面断新突破数量增
长速度远超硬件设施提高水矛盾然法缓解
果述图信号压缩倍十倍甚百倍十分利图传输存储
见现硬件设施条件图信号身进行压缩解决述矛盾出路
52 数没冗余度否压缩？什？
答：图数量时冗余数客观存般图中存着数冗余
素：（1）编码冗余（2）素间相关性形成冗余（3）视觉特性显示设备引起冗余
理数没冗余度压缩否法解码出原始数部分应场合
采损压缩数没冗余度进行压缩
53 衡量图编码压缩方法性？
答：般图压缩应做压缩算法简单易硬件软件实现压缩
解压缩实时性解压缩恢复图失真等指标压缩方法难统实
际系统中需抓住矛盾全面权衡常图压缩技术指标：（1）图熵
均码长（2）图冗余度编码效率（3）压缩（4）客观评价 SNR（5）观评价图
客观两种评价间存着密切联系般说客观评价高观评价高
图编码质量评价时首先作客观评价观评价参考
55 图 640×480256 色软件工具 SEA（version 13）分转成 24 位
色 BMP24 位色 JPEGGIF（转成 256 色）压缩格式24 位色 TIFF 压缩格式24 位
色 TGA 压缩格式文件分：921654 字节17707 字节177152 字节923044
字节768136 字节分计算种压缩图压缩
解：计算较文件头彩色查找表（LTU）数量原始图数量：
640×480×1 byte307200 byte
转换种格式压缩：
24 位色 BMP 格式： 3072009216540333（增加冗余度）
24 位色 JPEG 格式： 307200177071735
GIF 压缩格式： 307200177152173
24 位色 TIFF 压缩格式： 3072009230440333（增加冗余度）
24 位色 TGA 压缩格式： 3072007681360400（增加冗余度）
56 讨图压缩方法分类特点
答：般数压缩信息损失程度分类见教材图 52：常见数压缩技术分类
损压缩：Huffman 编码 Shannon 编码根概率分布特性确定码长游程编码根连
续灰度游程确定编码算术编码信源数断缩实数区间然实数
16
应二进制码代表编码信息轮廓编码根相灰度区域边界线进行编码
损压缩：预测编码根相邻素相关性确定继素预测值差值进行编码
压缩数量变换编码原始图进行正交变换变换域进行抽样达压缩目
混合编码两种编码方法结合起预测编码变换编码相结合取更效果
现代压缩编码方法中分形编码利宏观微观相似性压缩数量获极
压缩该方法压缩程计算量较解压缩快适图数存储重现
模型基编码：种新型压缩方法该方法发送端利已知变化慢场景数量
模型参数接收端利综合模型参数恢复原始图编码方法实时实现电
视会议等具显著意义
57 部分视频压缩方法损压缩损压缩？什？
答：视频静态图数量更时压缩冗余信息更部分视频压缩方法
眼感觉明显失真采损压缩事实视频成幅幅
相关静态图时间序列静态图压缩技术标准直接应视频单
帧图外利视频帧间信息冗余提高视频压缩
58
图意两素点亮度电值相等者意两时刻位置素亮度
电值相等够说明述两种情况素相关？什？
答：素空间相关性时间相关性空间时间相邻性基础
图意两素点亮度电值相等者意两时刻位置素亮度电值相
等带偶然性说明两素相关
59 根 JPEG 算法说明 JPEG 图显示时会出现马赛克现象原
答： JPEG 算法整幅图分成干 8×8 子块解码子块单位
块间解码误差反映方块效应视觉会出现马赛克现象
510 讨混合编码优点
答：混合编码般指预测编码变换编码相结合进行编码方法预测编码根相邻
素相关性确定继素预测值差值进行编码压缩数量变换编码原
始图进行正交变换变换域进行抽样达压缩目混合编码两种编码方法结合起
发挥两种编码方法优点取更效果
511 离散傅里叶快速算法 FFT什提出离散余弦算法 DCT 快
速算法？什许视频国际标准 DCT 作帧编码基压缩算法？
答：变换编码方案中离散 KL 变换佳变换理价值较高常常作
变换特性进行评价标准变换没快速算法工程应中受限制次
佳变换算法中DFT DCT 常变换编码方法分快速算法：FFT FCT
两种方法相较DFT 涉复数运算 DCT 实数变换具十分吸引特点：
种实数变换计算量较变换矩阵基量描述类视觉相关性
数图说该变换压缩性接离散 KL 变换变换矩阵图
容关外构造称数序列避免图边界处跳跃引起 Gibbs
效应快速算法广泛应作准佳变换已成静态图
视频压缩国际标准（建议）中基处理模块JPEG 制定基 DCT 失真静止图
压缩标准 MPEG 视频编码器中帧图（I 图）采 DCT 编码方法
17
512 什二维 DCT 转换成两次维 DCT 计算？
答：参考第 3 章图变换二维变换分解成两次变换先进行变换进行列变
换反
513 Huffman 编码优缺点？
答： Huffman 编码失真编码方法中效率优编码方法种佳变长码
均码长接熵值信源数成分复杂时庞信源集致 Huffman 码表较
码表生成计算量增加编译码速度相应变慢外等长编码致硬件译码电路实现困难
述原致 Huffman 编码实际应受限制
514 Huffman 编码佳编码什研究算术编码等熵编码算法？
答：题 512 中讨 Huffman 编码优缺点熵编码方法某性克服
Huffman 编码足然算术编码硬件实现 Huffman 编码方法复杂图
编码测试结果表明信源符号概率接条件算术编码效率高 Huffman 编码
515 算术编码优点？举例说明适范围
答：信源符号概率接条件算术编码效率高 Huffman 编码扩展
JPEG 系统中算术编码取代 Huffman 编码外算术编码常见基概率统计
模式外适应模式种模式符号初始概率相出现符
号发生变化种模式特适便进行符号概率统计实际场合中
516 JPEG 标准 576 行×720 列 CCIR601 建议分辨率彩色图 亮度
分量分割成少子块 两色差分量分分割成少子块？
解： 576 行×720 列 CCIR601 建议分辨率彩色图 JPEG 亮度分量分割
成（5768）×（7208）6480 块两色差分量分割成两组：（5768）×（3608）3240
块
517 JPEG 什进行彩色空间转换？
答：JPEG 算法处理单独彩色分量图彩色空间图数
JPEG 格式保存需进行彩色空间转换 RGB 空间YCRCB 空间转换 YUV 空
间等
518 JPEG 量化表作？
答：量化目压缩数时图质量降原设计合理
量化器十分重保证图质量前提获较高压缩JPEG 量化器利
眼空间视觉特性相高频成分低频成分采较量化间隔较少特数根
眼亮度信号色度信号敏感原理图亮度分量图色差分量
量化表——亮度量化表色差量化表量化表元素量化间隔 CCIR 601 标准电
视图JPEG 标准提供佳亮度色度量化表根应需户设
计选择量化表
519 JPEG 算法中 DCT 系数采 Z 字形重排作？
答：DCT 系数左角（第 1 行第 1 列）直流分量（DC 系数） 8×8 子块矩阵进行
18
Z 字形编排余交流分量（AC 系数）频率低高排列形成 1×64 矢
量样排列增加0系数游程长度提高压缩效率
19
第 6 章
图增强
61
图增强目什？包含研究容？图复原区？
解：图增强指图某特征边缘轮廓度等进行强调锐化便
显示观察进步分析处理图增强包含容：
1空间域增强法：包括点操作（灰度变换直方图变换等）区域操作（滑锐化等）
2频率域增强法：采二维数字滤波器实现低通滤波（滑）高通滤波（锐化）等
3态滤波法：结合述方法实现空间域非线性运算频域高频增强
图增强偏重处理观效果图复原偏重成前客观现实
62
试分出灰度范围（10100）拉伸（0150）（10200）压缩（50100）
（10125）移（110225）线性变换
解：设原始图素灰度 f 范围[a b]线性变换图
素灰度 g 范围 [a¢ b¢] 灰度 g 灰度 f 间关系
g a¢ +
b¢ a¢
b a
[ f a]
里a 10 b 100题目出四组 a’ b’值分代入述
公式出 g f 线性函数关系
教材图 44
线性变换
63 图 434 示已知灰度图 f (x y)表示矩阵求反转变换图 g(x
y)反转变换 g G (f )
é200 100 160 ù
ê ú
êë155 10 230úû
（a）灰度图矩阵
（b）反转变换曲线
图 434 灰度图反转
é0 127 0ù
ê ú
ê0 127 0ú
64 试求灰度变换方程 g G(f )范围 10 ≤ f ≤ 150 ln( f )线性函数
解：题意设 g a ln(f ) + b 10 ≤ f ≤ 150 时g1 ≤ f ≤ g2
g1 a ln(10 ) + b
g2 a ln(150 ) + b
a (g2 g1)ln(15)
b g1 a ln(10)
65 设幅 64×64 离散图灰度分成 8 层灰度 nk 值分布情况表 43
20
ê180 185 128 ú
ê0 0 0ú
解： ë û
示试绘制该图直方图求直方图均衡图直方图说明什数字图
进行直方图均衡化通常产生完全坦直方图
表 43 幅图灰度分布
K
rk
nk
0
0
560
1
17
920
2
27
1046
3
37
705
4
47
356
5
57
267
6
67
170
7
1
72
解：列表：
K
rk
nk
Pr(rk)
0
0
560
014
1
17
920
022
2
27
1046
026
3
37
705
017
4
47
356
009
5
57
267
007
6
67
170
004
7
1
72
002
Sk
014
036
062
079
088
095
099
1
Sk″
17
37
47
67
67
1
1
1
Sk
nks
pr(sk)
17
560
014
37
920
022
47
1046
026
67
1061
026
1
509
013
66 试述图滑目采空间域频率域滤波原理
解：（1）图滑消减轻图噪声
（2）空间域滤波通邻域均中值滤波边界保持滤波等方法达图滑目
（3）空间域滤波通图变换成相应频谱频域进行低通滤波进行反变换
实现
67
试述中值滤波特点什细节特点线尖点细节图适
宜种方法？
答：中值滤波便属类非线性增强方法噪时兼顾边界信息保留
消孤立点线段脉等干扰图扫描噪声效消高斯噪声影响效果
佳
中值滤波首先选含奇数点窗口 W窗口图扫描该窗口中含
素点灰度级升（降）序排列取位中间灰度值代该点灰度值
二维中值滤波窗口形状尺寸滤波性影响较适应图容应
求采窗口中灰度值排序方法决定中值细节较复杂图排序
会影响正常图容宜采种方法
68
图 635 示设原图 10×10 点阵求边界点保持变 3×3 窗口中值
滤波图
21
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
8
8
5
5
1
1
1
1
5
5
8
8
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
图 635 受干扰二维图
解：（1）采 3×3 窗口图进行扫描窗口中心值窗口灰度值排序中值
（2）采中值滤波程序验证结果：
I [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 5 5 8 8 5 5 1 1
1 1 5 5 8 8 5 5 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
imshow(I)
J medfilt2(I)
figure imshow(J)
运行结果
J
二维中值滤波
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
22
69 设图图 636 示分求邻域滑高通算子锐化结果中边缘点保
é1 1 1ù
1 0 1
8
1 1 1
é1 1 1ù
ê1 8 1
êë1 1 1úû
图 636 幅 5×5 灰度图矩阵
解：邻域滑结果：
1
2
2
3
4
1
218
228
298
5
3
268
258
278
4
4
358
328
258
1
5
5
5
2
1
邻域高通算子滤波结果：
1
2
2
3
4
1
13
2
13
5
3
6
15
4
4
4
5
0
1
1
5
5
5
2
1
出现负值区间通图增强方法适变换映射观测图灰
度范围
610 什锐化图需足够信噪？选择信噪（SNR 40 dB 20 dB）
图 Roberts 梯度法实验说明
解：锐化图足够信噪否会噪声原图更强增强信噪
更加恶化
程序验证述结：（1）选择幅图（2）图加椒盐噪声试验（3）信噪
调节噪声强度（4） Roberts 梯度法观测锐化边缘
611 已知幅图 637 示图见原图中左边暗右边亮中间存着条明显
边界
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
255
254
255
254
254
253
255
254
254
254
253
254
254
254
253
254
图 637 垂直边界幅图
231
1
3
4
5
2
1
4
5
5
2
3
5
4
5
3
2
3
3
2
4
5
4
1
1
持变邻域滑掩码取 3×3 矩阵 H ê ú 邻域高通算子取 3×3 矩阵
1 ê ú
êë ûú
H ê úú
试 Sobel 算子定图进行模板操作分析结果图
解：程序：
I [0 0 1
1 1 1
0 0 0
1 1 0
255 254 254 254
254 253 254 254
255 255 253 253
254 254 254 254]
J edge(I＇sobel＇01)
subplot(121) imshow(I[0 255])
subplot(122) imshow(J)
运行结果：
J
0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0
0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
见条素边缘线图边界处算子确定模板中心值
未检测边缘实际图说目标般图部碍实际应
24
第 7 章
图复原
71 引起图退化原？
答：造成图退化原致分方面：
（1）射线辐射气湍流等造成片畸变
（2）模拟图数字化程中会损失部分细节造成图质量降
（3）镜头聚焦准产生散焦模糊
（4）成系统中始终存噪声干扰
（5）拍摄时相机景物间相运动产生运动模糊
（6）底片感光图显示时会造成记录显示失真
（7）成系统差非线性畸变限带宽等造成图失真
（8） 携带遥感仪器飞行器运动稳定球转等素引起片失真
72 常见图退化模型包含种类？
答： 图信号产生形式退化模型分连续图退化模型连续图退化
模型
（1）连续图退化般模型图示输入图 f(x y)退化系统退化算子
H(x y)考虑加性噪声影响产生退化图 g(x y)表示：
g(x y) H [f(x y)]+n(x y)
果噪声法性噪声通数运算转化加性噪声形式通态滤波
退化图恢复原图
（2）数字图处理系统处理图离散图连续退化模型离散化形成
离散图退化模型种模型通常矩阵代数求解
根降质系统传递函数：
（1）空间非相干成系统衍射限制造成图退化模型
（2）相机摄景物间相运动造成图退化模型
（3）气湍流造成图退化模型
（4）成系统非线性飞行器姿态高度速度变化等引起稳定
预测失真造成畸变模型
75 维纳滤波方法进行图复原 PSF 复原效果什影响？
解：维纳滤波方法进行图复原 PSF 参数值复原效果影响较模糊
函数高斯函数运动模糊函数等教材中运动模糊例 PSF 参数值产
生复原效果进行较复原结果见教材图 63（a）实际应程中真实 PSF 通常
未知需根定先验知识进行估计估计值作参数进行图复原图
63 分显示较长较陡峭 PSF 产生复原效果见 PSF 重
性
76 约束二方滤波复原时噪声强度拉氏算子搜索范围约束算
子复原效果影响？
解：DECONVREG 函数提供滑约束二滤波算法图卷积功
调格式：[J LAGRA] DECONVREG(IPSFNPLRANGEREGOP)中I 假设真
实场景图 PSF 作附加噪声图NP 噪声强度J 模糊复原图
25
LRANGE（拉氏算子搜索范围）REGOP（约束算子）改善复原效果选参数LRANGE
指定搜索佳拉氏算子范围缺省值[109109]返回值 LAGRA 搜索范围 Lagrange
子果 LRANGE 标量该算法假定 LAGRA 已定等 LRANGE NP
值予考虑REGOP 缺省值滑约束 Laplacian 算子教材例 62 说明采滑约束
二复原具体实现方法复原图效果较见图 66图 67图 68通
图分析参数图复原质量影响实际应中读者根验选
择佳参数进行图复原
77 盲卷积方法中选择合适 PSF 值？
解：具加性噪声模糊图作盲图复原方法般两种：直接测量法间接估
计法MATLAB 提供 DECONVBLIND 函数进行盲图复原该函数采似然算法
模糊图进行卷积处理返回模糊图相应点扩散函数 PSF
26
第 8 章
图分割
81 举例说明分割图处理中实际应
答：图进行分析场合图中某局部特征感兴趣输出
定幅完整图部分常称目标象（object）处感兴趣区域（Region
Of Interest ROI）图分析中输出结果图描述分类某种结
常规图处理样输出幅图分割区域某特性相
图分割常模式识图理解图压缩编码等应场合
82 根 4 连通 8 连通准判断图 828 示图中目标编写 MATLAB 程序
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
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0
0
0
1
1
1
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0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
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0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
图 828 判断目标图
解：设原图 I四邻域判断语句：L4 bwlael(I4)
11100000
11103300
11003300
11000330
01000030
20200030
22200330
22200000
八邻域：L8 bwlael(I8)
11100000
11102200
11002200
11000220
01000020
10100020
11100220
11100000
83 阈值分割技术适什场景图分割？
解：灰度阈值分割方法灰度级阈值 T 进行分割分割出目标区域背景区域通
常图中目标背景具灰度集合：目标灰度集合背景灰度集合
84 图背景亮度均值 50方差 300目标占图素总数百分 20均
27
值 150方差 100求佳分割阈值
解：采误差方法求阈值佳阈值假设背景概率密度 p1(z)感兴趣
目标概率密度 p2(z)设背景素数占图总素数百分q 80目标素数百
分 (1 q ) 20假设背景前景灰度分布正态分布背景均值方差分
m1 50s1 300 前 景 均 值 方 差 分 m2 150s 2 100
ln
2s1 2s 2
ln
2
20 ´ 300 2 ´ 300 2 ´100
02877求似值 t
114
85 边缘检测理什？方法？什特点？
解：边缘检测基幅度连续性进行分割方法通常采差分梯度拉普拉斯
算子种高通滤波处理方法图进行边缘检测
86 设计利 Sobel 算子Roberts 算子LoG 算子进行边缘检测程序较
边缘检测算子检测视觉效果运算量
解：参考例 83
I imread(＇blood1tif＇)
BW1 edge(I＇sobel＇)
进行 Sobel 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值
BW2 edge(I＇roberts＇)
进行 Roberts 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值
BW3 edge(I＇log＇)
进行 LoG 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值
Subplot(221) imshow(I[])
Subplot(222) imshow(BW1[])
Subplot(223) imshow(BW2[])
Subplot(223) imshow(BW3[])
运行结果见页见三种检测算子中Roberts 算子定位精度较高易丢失部
分边缘抗噪声力差适低噪声陡峭边缘场合Sobel 算子首先图做滑处理
具定抑制噪声力排检测结果中虚假边缘易出现素宽度
LoG 算子滤波提高抗噪声力时原较尖锐边缘滑甚法检
测
定配置测边缘检测时间：Sobel 94 ms Roberts 47 ms LoG 125 ms见
Roberts 算法快Log 算法费时
88
什进行边缘踪？简述光栅进行 Roberts 算子边缘检测门限值采
MATLAB 默认值扫描踪基步骤
答：应场合仅仅边缘点够噪声光均等素会原
连续边缘出现间断现象边缘检测算法必采边缘踪方法间
断边缘转换成意义边缘信息
光栅进行 Roberts 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值扫描踪基步骤致
282
(1 q )s1
80 ´100 (t 50) (t 150)2
2
：先图进行 Roberts 算子运算根教材中边缘踪算法作进步处理
(a)原图
(c)Roberts 算子检测
(b)Sobel 算子
(b)LoG 算子检测
噪声边缘检测
噪声边缘检测
89 实际采霍夫变换检测直线时什采 y kx + b 表示形式？
解：等式 y kx + b 表示条直线带问题直线接垂直时直线斜率接
限解决难点种方法极坐标直线方程：
ρ x·cosθ+ y·sinθ
29
810 证明：极坐标系中霍夫变换图空间 XY 线点映射 rq 面正弦
曲线交汇点
证明：设图空间点（xiyi）（i 12…n）线 yi a xi + b
应 Hough 变换 ρ xi·cosθ·+ yi sinθ
yi a xi + b 代入式
ρ xi··cosθ+ (a xi + b) sinθ
n 条直线交点(ρ’θ’ )
ρ’ xi·(·cosθ’ + a sinθ’)+ b sinθ’
述 n 等式成立应
·
θ’ arctan(1 a) ρ’ b sinθ’
见n 条曲线会交会(ρ’θ’ )
30cosθ’ + a sinθ’ 0
第 9 章
数学形态学应
91 数学形态学包括研究容？
答：数学态学图处理基思想利结构元素作探针图中断移动
程中收集图信息分析图部分间相互关系解图结构特征结构
元素选择十分重根探测研究图结构特点结构元素携带形态灰
度色度等信息点集合形成具性质结构元素结构元素
检测图侧面特征设计符合视觉特性结构元素分析图重步
骤形态学算子组合进行图形状结构分析处理解决抑制噪声特征
提取边缘检测形状识纹理分析图恢复重建等方面问题
92 基数学形态学图处理特点？
答：利数学形态学进行图处理独特性：
（1）反映幅图中素点间逻辑关系简单数值关系
（2）种非线性图处理方法具逆性
（3）行实现
（4）描述定义图种集合参数特征
94 画出半径 r4 圆形结构元素腐蚀 r×r 正方形示意图
解：根数学形态学腐蚀定义：集合 A 集合 B 腐蚀：A○—B{xB+xA}
图示：
96 设计算子时检测图中峰谷
解：根高帽变换 WHT(f) f — ( fg) 低帽变换 BHT(f) (f●g) — f算法：
设单位阵 I I f 定义
B [I Ig
IgI]
B 算子
f * B[WHT BHT(f)]
算子：[I Ig IgI]
WHT 波峰检测 BHT 波谷检测
31
第 10 章
彩色图处理
101 表示图中点彩色值？颜色模型起什作？
答：图中点彩色值颜色三维空间中点表示点三分量
颜色空间分量含义
颜色模型规定颜色建立描述观察方式颜色模型建立三维空间中
颜色空间密分
102 色调色饱度亮度定义什？表征图点颜色时起什作？
答：HSV 模型色度（H）饱度（S）亮度（V）三分量组成视觉特
性较接HSV 颜色模型 Munsell 三维空间坐标系统表示
色调（H）表示颜色种类角度标定1800～1800 00～3600 度量
色饱度（S）表示颜色深浅径方离开中心线距离表示百分
度量 0完全饱 100
亮度（V）表示颜色明亮程度垂直轴表示通常百分度量 0（黑）
100（白）
104 什时需种颜色数表示形式转换种形式？ RGB 数值计
算 HSV 数值？
答：实际应中常颜色空间 RGBHSVHSIYUVYIQ 等目前常
颜色空间分两类类面硬设备方说彩色显示器印机等类面
彩色处理目应面硬设备常颜色空间 RGB 颜色空间面颜
色处理常颜色空间 HSI 颜色空间 HSV 颜色空间针应目采
彩色空间更合适时需种颜色数表示形式转换种形式
RGB 数值计算 HSV 数值方法参见教材公式（82）~（82）
105 R 0G 0B 1 时 HSI 空间求 H S 值
解：根公式（88）：
H 2πarccos(12) 4189 (rad) S 1 I 13
106
什彩色减性模型加性模型？种模型更适合显示印图片场
合？
答：三基色混配种颜色通常两种方法：相加混色法相减混色法相加混色相
减混色区表现三方面：
（1）相加混色发光体发出光相加产生种颜色相减混色先白色光
然中减某成份（吸收）种颜色
（2）相加混色三基色红绿蓝相减混色三基色黄青品红
说相加混色补色相减混色基色
（3）相加混色相减混色规律
彩色电视机显示颜色通相加混色产生彩色电影幻灯片等绘画原料
印机印图片等通相减混色产生种颜色
107 颜色空间接视觉系统特点？
32
答：许实系统中量应 HSV 模型模型色度（H）饱度（S）
亮度（V）三分量组成视觉特性较接该模型重性：方面消
亮度成分 V 图中颜色信息联系方面色调 H 饱度 S 分量视觉感
受密切相关基视觉系统颜色感觉特性特征 HSV 模型成研究图
处理重工具
1010 什某场合进行彩色量化？彩色图量化什？
答：彩色空间连续空间果连续空间进行适量化计算计算量少
实际处理中需 HSV 三分量进行量化减少特征值数量
1012 抖动技术利显示较少颜色设备重现含丰富色彩图？
答：抖动法种利仅重现较少颜色种类设备显示含丰富色彩图效
方法产生抖动图种方式基原理样：采直接显示色彩
素模式换色彩直接显示素抖动技术利空间混色原理——肉
眼两种颜色相邻素融合成第三种颜色
1215 讨伪彩色云图绘制显示等气象领域应
解：卫星云图面接受气象卫星云况图片气象卫星取云况仪器
分见光卫星云图红外卫星云图某空片晴空区卫星观测
面发太空红外辐射信息表现黑灰色黑色越深表示面辐射越强气温越高
天气越晴某空云雨覆盖卫星观测云顶发太空红外辐射信息
表现白色灰白色颜色越白表示面辐射越弱气温越低云系越厚越密实降雨强
度越晴空区云雨区间渡区深灰灰浅灰色云系表明厚度
云明显降水
医学图种类包括 X 光图位素图核磁振图超声波图红外线图
显微图等图作度增强伪彩色等处理帮助医生诊断疫病
816 讨假彩色伪彩色差异
答：假彩色处理象三基色描绘然图景物光谱图然图
假彩色处理方法关注目标物映射原色假彩色原彩色
图变换成定彩色分布图伪彩色增强灰度单波段图变换彩色图
眼区分微灰度差显示明显色彩差异更便解译提取
信息彩色图中彩色根黑白图灰度级图特征（空间频率成分）
定
817 讨彩色图增强灰度图增强关系
答：真彩色增强中 RGB 分量（相三灰度图）直接灰度
图增强方法增加图中视细节亮度增强图中色调完全没意
义增强图中应素 RGB 三分量发生变化相
数值原导致原图颜色较变化种变化难控制灰度图增强
技术助研究彩色图增强技术彩色图增强特需注意增强图色调色饱
度满意度
33
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胡学龙编著
数字图处理（第 3 版）
思考题题参考答案
目
录
第 1 章
概述 ···································································································1
第 2 章 图处理基知识 ·················································································4
第 3 章 图数字化显示 ··············································································7
第 4 章 图变换二维数字滤波 ······································································10
第 5 章 图编码压缩 ··················································································16
第 6 章 图增强 ···························································································20
第 7 章 图复原 ···························································································25
第 8 章 图分割 ···························································································27
第 9 章 数学形态学应 ············································································31
第 10 章 彩色图处理 ···················································································32
第1章 概述
11 连续图数字图相互转换？
答：数字图图成许相形状致素组成样数字图
二维矩阵表示然界图通光学系统成电子器件系统转化模拟图
（连续图）信号模拟数字转化器（ADC）原始数字图信号图数字
化包括离散量化两步骤空间连续坐标程称离散化进步图幅
度值（灰度色彩）整数化程称量化
12 采数字图处理优点？
答：数字图处理光学等模拟方式相具鲜明特点：
1．具数字信号处理技术特点（1）处理精度高（2）重现性（3）灵活性
高
2．数字图处理图供观察评价作机器视觉预处理结果
3．数字图处理技术适面宽
4．数字图处理技术综合性强
13 数字图处理包括研究容？
答：图处理务客观世界景象进行获取转化数字图进行增强变换
编码恢复重建编码压缩分割等处理幅图转化幅具新意义
图
14
说出图视频（video）图形（drawing）动画（animation）等视觉信息间
联系区
答：图成技术形成静态画面视频摄技术获取动态连续画面帧
成静态图图形工计算机生成图案动画通物表情动
作变化等分解画成许动作瞬间画幅摄影机连续拍摄成系列画面视觉造
成连续变化图画视频动画利视觉暂留原理
15 显示器观测图素？1 台笔记屏幕分辨率 1366×768长宽
例 43169 1610？屏幕分辨率（素英寸（DPI）单位）少？选择
高分辨率图低分辨率图较分观察素时图放倍数差异
答：先拷屏图 12 放局部图方法观测图屏幕分辨率 1366×768表
示宽高 177861 43 133331169 1777811610 161见屏幕宽高
接 169
16 计算机查图文件种属性？
答： Windows 操作系统鼠标指针指文件名图文件项目类型 标
记分级尺寸标题属性（图 16a）右击图文件名单击弹出菜单
属性命令常规详细信息两标签中常规标签指出文件
名存放位置时间文件属性等信息详细信息指出说明源图
相机高级片文件等信息
1
（a）鼠标指针指文件名
（b）常规
（c）详细信息
题 16 图 图属性
17 讨智手机中功应图处理技术
答：根手机功智程度彩信视频相机游戏二维码扫描名片
识等
18 设图 117 文件名microscopicjp2microscopicjpg尺寸 4140×3096
针图讨进行图处理图分析操作？
答：处理方面：（1）图进行二维变换观察图频谱（2）图增强：光
均匀通增强手段图暗处度补偿 3）图编码： DCT 编码 JPEG
格式存放 JPEG 图 DWT 编码存放 JPEG2000 图（4）图分割：感兴趣目
标背景中分割出便做进步分析处理
图分析：（1）观测象进行形状分析（2）颗粒做分布分析
19
讨数字图处理应进步查找资料写篇关感兴趣应方面
短文
答：图处理应渗透科学研究工程技术类社会生活领域教师
分组学生布置 6 方面课题通阅读参考文献网络资源等手段写数字图处
2
（
理应短文安排交流机会
1．航天航空技术方面应
2．生物医学工程方面应
3．通信工程方面应
4．工业动化机器视觉方面应
5．军事公安方面应
6．生活娱乐方面应
3
第 2 章
图处理基知识
21 表示图中点彩色值？颜色模型起什作？
答：图中点彩色值颜色三维空间中点表示点三分量
颜色空间分量含义
颜色模型规定颜色建立描述观察方式颜色模型建立三维空间中
颜色空间密分
22 色调色饱度亮度定义什？表征图中点颜色时起什作？
答：HSV 模型色度（H）饱度（S）亮度（V）三分量组成视觉特
性较接HSV 颜色模型 Munsell 三维空间坐标系统表示
色调（H）表示颜色种类角度标定1800～1800 00～3600 度量
色饱度（S）表示颜色深浅径方离开中心线距离表示百分
度量 0完全饱 100
亮度（V）表示颜色明亮程度垂直轴表示通常百分度量 0（黑）
100（白）
23 波段成图讨图分类
答：常见见光成科学研究等领域波段电磁波成
技术会起见光成法代作面电磁波谱分布情况：
1 见光线：伽马射线X 射线紫外线
2 见光线：紫蓝青绿黄橙红
3见光线：红外线中间红外线远红外线微波工业电波
波长短长：（1）伽马射线图：伽马射线原子核受激产生波长极短
量极高射线天文学利伽马射线获取伽马射线暴图 2）X 射线图：X 射线原
子受激产生具强穿透力图医疗探伤物质结构分析等方面具重
作（3）紫外线（UV）图：红外线波长短见光230400 nm UV 传感器天
文学火灾检测细胞医学成等（4）红外线图：红外线波长长见光红外遥感
器接收物反射身发射红外线形成图解决夜间观察目标光强足
度差困难高绝零度物体会发出红外线红外图描述某区域
温度分布遥感技术中广泛医学成火灾监测等方面实际应（5）
线电波图：波长范围宽 mm km常射频成法高频发射机发射高频电
磁波传播程中遇具电学性质物体时电磁波传播规律改变根线
电波测量结果绘出物体结构图
毫米波体安检成技术获重应 SAR（合成孔径雷达）成技术SAR
传感器波长通常厘米级SAR 图记录波段回波信息二进制复数形式记
录振幅信息通常应面目标雷达波散射强度目标介质含水量
粗糙程度密切相关相位信息应传感器台面目标返传播距离
24 设 32×32 图标图标素 8 种颜色少种图标？
果 100 万图标中意义识意义图标需 01 s选出
意义图标需长时间？
解：图标数
832×32 10925 种
4（
意义图标数 10925106 10919 种
选择意义图标时间
10919×01 10918 s
见机图复杂度非常高
25
讨数字图处理系
统组成列举熟悉图处
理系统分析组成功
答：教材图 26数字图
处理系统应计算机专数
字设备图信息进行处理信
息系统图处理系统包括图
处理硬件图处理软件图
处理硬件图输入设备
图运算处理设备（微计算机）
图存储器图输出设备等组
成软件系统包括操作系统控
制软件应软件等
教材图 26 数字图处理系统结构图
26 常见数字图处理开发工具？什特点？
答．目前图处理系统开发流工具 Visual C++（面象视化集成工具）
MATLAB 图处理工具箱（Image Processing Tool box）两种开发工具长相互
间软件接口
Microsoft 公司 VC++种具高度综合性面象视化集成工具开发
出 Win 32 程序着运行速度快移植力强等优点VC++提供 Microsoft 基础
类库 MFC 部分户设计关 Win 32 应程序接口 API 进行封装提高代码
重性缩短应程序开发周期降低开发成图格式复杂
减轻程序员精力放特定问题图处理算法VC++ 60 提供动态链接库
ImageLoaddll 支持 BMPJPGTIF 等常 6 种格式读写功
MATLAB 图处理工具箱 MATLAB MathWorks 公司推出数值计算
力工具种第四代计算机语言具相强矩阵运算操作功力求摆
脱繁杂程序代码MATLAB 图处理工具箱提供丰富图处理函数灵活运
函数完成部分图处理工作节省编写低层算法代码时间避免程序设计
中重复劳动MATLAB 图处理工具箱涵盖工程实践中常遇图处理手段
算法图形句柄图表示图变换二维滤波器图增强四叉树分解域边缘检
测二值图处理波分析分形图形户界面等MATLAB 存足
处限制图处理软件中实际应首先强功安装 MATLAB 系统
机器图处理工具箱中函数编 m 文件实现次MATLAB 行解
释方式执行代码执行速度慢第三MATLAB 擅长矩阵运算循环处理图形
界面处理 C++等语言通应程序接口 API 编译器高级语言（ C
C++Java 等）混合编程会发挥种程序设计语言长协完成图处理务API 支持
MATLAB 外部数程序交互编译器产生独立 MATLAB 环境程序
语言应程序 MATLAB
27 常见数字图应软件？什特点？
5
答：图应软件直接供户商品化软件户功出发解
软件操作方法完成图处理务部分户说商品化图应软件
需户进行编程操作方便功齐全已满足般需求广泛应常图
处理应软件种：
1．PHOTOSHOP：世界流图设计制作工具优越性令产品尘
莫PHOTOSHOP 已成出版界中图处理专业标准高版 PHOTOSHOP 支持
达 20 种图格式 TWAIN 接口接受般扫描仪数码相机等图输入设备采集图
PHOTOSHOP 支持图层工作方式 PHOTOSHOP 特色图层功
方便编辑修改图面设计充满创意利 PHOTOSHOP 方便
图进行种面处理绘制简单图形文字进行艺术加工进行图格式颜色
模式转换改变图尺寸分辨率制作网页图等
2．CorelDRAW：种基矢量绘图功强图形图制作设计软件位图式图
象素组成相矢量式图色彩参数描述图容线条色块
见采技术手段满足户设计求位图式图善表现连续丰
富色调然景物数量较矢量式图强表现线条色块图案数量较
合理利两种类型图表现方式会收意想艺术效果CorelDraw
流行图处理软件中数特点明显功强基矢量绘图软件包利
方便制作精美名片贺卡书签图书封面广告宣传画等作品
3．ACDSee：快速高性图程序目前享盛名图片浏览器广泛应
图片获取理浏览优化支持 BMPGIFJPGTGATIF 等超 50 种常见
图形文件格式图片开速度极快直接查动画 GIF处理 Mpeg 类常视
频文件目录建立相册ACDSee 数码相机扫描仪高效获取图
片进行便捷查找组织预览ACDSee 心应手图片编辑工具轻松处理数
码影拥红眼剪切图锐化浮雕特效曝光调整旋转镜等功进
行批量处理
28 调函数 Cfg cov(f g)计算出图 f 图 g 协方差矩阵 2×2 矩阵说
明该矩阵元素含义数值图特性影响
答：设 f (xy) g(xy) M×N 两幅图两幅图间协方差矩阵 Cfg：
C fg
1
MN
M 1 N 1
x0 y0
协方差矩阵 Cfg 两幅图间相关程度种度量协方差矩阵零时表明两图间相
互独立反表示两幅图间相互赖Cfg 越相关程度越强Cfg 2×2 矩阵：
é s 2 cov( f g )ù
C fg ê ú
êcov( g f ) ú
式中 s 2f s g2 分图 f g 方差cov(fg) cov(gf) 图 f g 协方差
6åå[ f (x y) f )][g(x y) g ]
f
ë û
第 3 章
图数字化显示
31 光圈越摄取画面否越亮？光圈数字越否代表光圈越？28 光圈
56 光圈画面更亮？光圈越画面否越立体感？
答：光圈越光学镜头进光量越摄取画面越亮光圈系数（F）反映镜头通
光量焦距 f 通光孔径 D 表示通光量 F 值方成反光圈数字越代表
光圈越28 光圈 56 光圈更亮景深（depth of field）某景物调焦形成前
清晰区域景深三素关：光圈焦距物距光圈越景深越深
32 换幅图重新演算图 36 中实际图量化运行结果
解：灰度 256 降低 8（图 d）例编程运行程序
level1 256
level2 8
ratio level1level2
I1 imread(＇cameramantif＇)
subplot(121)imshow(I1)
S size(I1)
for m 1 S(1)
for n 1 S(2)
I2(mn) uint8(round(double(I1(mn))ratio))
I2(mn) uint8(ratio*double(I2(mn)))
end
end
subplot(122)imshow(I2)
imwrite(I2＇cameraman_dtif＇)
程序运行结果：
（a）原始图（灰度级 256）
（d）灰度级 8
教材图 36
量化级图质量影响
33 合理选取采样率量化等级数？
答：般限定数字图时质量较图采原：
（1）缓变图应该细量化粗采样避免出现假轮廓
（2）细节丰富图应细采样粗量化避免模糊
7
34 讨基二维采样定理根图采集设备分辨率计算素数
答：采集设备分辨率反映采集图时细节效果高分辨率采集保证图高
分辨率基础应该根二维采样定理选择合适分辨率采集设备样保证需图
质量做物
Nyquist 定理表明正确判定信号频率信号周期少采样两次二维采
样定理应实际图采集中意味着果达采集设备（数码相机扫描仪）
空间分辨率少需采两点
35 验证图 38 维量量化误差 d(X Ci)正确性
解： d(X C0) [ (43)2+(21)2+(32)2+(13)2]4 [1+1+1+4]4 74
d(X C1) (41)2+(23)2+(31)2+(14)2 [9+1+4+9]4 234
d(X C2) (44)2+(23)2+(34)2+(11)2 [0+1+1+0]4 24
d(X C3) (42)2+(21)2+(32)2+(13)2 [4+1+1+4]4 104
36 计算图 39 图 X 图 310 码书 C 码字误差验证选择码字 Y1 作 X 二维
量量化编码合理性
解：原始图块 X 4 灰度级 16 维量[1 0 0 0 1 1 0 0 2 2 1 0 3 2 1 1]教材图
39 示码书：
Y0 [0 2 0 0 1 2 1 1 0 3 2 0 0 3 2 1]
Y2 [1 1 2 2 2 2 1 2 3 3 1 0 1 1 0 0]
Y1 [1 1 0 0 1 1 1 0 2 2 1 0 3 3 1 1]
Y3 [0 2 3 3 0 1 3 2 1 1 3 1 1 1 1 0]
均方误差：d(X Y0) 2516d(X Y1) 316d(X Y2) 2516d(X Y3) 4716
X
Y0
Y1
Y2
Y3
教材图 39
原始图灰度级
教材图 310
码书 C＝{ Y0 Y1 Y2 Y3}
图 310 示均方误差准计算发现码字 Y1 离 X 索引 01 进行编码
37
根电视行（TV line）扫描线概念摄机清晰度常扫描线线数表
示果画面 43 540 线素分辨率少？720p 720 线（p 代表逐行扫描i 隔
行扫描）帧型 169素分辨率 1280×720
解：果画面 43 540 线素分辨率[540×43]×540 720×540
38
摄机数码相机分辨率受素限制？否越高越？进步提高分辨
率？
答：分辨率户关心指标限受素极限尺寸CCD 制造工艺设
备性价等素限制限提高正研究采信号处理超分辨率技术力求解
决问题
39 扫描仪光学分辨率 600×1200 线具 5000 感光单元 CCD 器件
A4 幅面扫描仪A4 幅面纸张宽度 21 cm该扫描仪光学分辨率少 dpi？
解：（1）600×1200 线中前数字代表扫描仪横分辨率数字代表
分辨率
8
（2）dpi 指单位面积素少扫描精度 目前国际计算英寸
面积素少光学分辨率扫描仪光学部件方英寸面积捕捉实际
光点数指扫描仪 CCD 物理分辨率扫描仪真实分辨率数值 CCD
素点扫描仪水扫尺寸数值
感光单元应素 CCD 感光单元数 500021 cm 83 英寸
该扫描仪光学分辨率 500083 ＝ 602 dpi规格化 600 dpi
9
第 4 章
图变换二维数字滤波
41 二维傅里叶变换分离性什实际意义？
解：该性质表明二维傅里叶变换连续两次维傅里叶变换（先行变换列变
换反）实现实现方法图示：
教材图 33 两次维 DFT 计算二维 DFT
42 图处理中正交变换目什？图变换方面？
解：正交变换图量集中分布低频率成分边缘线信息反映高
频率成分正交变换广泛应图增强图恢复特征提取图编码压缩形
状分析等方面
43
é1 1 0
已知 f ( x y )
ê
ë0 0 0
ù0 é 2 2
0ú ê 0 0
ú ê
0û
ê
0
0
0
0
0ù
0úú
0ú
ú
0û
什 f(xy)前 2 行数值样 F(uy)前 2 行样？
44
证明：f (x y)直流成分 F (00)
1 N 1
N 2 x0
N 1
y0
证明：根 F (u v)
1
MN
M 1 N 1
F (00)
1
MN
M 1 N 1
证物理意义 f (x y)直流成分图灰度均值
45
DFT 定义直接证明 DFT 轭称性
证明： F (u v)
1
MN
M 1 N 1
f *(x y) «
1
MN
M 1 N 1
x0 y0
10
ê1 1 0
ê
ê0 0 0
ú0
ú x 方进行 FFT列变换 F (u y) ê1 j 1 j
ë1 + j 1 + j
å
å f ( x y) 说明物理意义
åx 0 åy 0 f (x y)e j2π(ux M +vy N ) 取（uv）（00）
åx 0 åy 0 f (x y)
åx 0 åy 0 f (x y)e j2π(ux M +vy N )
å å f *(x y)e j2π(uxM +vy N )
é 1
ê
ë MN
j2π(uxM +vy N )
x0 y0 û
*
证
46 章例 2 中求解图频谱程序中增强显示效果数 DFT 幅度
进行压缩然频谱幅度数值 0～10 间值进行显示研究：（1）述结果
进行述处理直接显示效果进行较（2）频谱幅度数值范围值进
行显示结果进行较研究结果做出结
解：（1）适修改例 2 程序进行数处理（显示范围[0 10]）未进行处理
（显示范围[0 255]）显示效果：
（a）数处理
（b）直接显示
（2）见整体显示效果相差特频谱中心区域视觉效果较差中心
区域集中图绝部分量图分析处理关重
47
0 2N – 1 2N 点离散周期序列 fc (n)做 DFT设 W2 N e
k
N 1
2 N 1
f c (n)W2nkN W2 N2
n0 ë 2N û
27n0
j
2 π
2 N
证明 Fc (k )
证明：里维 DCT 问题参考般数字信号处理教材中推导
48 利 MATLAB 函数 dct2 幅 8×8 图进行 DCT 变换反变换进行原始图
重建图误差较分析变换参考图：
é52
ê
ê62
ê
63
67
ê79
ê
êë87
55
59
59
58
61
65
71
79
61 66 70 61 64 73ù
65 90 109 85 69 72úú
68 113 144 104 66 73ú
ú
71 122 154 106 70 69ú
ú
60 70 77 68 58 75ú
ú
69 68 65 65 78 94úû
采 Z 扫描方式（参见第 5 章 515）保留 20 DCT 变换系数进行重构图第 21
变换系数置 0计算重建图 J 原始图 I 均方误差较两者差异果保留
横坐标 8 系数较述结果果保留变换系数较述
结果时误差存？果误差出现处
11
ù
M 1 N 1
å å f (x y)e F *(u v)
ú
å
é ð(2n + 1)k ù
å f (n)cos ê
ú
ê63
I êê
ê
ê85
68 104 126 88 68 70ú
64 59 55 58 65 83ú
é52
ê
ê62
ê
63
ê67
ê
ê79
ê
êë87
55
59
59
58
61
65
71
79
61 66 70 61 64 73ù
65 90 109 85 69 72úú
68 113 144 104 66 73ú
ú
71 122 154 106 70 69ú
68 104 126 88 68 70ú
ú
60 70 77 68 58 75ú
ú
69 68 65 65 78 94úû
参考图 515采 Z 扫描取前 20 系数余系数 0 重构图
)
设原图 f重建图 f 均方误差计算公式：
ìï 1
ERR EMS í
ïî MN
)
12
þ
MATLAB 程序：
I [52
63
62
63
67
79
85
87
55 61 66 70 61 64 73
59 65 90 109 85 69 72
59 68 113 144 104 66 73
58 71 122 154 106 70 69
61 68 104 126 88 68 70
65 60 70 77 68 58 75
71 64 59 55 61 65 83
79 69 68 65 76 78 94 ]
J dct2(I)
J(16) 0 第 21 变换系数置 0
for i 18
for j 18
if i+j>7 J(ij) 0
end
end
end
K round(idct2(J))
ERR 0
for i 18
for j 18
ERR ERR + pow2((K(ij)I(ij)))
end
end
ERR sqrt(ERR64)
程序运行结果：
变换系数 J复原图 K均方误差 ERR：
J
6098750
59354
292036
207026
618736
615535
255055
82149
548750
116753
197503
66819
07544
66150
19317
66052
12ê63
解：参考图： ê
ê85
64 59 55 58 65 83ú
2 ü
N 1 M 1
ï
åj 0 åi 0 éë û)j(f i ù ýï
f (i j)
461580
488798
108750
94685
26639
11475
79021
117974
75356
15432
11001
06300
767633
342864
125196
33181
13007
05400
255003
142811
22176
35345
01502
28307
295882
98957
06250
06440
07554
01882
101202
62008
14004
04630
34699
03687
63007
13806
44204
20384
19867
07819
48535
15404
16654
01900
25824
05206
K
63 48 51 74 83 70 60 64
62 52 62 91 102 85 70 70
62 59 78
113 124 102 81 76
62 62 85 122 131 106 80 73
62 59 77 108 114 90 68 64
69 58 62 83 87 69 59 64
87 66 56 66 69 61 66 82
105 77 58 61 64
64 79 102
ERR 740502
忽略 i + j ≥ 8 系数时 29 非 0 系数均方误差明显减少
K
62 51 49 68 78 60 56 79
61 57 65 95 108 83 64 74
57 58 78 118 137 107 72 68
59 60 78 119 141 113
75 66
69 64 69 98 117 97 70 68
78 66 58 70 82 70 60 70
83 71 58 60 65 58 62 83
89 80 68 67 70 65 76 102
ERR 85746
取舍系数加限制变换反变换重新量化产生误差运算结果
：
J
6098750 292036 618736
59354 207026 615535
255055 548750
82149 116753
197503
66819
07544
66150
19317
66052
461580
79021 767633 255003 295882
101202 63007
48535
488798
117974 342864 142811
98957
62008 13806 15404
108750
75356 125196
22176
06250
14004
44204
16654
94685
15432 33181
35345
06440
04630 20384
01900
26639
11475
11001
06300
13007
05400
01502
28307
07554
01882
34699
03687
19867
07819
25824
05206
K
52 55 61 66 70 61 64 73
63 59 65 90 109 85 69 72
62 59 68 113 144 104 66 73
63 58 71 122 154 106 70 69
67 61 68 104 126 88 68 70
13
79 65 60 70 77 68 58
75
85 71 64 59 55
61
65
83
87 79
69 68 65
76
78
94
ERR 1见 2 加黑高频系数误差
39 沃尔什变换中 N 8 时果 z 6求 bi(z)
解：bi(z)代表 z 二进制表示第 i 位值N 2n n 3
z 6 二进制表示 0110 b0(z ) 0b1(z ) 1b2(z ) 1b3(z ) 0
410 离散沃尔什变换哈达玛变换间异？
解：哈达玛(Hadamard)变换沃尔什（Walsh）变换变换核 1－1 组成正交
方阵方变换矩阵行列排列次序哈达玛变换行列率排列没
规沃尔什变换列率
411 求 N 8 应沃尔什变换核矩阵
解：N 8 偏 N 4 试验
维沃尔什变换正变换核 g(x u)
1 n1
N i 0
u )
维沃尔什变换
W (u)
1 N 1
N
n1
f (x) Õ(1)bi ( x)bn 1i (u ) N 4 时 W (u)
i 0
N
1
W (0)
4
3
1
4
é f (0)ù
ê f (1) ú
f (2)
ê ú
ë f (3) û
3
i 0 4
1
4
é f (0)ù
ê f (2)ú
ê ú
ë f (3)û
3
i 0 4
1
4
é f (0)ù
ê f (1) ú
f (2)
ê ú
ë f (3)û
3
i 0 4
1
4
é f (0)ù
ê f (1) ú
f (2)
ê ú
ë f (3)û
14Õ(1)bi nb)x( (i1
åx 0
1 3
åx 0 f (x) iÕ0(1)bi ( x)b1i (u )
1
1 1
åx 0 f (x) iÕ0(1)bi ( x)b1i (0) 4 [ f (0) + f (1) + f (2) + f (3)]
[1 1 1 1]gêê úú
1
1 1
W (1) å f (x) Õ(1)bi ( x)b1i (1) [ f (0) + f (1) f (2) f (3)]
4 x0
ê f (1) ú
[1 1 1 1]gê ú
1
1 1
W (2) å f (x) Õ(1)bi ( x)b1i (2) [ f (0) f (1) + f (2) f (3)]
4 x0
[1 1 1 1]gêê úú
1
1
1
W (3) å f (x) Õ(1)bi ( x)b1i (3) [ f (0) f (1) f (2) + f (3)]
4 x0
[1 1 1 1]gêê úú
éW (0)ù é1 1 1 1 ù é f (0)ù
êW (2)ú 4 ê1 1 1 1 ú ê f (2)ú
ê ú ê úê ú
ë û ë ûë f (3) û
变换矩阵形式 W
1 1
N 4
G
é1 1 1 1 ù
ê ú
ê1 1 1 1 ú
ê ú
根图 311出 N 8 时变换核矩阵 G
é1
ê
ê1
ê
1
ê1
ê
ê1
ê
êë1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1 ù
1úú
1 ú
ú
1 ú
ú
1ú
ú
1úû
412
é3
ê3
ê
ë3
3
3
3
3
3
3
3
3
3ù
3úú
3ú
ú
3û
求图二维沃尔什变换
解：程序
f [3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3]
G [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
W (116)*G*f*G
运行结果
W
3 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
0 0 0 0
413 波基函数傅里叶变换基函数区？
解：波信号非零点限傅里叶变换基函数（三角函数指数信号）
傅里叶变换基函数负穷正穷等幅振荡
414 维波变换时实现时间频率分析功？扩展二维图空间频
率分析？
解：维波变换二维图定义加说明
15êW (1) ú ê1 1 1 1ú ê f (1) ú
ê ú 1 ê úgê ú
W (3) 1 1 1
1
Ggf Ggf 变换核矩阵 G
ê1 1 1 1ú
ë1 1 1
1û
ê1
G ê
ê1
1ú
1 ú
ê3
已知二维数字图矩阵 f ê
第 5 章
图编码压缩
51 方面说明数压缩必性？
答：采数字技术会信号处理性提高数量增加十分惊
图数更媒体网络通信等技术重点研究压缩象加压缩图数计算机
处理速度通信信道容量等法承受
样数率前信息存储介质容量计算机总线速度网络传输率相
匹配存储介质总线结构网络性等方面断新突破数量增
长速度远超硬件设施提高水矛盾然法缓解
果述图信号压缩倍十倍甚百倍十分利图传输存储
见现硬件设施条件图信号身进行压缩解决述矛盾出路
52 数没冗余度否压缩？什？
答：图数量时冗余数客观存般图中存着数冗余
素：（1）编码冗余（2）素间相关性形成冗余（3）视觉特性显示设备引起冗余
理数没冗余度压缩否法解码出原始数部分应场合
采损压缩数没冗余度进行压缩
53 衡量图编码压缩方法性？
答：般图压缩应做压缩算法简单易硬件软件实现压缩
解压缩实时性解压缩恢复图失真等指标压缩方法难统实
际系统中需抓住矛盾全面权衡常图压缩技术指标：（1）图熵
均码长（2）图冗余度编码效率（3）压缩（4）客观评价 SNR（5）观评价图
客观两种评价间存着密切联系般说客观评价高观评价高
图编码质量评价时首先作客观评价观评价参考
55 图 640×480256 色软件工具 SEA（version 13）分转成 24 位
色 BMP24 位色 JPEGGIF（转成 256 色）压缩格式24 位色 TIFF 压缩格式24 位
色 TGA 压缩格式文件分：921654 字节17707 字节177152 字节923044
字节768136 字节分计算种压缩图压缩
解：计算较文件头彩色查找表（LTU）数量原始图数量：
640×480×1 byte307200 byte
转换种格式压缩：
24 位色 BMP 格式： 3072009216540333（增加冗余度）
24 位色 JPEG 格式： 307200177071735
GIF 压缩格式： 307200177152173
24 位色 TIFF 压缩格式： 3072009230440333（增加冗余度）
24 位色 TGA 压缩格式： 3072007681360400（增加冗余度）
56 讨图压缩方法分类特点
答：般数压缩信息损失程度分类见教材图 52：常见数压缩技术分类
损压缩：Huffman 编码 Shannon 编码根概率分布特性确定码长游程编码根连
续灰度游程确定编码算术编码信源数断缩实数区间然实数
16
应二进制码代表编码信息轮廓编码根相灰度区域边界线进行编码
损压缩：预测编码根相邻素相关性确定继素预测值差值进行编码
压缩数量变换编码原始图进行正交变换变换域进行抽样达压缩目
混合编码两种编码方法结合起预测编码变换编码相结合取更效果
现代压缩编码方法中分形编码利宏观微观相似性压缩数量获极
压缩该方法压缩程计算量较解压缩快适图数存储重现
模型基编码：种新型压缩方法该方法发送端利已知变化慢场景数量
模型参数接收端利综合模型参数恢复原始图编码方法实时实现电
视会议等具显著意义
57 部分视频压缩方法损压缩损压缩？什？
答：视频静态图数量更时压缩冗余信息更部分视频压缩方法
眼感觉明显失真采损压缩事实视频成幅幅
相关静态图时间序列静态图压缩技术标准直接应视频单
帧图外利视频帧间信息冗余提高视频压缩
58
图意两素点亮度电值相等者意两时刻位置素亮度
电值相等够说明述两种情况素相关？什？
答：素空间相关性时间相关性空间时间相邻性基础
图意两素点亮度电值相等者意两时刻位置素亮度电值相
等带偶然性说明两素相关
59 根 JPEG 算法说明 JPEG 图显示时会出现马赛克现象原
答： JPEG 算法整幅图分成干 8×8 子块解码子块单位
块间解码误差反映方块效应视觉会出现马赛克现象
510 讨混合编码优点
答：混合编码般指预测编码变换编码相结合进行编码方法预测编码根相邻
素相关性确定继素预测值差值进行编码压缩数量变换编码原
始图进行正交变换变换域进行抽样达压缩目混合编码两种编码方法结合起
发挥两种编码方法优点取更效果
511 离散傅里叶快速算法 FFT什提出离散余弦算法 DCT 快
速算法？什许视频国际标准 DCT 作帧编码基压缩算法？
答：变换编码方案中离散 KL 变换佳变换理价值较高常常作
变换特性进行评价标准变换没快速算法工程应中受限制次
佳变换算法中DFT DCT 常变换编码方法分快速算法：FFT FCT
两种方法相较DFT 涉复数运算 DCT 实数变换具十分吸引特点：
种实数变换计算量较变换矩阵基量描述类视觉相关性
数图说该变换压缩性接离散 KL 变换变换矩阵图
容关外构造称数序列避免图边界处跳跃引起 Gibbs
效应快速算法广泛应作准佳变换已成静态图
视频压缩国际标准（建议）中基处理模块JPEG 制定基 DCT 失真静止图
压缩标准 MPEG 视频编码器中帧图（I 图）采 DCT 编码方法
17
512 什二维 DCT 转换成两次维 DCT 计算？
答：参考第 3 章图变换二维变换分解成两次变换先进行变换进行列变
换反
513 Huffman 编码优缺点？
答： Huffman 编码失真编码方法中效率优编码方法种佳变长码
均码长接熵值信源数成分复杂时庞信源集致 Huffman 码表较
码表生成计算量增加编译码速度相应变慢外等长编码致硬件译码电路实现困难
述原致 Huffman 编码实际应受限制
514 Huffman 编码佳编码什研究算术编码等熵编码算法？
答：题 512 中讨 Huffman 编码优缺点熵编码方法某性克服
Huffman 编码足然算术编码硬件实现 Huffman 编码方法复杂图
编码测试结果表明信源符号概率接条件算术编码效率高 Huffman 编码
515 算术编码优点？举例说明适范围
答：信源符号概率接条件算术编码效率高 Huffman 编码扩展
JPEG 系统中算术编码取代 Huffman 编码外算术编码常见基概率统计
模式外适应模式种模式符号初始概率相出现符
号发生变化种模式特适便进行符号概率统计实际场合中
516 JPEG 标准 576 行×720 列 CCIR601 建议分辨率彩色图 亮度
分量分割成少子块 两色差分量分分割成少子块？
解： 576 行×720 列 CCIR601 建议分辨率彩色图 JPEG 亮度分量分割
成（5768）×（7208）6480 块两色差分量分割成两组：（5768）×（3608）3240
块
517 JPEG 什进行彩色空间转换？
答：JPEG 算法处理单独彩色分量图彩色空间图数
JPEG 格式保存需进行彩色空间转换 RGB 空间YCRCB 空间转换 YUV 空
间等
518 JPEG 量化表作？
答：量化目压缩数时图质量降原设计合理
量化器十分重保证图质量前提获较高压缩JPEG 量化器利
眼空间视觉特性相高频成分低频成分采较量化间隔较少特数根
眼亮度信号色度信号敏感原理图亮度分量图色差分量
量化表——亮度量化表色差量化表量化表元素量化间隔 CCIR 601 标准电
视图JPEG 标准提供佳亮度色度量化表根应需户设
计选择量化表
519 JPEG 算法中 DCT 系数采 Z 字形重排作？
答：DCT 系数左角（第 1 行第 1 列）直流分量（DC 系数） 8×8 子块矩阵进行
18
Z 字形编排余交流分量（AC 系数）频率低高排列形成 1×64 矢
量样排列增加0系数游程长度提高压缩效率
19
第 6 章
图增强
61
图增强目什？包含研究容？图复原区？
解：图增强指图某特征边缘轮廓度等进行强调锐化便
显示观察进步分析处理图增强包含容：
1空间域增强法：包括点操作（灰度变换直方图变换等）区域操作（滑锐化等）
2频率域增强法：采二维数字滤波器实现低通滤波（滑）高通滤波（锐化）等
3态滤波法：结合述方法实现空间域非线性运算频域高频增强
图增强偏重处理观效果图复原偏重成前客观现实
62
试分出灰度范围（10100）拉伸（0150）（10200）压缩（50100）
（10125）移（110225）线性变换
解：设原始图素灰度 f 范围[a b]线性变换图
素灰度 g 范围 [a¢ b¢] 灰度 g 灰度 f 间关系
g a¢ +
b¢ a¢
b a
[ f a]
里a 10 b 100题目出四组 a’ b’值分代入述
公式出 g f 线性函数关系
教材图 44
线性变换
63 图 434 示已知灰度图 f (x y)表示矩阵求反转变换图 g(x
y)反转变换 g G (f )
é200 100 160 ù
ê ú
êë155 10 230úû
（a）灰度图矩阵
（b）反转变换曲线
图 434 灰度图反转
é0 127 0ù
ê ú
ê0 127 0ú
64 试求灰度变换方程 g G(f )范围 10 ≤ f ≤ 150 ln( f )线性函数
解：题意设 g a ln(f ) + b 10 ≤ f ≤ 150 时g1 ≤ f ≤ g2
g1 a ln(10 ) + b
g2 a ln(150 ) + b
a (g2 g1)ln(15)
b g1 a ln(10)
65 设幅 64×64 离散图灰度分成 8 层灰度 nk 值分布情况表 43
20
ê180 185 128 ú
ê0 0 0ú
解： ë û
示试绘制该图直方图求直方图均衡图直方图说明什数字图
进行直方图均衡化通常产生完全坦直方图
表 43 幅图灰度分布
K
rk
nk
0
0
560
1
17
920
2
27
1046
3
37
705
4
47
356
5
57
267
6
67
170
7
1
72
解：列表：
K
rk
nk
Pr(rk)
0
0
560
014
1
17
920
022
2
27
1046
026
3
37
705
017
4
47
356
009
5
57
267
007
6
67
170
004
7
1
72
002
Sk
014
036
062
079
088
095
099
1
Sk″
17
37
47
67
67
1
1
1
Sk
nks
pr(sk)
17
560
014
37
920
022
47
1046
026
67
1061
026
1
509
013
66 试述图滑目采空间域频率域滤波原理
解：（1）图滑消减轻图噪声
（2）空间域滤波通邻域均中值滤波边界保持滤波等方法达图滑目
（3）空间域滤波通图变换成相应频谱频域进行低通滤波进行反变换
实现
67
试述中值滤波特点什细节特点线尖点细节图适
宜种方法？
答：中值滤波便属类非线性增强方法噪时兼顾边界信息保留
消孤立点线段脉等干扰图扫描噪声效消高斯噪声影响效果
佳
中值滤波首先选含奇数点窗口 W窗口图扫描该窗口中含
素点灰度级升（降）序排列取位中间灰度值代该点灰度值
二维中值滤波窗口形状尺寸滤波性影响较适应图容应
求采窗口中灰度值排序方法决定中值细节较复杂图排序
会影响正常图容宜采种方法
68
图 635 示设原图 10×10 点阵求边界点保持变 3×3 窗口中值
滤波图
21
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
8
8
5
5
1
1
1
1
5
5
8
8
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
图 635 受干扰二维图
解：（1）采 3×3 窗口图进行扫描窗口中心值窗口灰度值排序中值
（2）采中值滤波程序验证结果：
I [1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 5 5 8 8 5 5 1 1
1 1 5 5 8 8 5 5 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 5 5 5 5 5 5 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1]
imshow(I)
J medfilt2(I)
figure imshow(J)
运行结果
J
二维中值滤波
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
5
5
5
5
5
5
1
1
1
1
1
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
22
69 设图图 636 示分求邻域滑高通算子锐化结果中边缘点保
é1 1 1ù
1 0 1
8
1 1 1
é1 1 1ù
ê1 8 1
êë1 1 1úû
图 636 幅 5×5 灰度图矩阵
解：邻域滑结果：
1
2
2
3
4
1
218
228
298
5
3
268
258
278
4
4
358
328
258
1
5
5
5
2
1
邻域高通算子滤波结果：
1
2
2
3
4
1
13
2
13
5
3
6
15
4
4
4
5
0
1
1
5
5
5
2
1
出现负值区间通图增强方法适变换映射观测图灰
度范围
610 什锐化图需足够信噪？选择信噪（SNR 40 dB 20 dB）
图 Roberts 梯度法实验说明
解：锐化图足够信噪否会噪声原图更强增强信噪
更加恶化
程序验证述结：（1）选择幅图（2）图加椒盐噪声试验（3）信噪
调节噪声强度（4） Roberts 梯度法观测锐化边缘
611 已知幅图 637 示图见原图中左边暗右边亮中间存着条明显
边界
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
0
255
254
255
254
254
253
255
254
254
254
253
254
254
254
253
254
图 637 垂直边界幅图
231
1
3
4
5
2
1
4
5
5
2
3
5
4
5
3
2
3
3
2
4
5
4
1
1
持变邻域滑掩码取 3×3 矩阵 H ê ú 邻域高通算子取 3×3 矩阵
1 ê ú
êë ûú
H ê úú
试 Sobel 算子定图进行模板操作分析结果图
解：程序：
I [0 0 1
1 1 1
0 0 0
1 1 0
255 254 254 254
254 253 254 254
255 255 253 253
254 254 254 254]
J edge(I＇sobel＇01)
subplot(121) imshow(I[0 255])
subplot(122) imshow(J)
运行结果：
J
0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0
0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
见条素边缘线图边界处算子确定模板中心值
未检测边缘实际图说目标般图部碍实际应
24
第 7 章
图复原
71 引起图退化原？
答：造成图退化原致分方面：
（1）射线辐射气湍流等造成片畸变
（2）模拟图数字化程中会损失部分细节造成图质量降
（3）镜头聚焦准产生散焦模糊
（4）成系统中始终存噪声干扰
（5）拍摄时相机景物间相运动产生运动模糊
（6）底片感光图显示时会造成记录显示失真
（7）成系统差非线性畸变限带宽等造成图失真
（8） 携带遥感仪器飞行器运动稳定球转等素引起片失真
72 常见图退化模型包含种类？
答： 图信号产生形式退化模型分连续图退化模型连续图退化
模型
（1）连续图退化般模型图示输入图 f(x y)退化系统退化算子
H(x y)考虑加性噪声影响产生退化图 g(x y)表示：
g(x y) H [f(x y)]+n(x y)
果噪声法性噪声通数运算转化加性噪声形式通态滤波
退化图恢复原图
（2）数字图处理系统处理图离散图连续退化模型离散化形成
离散图退化模型种模型通常矩阵代数求解
根降质系统传递函数：
（1）空间非相干成系统衍射限制造成图退化模型
（2）相机摄景物间相运动造成图退化模型
（3）气湍流造成图退化模型
（4）成系统非线性飞行器姿态高度速度变化等引起稳定
预测失真造成畸变模型
75 维纳滤波方法进行图复原 PSF 复原效果什影响？
解：维纳滤波方法进行图复原 PSF 参数值复原效果影响较模糊
函数高斯函数运动模糊函数等教材中运动模糊例 PSF 参数值产
生复原效果进行较复原结果见教材图 63（a）实际应程中真实 PSF 通常
未知需根定先验知识进行估计估计值作参数进行图复原图
63 分显示较长较陡峭 PSF 产生复原效果见 PSF 重
性
76 约束二方滤波复原时噪声强度拉氏算子搜索范围约束算
子复原效果影响？
解：DECONVREG 函数提供滑约束二滤波算法图卷积功
调格式：[J LAGRA] DECONVREG(IPSFNPLRANGEREGOP)中I 假设真
实场景图 PSF 作附加噪声图NP 噪声强度J 模糊复原图
25
LRANGE（拉氏算子搜索范围）REGOP（约束算子）改善复原效果选参数LRANGE
指定搜索佳拉氏算子范围缺省值[109109]返回值 LAGRA 搜索范围 Lagrange
子果 LRANGE 标量该算法假定 LAGRA 已定等 LRANGE NP
值予考虑REGOP 缺省值滑约束 Laplacian 算子教材例 62 说明采滑约束
二复原具体实现方法复原图效果较见图 66图 67图 68通
图分析参数图复原质量影响实际应中读者根验选
择佳参数进行图复原
77 盲卷积方法中选择合适 PSF 值？
解：具加性噪声模糊图作盲图复原方法般两种：直接测量法间接估
计法MATLAB 提供 DECONVBLIND 函数进行盲图复原该函数采似然算法
模糊图进行卷积处理返回模糊图相应点扩散函数 PSF
26
第 8 章
图分割
81 举例说明分割图处理中实际应
答：图进行分析场合图中某局部特征感兴趣输出
定幅完整图部分常称目标象（object）处感兴趣区域（Region
Of Interest ROI）图分析中输出结果图描述分类某种结
常规图处理样输出幅图分割区域某特性相
图分割常模式识图理解图压缩编码等应场合
82 根 4 连通 8 连通准判断图 828 示图中目标编写 MATLAB 程序
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
图 828 判断目标图
解：设原图 I四邻域判断语句：L4 bwlael(I4)
11100000
11103300
11003300
11000330
01000030
20200030
22200330
22200000
八邻域：L8 bwlael(I8)
11100000
11102200
11002200
11000220
01000020
10100020
11100220
11100000
83 阈值分割技术适什场景图分割？
解：灰度阈值分割方法灰度级阈值 T 进行分割分割出目标区域背景区域通
常图中目标背景具灰度集合：目标灰度集合背景灰度集合
84 图背景亮度均值 50方差 300目标占图素总数百分 20均
27
值 150方差 100求佳分割阈值
解：采误差方法求阈值佳阈值假设背景概率密度 p1(z)感兴趣
目标概率密度 p2(z)设背景素数占图总素数百分q 80目标素数百
分 (1 q ) 20假设背景前景灰度分布正态分布背景均值方差分
m1 50s1 300 前 景 均 值 方 差 分 m2 150s 2 100
ln
2s1 2s 2
ln
2
20 ´ 300 2 ´ 300 2 ´100
02877求似值 t
114
85 边缘检测理什？方法？什特点？
解：边缘检测基幅度连续性进行分割方法通常采差分梯度拉普拉斯
算子种高通滤波处理方法图进行边缘检测
86 设计利 Sobel 算子Roberts 算子LoG 算子进行边缘检测程序较
边缘检测算子检测视觉效果运算量
解：参考例 83
I imread(＇blood1tif＇)
BW1 edge(I＇sobel＇)
进行 Sobel 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值
BW2 edge(I＇roberts＇)
进行 Roberts 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值
BW3 edge(I＇log＇)
进行 LoG 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值
Subplot(221) imshow(I[])
Subplot(222) imshow(BW1[])
Subplot(223) imshow(BW2[])
Subplot(223) imshow(BW3[])
运行结果见页见三种检测算子中Roberts 算子定位精度较高易丢失部
分边缘抗噪声力差适低噪声陡峭边缘场合Sobel 算子首先图做滑处理
具定抑制噪声力排检测结果中虚假边缘易出现素宽度
LoG 算子滤波提高抗噪声力时原较尖锐边缘滑甚法检
测
定配置测边缘检测时间：Sobel 94 ms Roberts 47 ms LoG 125 ms见
Roberts 算法快Log 算法费时
88
什进行边缘踪？简述光栅进行 Roberts 算子边缘检测门限值采
MATLAB 默认值扫描踪基步骤
答：应场合仅仅边缘点够噪声光均等素会原
连续边缘出现间断现象边缘检测算法必采边缘踪方法间
断边缘转换成意义边缘信息
光栅进行 Roberts 算子边缘检测门限值采 MATLAB 默认值扫描踪基步骤致
282
(1 q )s1
80 ´100 (t 50) (t 150)2
2
：先图进行 Roberts 算子运算根教材中边缘踪算法作进步处理
(a)原图
(c)Roberts 算子检测
(b)Sobel 算子
(b)LoG 算子检测
噪声边缘检测
噪声边缘检测
89 实际采霍夫变换检测直线时什采 y kx + b 表示形式？
解：等式 y kx + b 表示条直线带问题直线接垂直时直线斜率接
限解决难点种方法极坐标直线方程：
ρ x·cosθ+ y·sinθ
29
810 证明：极坐标系中霍夫变换图空间 XY 线点映射 rq 面正弦
曲线交汇点
证明：设图空间点（xiyi）（i 12…n）线 yi a xi + b
应 Hough 变换 ρ xi·cosθ·+ yi sinθ
yi a xi + b 代入式
ρ xi··cosθ+ (a xi + b) sinθ
n 条直线交点(ρ’θ’ )
ρ’ xi·(·cosθ’ + a sinθ’)+ b sinθ’
述 n 等式成立应
·
θ’ arctan(1 a) ρ’ b sinθ’
见n 条曲线会交会(ρ’θ’ )
30cosθ’ + a sinθ’ 0
第 9 章
数学形态学应
91 数学形态学包括研究容？
答：数学态学图处理基思想利结构元素作探针图中断移动
程中收集图信息分析图部分间相互关系解图结构特征结构
元素选择十分重根探测研究图结构特点结构元素携带形态灰
度色度等信息点集合形成具性质结构元素结构元素
检测图侧面特征设计符合视觉特性结构元素分析图重步
骤形态学算子组合进行图形状结构分析处理解决抑制噪声特征
提取边缘检测形状识纹理分析图恢复重建等方面问题
92 基数学形态学图处理特点？
答：利数学形态学进行图处理独特性：
（1）反映幅图中素点间逻辑关系简单数值关系
（2）种非线性图处理方法具逆性
（3）行实现
（4）描述定义图种集合参数特征
94 画出半径 r4 圆形结构元素腐蚀 r×r 正方形示意图
解：根数学形态学腐蚀定义：集合 A 集合 B 腐蚀：A○—B{xB+xA}
图示：
96 设计算子时检测图中峰谷
解：根高帽变换 WHT(f) f — ( fg) 低帽变换 BHT(f) (f●g) — f算法：
设单位阵 I I f 定义
B [I Ig
IgI]
B 算子
f * B[WHT BHT(f)]
算子：[I Ig IgI]
WHT 波峰检测 BHT 波谷检测
31
第 10 章
彩色图处理
101 表示图中点彩色值？颜色模型起什作？
答：图中点彩色值颜色三维空间中点表示点三分量
颜色空间分量含义
颜色模型规定颜色建立描述观察方式颜色模型建立三维空间中
颜色空间密分
102 色调色饱度亮度定义什？表征图点颜色时起什作？
答：HSV 模型色度（H）饱度（S）亮度（V）三分量组成视觉特
性较接HSV 颜色模型 Munsell 三维空间坐标系统表示
色调（H）表示颜色种类角度标定1800～1800 00～3600 度量
色饱度（S）表示颜色深浅径方离开中心线距离表示百分
度量 0完全饱 100
亮度（V）表示颜色明亮程度垂直轴表示通常百分度量 0（黑）
100（白）
104 什时需种颜色数表示形式转换种形式？ RGB 数值计
算 HSV 数值？
答：实际应中常颜色空间 RGBHSVHSIYUVYIQ 等目前常
颜色空间分两类类面硬设备方说彩色显示器印机等类面
彩色处理目应面硬设备常颜色空间 RGB 颜色空间面颜
色处理常颜色空间 HSI 颜色空间 HSV 颜色空间针应目采
彩色空间更合适时需种颜色数表示形式转换种形式
RGB 数值计算 HSV 数值方法参见教材公式（82）~（82）
105 R 0G 0B 1 时 HSI 空间求 H S 值
解：根公式（88）：
H 2πarccos(12) 4189 (rad) S 1 I 13
106
什彩色减性模型加性模型？种模型更适合显示印图片场
合？
答：三基色混配种颜色通常两种方法：相加混色法相减混色法相加混色相
减混色区表现三方面：
（1）相加混色发光体发出光相加产生种颜色相减混色先白色光
然中减某成份（吸收）种颜色
（2）相加混色三基色红绿蓝相减混色三基色黄青品红
说相加混色补色相减混色基色
（3）相加混色相减混色规律
彩色电视机显示颜色通相加混色产生彩色电影幻灯片等绘画原料
印机印图片等通相减混色产生种颜色
107 颜色空间接视觉系统特点？
32
答：许实系统中量应 HSV 模型模型色度（H）饱度（S）
亮度（V）三分量组成视觉特性较接该模型重性：方面消
亮度成分 V 图中颜色信息联系方面色调 H 饱度 S 分量视觉感
受密切相关基视觉系统颜色感觉特性特征 HSV 模型成研究图
处理重工具
1010 什某场合进行彩色量化？彩色图量化什？
答：彩色空间连续空间果连续空间进行适量化计算计算量少
实际处理中需 HSV 三分量进行量化减少特征值数量
1012 抖动技术利显示较少颜色设备重现含丰富色彩图？
答：抖动法种利仅重现较少颜色种类设备显示含丰富色彩图效
方法产生抖动图种方式基原理样：采直接显示色彩
素模式换色彩直接显示素抖动技术利空间混色原理——肉
眼两种颜色相邻素融合成第三种颜色
1215 讨伪彩色云图绘制显示等气象领域应
解：卫星云图面接受气象卫星云况图片气象卫星取云况仪器
分见光卫星云图红外卫星云图某空片晴空区卫星观测
面发太空红外辐射信息表现黑灰色黑色越深表示面辐射越强气温越高
天气越晴某空云雨覆盖卫星观测云顶发太空红外辐射信息
表现白色灰白色颜色越白表示面辐射越弱气温越低云系越厚越密实降雨强
度越晴空区云雨区间渡区深灰灰浅灰色云系表明厚度
云明显降水
医学图种类包括 X 光图位素图核磁振图超声波图红外线图
显微图等图作度增强伪彩色等处理帮助医生诊断疫病
816 讨假彩色伪彩色差异
答：假彩色处理象三基色描绘然图景物光谱图然图
假彩色处理方法关注目标物映射原色假彩色原彩色
图变换成定彩色分布图伪彩色增强灰度单波段图变换彩色图
眼区分微灰度差显示明显色彩差异更便解译提取
信息彩色图中彩色根黑白图灰度级图特征（空间频率成分）
定
817 讨彩色图增强灰度图增强关系
答：真彩色增强中 RGB 分量（相三灰度图）直接灰度
图增强方法增加图中视细节亮度增强图中色调完全没意
义增强图中应素 RGB 三分量发生变化相
数值原导致原图颜色较变化种变化难控制灰度图增强
技术助研究彩色图增强技术彩色图增强特需注意增强图色调色饱
度满意度
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