数字图像处理试题(带答案)

样题：2002级通信工程专业《数字图像处理》试题A卷课程代码：考试时间：120分钟ImageProcessingFinalExam得分评卷人1、Pseudocolorimage(5points)伪彩色（pseudo-color）图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码，该代码值作为色彩查找表CLUT（ColorLook-UpTable）中某一项的入口地址，根据该地址可查找出包含实际R、G、B的强度值。这种用查找映射的方法产生的色彩称为伪彩色2、Gray-levelHistogram(5points)图像中像素灰度分布的概率密度函数3、马赫带：当亮度为阶跃变化时，图像中显示出竖条灰度梯级图像。已知从每一竖条宽度内反射出来的光强是均匀的，相邻竖条之间的强度差是常数，但看起来却发现每一竖条内左边比邮编稍亮一些，这种现象称马赫带效应。4、CMY色彩空间CMY色彩空间是一个矩形直角空间结构，其三基色分别为青（C）、深红（M）、黄色（Y）。他们是光的二次色，也就是说，他们是颜色的原色，与GB的三原色红绿蓝分别为互补色。一、名词解释（2小题，每题5分，共10分）2得分评卷人5、人眼对红光的敏感度高于对蓝光的敏感度。（F）6、对图像进行DCT变换及量化处理后再进行Huffman编码，以上编码是不可逆的。（T）7、某图像的信息熵越大，则该图像用Huffman编码方法进行压缩的效率越高。（T）8、对灰度图像进行直方图均衡化处理后，其各灰度级的概率分布基本相同。（T）9、在JPEG标准中，对图像各子块进行DCT变换后，对其DC、AC系数按相同的方法进行后续处理。（F）10、与理想低通滤波器相比较，巴特沃思滤波器对图像的平滑处理效果更理想，关键在它有效的克服了前者的振铃效应。（T）11、用HIS彩色空间描述图像，像素的饱和度越大，则其掺的白光的成分越少。（T）12、丢失了高频成分的图像给人的感觉是比较模糊。（T）13、在图像的退化模型中，影响其非线性失真（如运动模糊）的主要原因是外加的加性噪声。（F）14、加权邻域平均的平滑方法对图像复原有效，特别是对有附有热噪声（如高斯噪声）的图像。（T）得分评卷人15、WhatarethepropertiesofafilterFgivenbythearraybelow?Thecenterelementisw=A+8,whereA≥1.Thisfilteriscalledanunsharpmaskandiscommonlyusedingraphicartsandphotography.（10points）二、正、误判断题（10小题，每小题2分，共20分）三、三、简答题：（4小题，第1小题10分，共40分）3该空域滤波器为一种锐化模板，一种拉普拉斯掩模（二阶梯度算子），可用于对图像边缘或轮廓进行增强，且可使图像的整体灰度值提升（变亮）。16、ShownbelowFigure14isamodeloftheimagedegradation,pleaseexplainwhatitmeansandgiveanexpressionofoutputg(m,n)。（10points）物理意义：图像退化（降质）的原因在于成像系统的点扩散函数的非线性及外部的加性噪声（5分）（5分）Figure14Amodeloftheimagedegradation417、NameanythreefeaturesoftheDCTthatmakesitapopularimagetransformforimagecompression.（10points）算法简单，正、反变换算法相同，（3分）有快速算法；（3分）频域变换后信号能量主要集中在低频部分。（4分）18、DescribethekindofdistortionthatispresentinFigure16andprovideameanstoeliminateit.(10points)该图的干扰噪声为有规律的加性周期性斜纹干扰（周期性噪声（4分）可用一阻带滤波器去除该噪声。（图像的傅立叶频谱中，噪声分量位于变换原点的某个近似圆上，用一个具有圆对称的阻带滤波器，使阻带在该近似圆周围即可滤除噪声干扰）（6分）得分评卷人四、四、分析题（3小题，每题10分）Figure16519、以下为JPEG的顺序编码的原理框图，回答以下问题：（1）解释各个环节（框图）的作用；（5分）答：FDCT：离散余弦变换，将空域表示的图像转化成频域形式，信号能量集中于低频；（2分）量化器：对前一环节的DCT系数归类并编码（通过量化表）；（2分）熵编码器：对量化的结果进行统计编码（变长编码）；一般在其之前先进行游程编码。（2分）（2）为什么引入量化器，指出其对编码有何影响？（5分）答：引入量化器可以有效减少DCT非零系数的数目，（2分）但会造成高频成分的丢失（图像纹理细节的失真）（2分）620、Figuresshownin(18-1)and(18-2)aretwotypesofsmoothingfiltermaskofimageenhancementinspatialdomain.(18-1)iscalled‘Neighborhood-averagingmask’,itsfrequencyresponseshownin(18-3);(18-2)iscalled‘Weighted-averagingmask’,anditsfrequencyresponseshowninFigure20-4.a.Whichmaskhasbetterabilityforimagesmoothing?(5points)答：加权邻域平均模板性能更好；（4分）b.Pleaseanalyzetheirsmoothingeffectsinfrequencydomain.(5points)答：邻域平均模板的频响：由频响图可看出高频阻带不平滑，有旁瓣。加权邻域平均模板的频响：频响图高频阻带平滑衰减，无旁瓣，滚降特性j较好，故低通（高阻）性能较前者好。（6分）bb18-1Neighborhood-averagingmask01/501/51/51/501/501/101/101/101/101/51/101/101/101/1018-2Weighted-averagingmask18-3FrequencyresponseofNeighborhood-averagingmask(cross)18-4FrequencyresponseofWeighted-averagingmask(cross)719、Atelescopeinanorbitingobservatoryisusedtoproduceimagesonahigh-resolutionCCDarray.Ithasbeenfoundthattheimagesarealittleblurryduetoopticaleffectsinthetelescope.Youhavebeencalledinasanimageprocessingexperttodeviseamethodtosharpenthedigitalimages.Describehowyouwouldgoaboutsolvingtheproblem,giventhattheonlyimagesyoucanobtainareofastronomicalobjects.Youcannotmodifythetelescopeinanyway.Theonlyoptionistoprocessthedigitalimages.(10points)答：1)、用逆滤波复原图像、要求给出具体的方法（eg.Wienerfilterorothers）.(5分)2）、锐化（举出空域或频域的方法之一即可）8