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试题参考答案总6页第1页（A）卷课程类别：必修[]选修[√]考试方式：开卷[]闭卷[√]2007–2008学年第一学期使用班级：计算机科学与技术（医学应用方向）04[1][2]课程名称：医学图像处理考试时间：2007年11月5日一、选择题（共20分，每题2分）题号12345678910答案ACABDCBDAD二、简答题（共40分，每题5分）1、如图所示，A和B的图形完全一样，其背景与目标的灰度值分别标注于图中，请问哪一个目标人眼感觉更亮一些？为什么？答：(2分，给出相对亮度概念即可给分)因为目标比背景暗，所以越大，感觉越暗，所以A更暗，即B更亮一些。（3分）2、试给出把灰度范围(0，10)拉伸为(0，15)，把灰度范围(10，20)移到(15，25)，并把灰度范围(20，30)压缩为(25，30)的变换方程。试题参考答案总6页第2页（A）卷解：由cyxfabcdyxg),()()(),(得：（1）),(23),(yxfyxg；（2）(,)(,)5gxyfxy（3）25),(21),(yxfyxg(写出计算公式得2分，每个灰度变换方程得1分)3、如果一幅图像已经用直方图均衡化方法进行了处理，那么对处理后的图像再次应用直方图均衡化，处理的结果会不会更好？答：不会更好；（得2分）处理结果与处理前结果大致相同，没有太大的变化，只是平均值稍有所变。（分析不会变好的原因可得3分）4、离散傅立叶变换的性质及在图像处理中的应用？答：离散傅里叶变换的性质：分离性、平移性、周期性、共轭对称性、旋转不变性、分配性和比理性。（2分）在图像处理中的应用有：它是图像处理中的一个最基本的数学工具，利用这个工具可以对图像进行频谱分析，进行滤波、降噪等处理，例如可以用低通滤波器滤掉图像中的高频噪声等等。（3分）5、如图所示的一幅灰度图像，对行和列分别采用0.75和0.6的因子进行缩放运算，采用最近领域的方法进行插值，简述其转换过程并写出转换后的结果图。123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536题5图答：79101112131516171825272829303133343536试题参考答案总6页第3页（A）卷6、为什么说HSI模型对于开发基于彩色描述的图像处理方法是一个较为理想的工具。答：HSI模型是用H（色调，即颜色）、S（饱和度）、I（强度）来描述颜色特性的，更接近人对彩色的认识和解释，因此能够减少彩色图像处理的复杂性，从而增加快速型，是一个较为理想的工具。7、小波变换有哪些特点和性质？答：（小波变换的特点知识点共3分，写出一个得1分）小波变换的特点：多分辩率的观察和处理；易于控制各种噪声；具有与人视觉系统相吻合的对数特征；能量集中等。（小波变换的性质知识点共2分，写出一个得1分）小波变换的性质有：尺度可变性、平移性、多分辩率一致性、正交性。8、简述图像处理中区域生长算法和分水岭算法的基本原理和步骤。区域生长算法是预先定义的生长准则，以一组“种子”点开始形成生长区域，把预先定义好属性与种子类似的领域象素加入到种子点上。（3分）步骤：1、根据图像的不同应用选择一个或一组“种子”点；2、定义一个描述符；3、“种子”点开始扩散，加入到象素的区域集合，与集合中的每个象素联通；4、直到没有任何新的象素点加入为止。（3分）分水岭算法是根据测地学的拓扑原理，极小值与区域为汇水盆，汇水盆的边缘为分水岭，以象素的灰度值来体现其3D的高度。（2分）步骤：假设有水从各谷底涌出并且水位逐渐增高，如果从两个相邻谷底涌出的水的水位高过其间的山峰，这些水就会汇合，根据分割目标的要求控制汇合的程度来达到分割的目的。（2分）三、计算题（共40分，每题10分）1、已知图像的灰度分布是:I12345678p172135352171（其中i表示图像灰度值，p表示对应灰度值在图像中点的数目）写出直方图均衡化的基本步骤并对上述图像进行直方图均衡化，写出其均衡化过程。答：试题参考答案总6页第4页（A）卷1、由灰度分布图可知各灰度值的点数，h＝[1,7,21,35,35,21,7,1]2、计算其概率分布，设N为总的点数h(i)=h/N=[1/128,7/128,21/128,35/128,35/128,21/128,7/128,1/128]3、其概率累积分布，hp(i)=8*()0hpi0()ikhk=[1/128,8/128,29/128,64/128,99/128,120/128,127/128,128/128]4、设函数f(x,y)为原图像(x,y)点的灰度值，经过直方图均衡化后的灰度值为g(x,y)，其计算公式为：f(x,y)=1则g(x,y)=1f(x,y)=8则g(x,y)=8其它情况g(x,y)=f(x,y)×hp(f(x,y))，得到结果为：F(x,y)12345678G(x,y)11246888(写出基本步骤得5分，第1步计算1分，第2步计算1分，第3步计算1分，第4步计算2分)2、图像压缩中主要利用哪些类型的冗余？如何进行压缩？对于已知符号a，e，i，o，u，v其出现的概率分别是0.3,0.2,0.07,0.15,0.03,0.25，对其采用霍夫曼编码进行压缩，给出码字、码字的平均长度和编码效率，画出霍夫曼编码树。答：图像中存在编码冗余、象素间冗余和心理视觉冗余，压缩是通过去除三个基本数据冗余中的一个或多个来达到的。（共4分，写出一个冗余得1分，写出压缩方法得1分）经过霍夫曼编码进行压缩后的码字为：(2分，编码长度一致即可得分)aeiouv11000100011010110平均编码长度为2.35,编码效率提高了：(3－2.35)/3*100%=21.6%(平均编码长度为1分，编码效率为1分)（画出霍夫曼编码图2分）试题参考答案总6页第5页（A）卷3、介绍形态学方法在图像处理中的作用，并对下图做开、闭运算。X是待处理图像，黑点代表目标，白点代表背景；B是结构元素，原点在中心。试分别计算出B对X做开运算和闭运算的结果。题3图答：形态学一般指生物学中研究动物和植物结构的一个分支，在图像处理中有膨胀、腐蚀、开和闭四个基本运算，能合并和断裂目标物体或者进行形状检测。（2分）（开运算4分，闭运算4分，有部分区域点符合可酌情给分）4、分别用3×3的Sobel水平算子和Prewitt垂直算子对下图灰色区域进行计算，写出其模板和计算结果，并分析在图像的处理过程中该如何选择适当的滤波器（模板的大小和权值）。试题参考答案总6页第6页（A）卷题4图答：3×3的Sobel水平算子为（2分）：Prewitt垂直算子为（2分）：－1－2－1000121Sobel水平算子对图4进行处理的结果为（2分）Prewitt垂直算子对图4进行处理的结果为（2分）模版的大小同识别的目标物体大小相关，模版大可以在更大的范围内进行平滑和识别（1分）。权值决定了模版对图像某个值反应强度的大小，可以通过修改模版的权值来突出某个特定方面的响应（1分）。－101－101－101－1－3－4－11202－1－111－1432－131－102