山东大学计算机学院动漫专业图像处理课程试卷
一、 填空题
1、图像数字化过程包括三个步骤： 、 和 。（采样 量化 编码）
2、图像与灰度直方图间的对应关系是 （多对一）
3、在彩色图像处理中，用HSI模型的原因是：1)、在HIS模型中 亮度 分量与 色度 分量是分开的；2)、 色调 与 饱和度 的概念与人的感知联系紧密。
4、图像复原和图像增强的主要区别在于 图像增强 主要是一个主观的过程，而 图像复原 主要是一个客观的过程。
5、RGB模式用于显示彩色图像的 相加 混色模型，而4CMYK模式 用于彩色打印的 相减 混色模型，三种基本颜色是 青色(Cyan) 、 品红(Magenta) 和 黄色(Yellow) 。
6、图像灰度的幂次变换是图像增强的方法之一，但是在实际使用中应该根据原图像的实际情况确定幂次的大小，一般情况下，若原图过暗则取幂次 γ<1 ，使灰度扩展；而原图过亮，则幂次 γ>1 ，使灰度压缩。
7、在图像平滑处理中常采用钝化滤波器对图像进行处理，而具体实现时滤波器模板的尺寸大小对平滑的效果影响较大，模板尺寸越大，图像越 模糊 ，图像细节 丢失 越多。 8、在图像复原中可以采用逆谐波均值滤波器对图像中出现的椒盐噪声进行消除，当原图中主要是“盐”噪声时，应当选取滤波器的阶次Q为 负值 ，而当用于消除“胡椒”噪声时，逆谐波均值滤波器的阶次Q应该为 正值 。
9、若将一幅灰度图像中的对应直方图中偶数项的像素灰度均用相应的对应直方图中奇数项的像素灰度代替（设灰度级为256），所得到的图像将 亮度 增加，同时 对比度 减少
二、 简述题
1、简要分析空域增强技术与频域增强技术之间的关系。
主要分析两种技术之间存在的关系和不同
2、为什么一般情况下对离散图像的直方图均衡化并不能产生完全平坦的直方图？ 答：这是由于直方图均衡化是将图像灰度的概率密度均匀分布，只将几个像素较少的灰度级归并到了一个新的灰度级上,而像素较多的灰度级间隔拉大
3、为什么要对图像进行傅里叶变换？
主要从两个方面描述：（可以得出信号在各个频率点上的强度；可以将卷积运算化为乘积运算）
4、讨论一下图像增强的空域法与频域法的区别，以及图像增强与图形恢复的区别。
既要说明空域法与频域法的区别没有要说明增强与恢复之间的区别。
5、在彩色图像的描述中，经常采用的色系有RGB，HIS，YUV，CMY等，简单描述这些色系的特点和应用范围。
教材P228-233
6、人在观察下面两幅形状完全相同的图像时，会感觉哪一个的目标图像更亮？为什么？
目标（灰度为60）背景（灰度为10） 背景（灰度为50） 目标（灰度为80）
两个不同亮度的目标处于不同亮度的背景时，人是按照对比度感觉目标的亮度对比，因此人感受的是左边的图像的目标更亮一些，但实际上，右边的目标亮度更高
7、一幅图像的原图和延拓（补零）之后分别进行DFT，试分析得到的两个离散傅里叶频谱图会出现什么变化？（参考P173 T4.22）
8、根据所学过的图像处理和分析方法，设计一套算法流程来实现汽车牌照的定位和数字的
识别（给出设计思想即可）。 答：要点:
Step 1：定位汽车牌照。
通过高通滤波，得到所有的边缘，对边缘细化（但要保持连通关系），找出所有封闭的边缘，
对封闭边缘求多边形逼近。在逼近后的所有4边形中，找出尺寸与牌照大小相同的四边形。牌照被定位。
Step 2：识别数字。
对牌照区域中的细化后的图像对象进行识别（如前面所介绍的矩阵模糊识别法等）。
9、图像的直方图基本上可以描述图像的概貌。就下面所给的a、b、c、d四个直方图，试分析和比较四幅图像的明暗状况和对比度高低等特征。
图a灰度集中在较低的位置，所以该图像较暗，且对比度不高；图b的灰度较集中与较高的位置，所以该直方图对应的图像的亮度较高，对比度一般；图c的灰度突出集中于中间位置，所以该直方图对应的图像的亮度一般，对比度较差；图d的灰度较平均的分布在直方图上，所以该图像的亮度较好，对比度也非常好。
10、对于下面这幅图像，可以通过那些手段，达到改善视觉效果的目的？并将这些图象增强手段组织成一个处理流程（先做什么，后做什么）。
可以利用的方法很多，首先由图像增强的空域法和频域法，如直方图均衡化处理，高斯滤波等。
11、简述霍夫曼编码的基本思想，描述其算法步骤或者举例说明
将事件出现的概率按照大小排序，写成一列，最上面的概率值最大。然后从最低下开始，每两个最小的值
相加产生一个新值，该值也参与一次相加之后的概率值的重新排序，即将该值按照大小插入原先的排序列
中。然后重复最小的两个值相加的过程。直至最后相加的值为1。然后从“1”这个概率值的位置开始（注意此位置不参与编码）进行0/1编码即可
三、计算题
1、一幅模拟彩色图像经平板扫描仪扫描后获得一幅彩色数字图像，其分辨率为1024×768像素。若采用RGB彩色空间，红、绿、蓝三基色的灰度等级为8比特，在无压缩的情况下，在计算机中存储该图像将占用多少比特的存储空间？ 解：
采用RGB猜测空间,灰度等级为8bit,无压缩时占存储空间大小为: 1024*768*8*3=18874368bit
2、给定以下两个子图像，并假设左边的子图用函数f(x,y)表示，右边的用g(x,y)表示，且两个子图的大小相同，请画出进行以下运算后的结果示意图
(1) f(x,y)+g(x,y) (2) f(x,y)-g(x,y) (3) f(x,y) and g(x,y) (与运算) (4) f(x,y) or g(x,y) （或运算） (5) f(x,y)⊕g(x,y) (异或)
3、写出将灰度范围从【0,10】拉伸到【0,15】以及将灰度范围从【20,30】压缩到【25,30】的灰度变换方程式。
设f(x,y)为原始灰度，g(x,y)为变换后的灰度，题中所述的灰度拉伸和灰度压缩均为灰度的线性变换，根据线性变换的公式，可得： g(x,y)?d?cb?af(x,y)?c' 式中的C’为当f(x,y)=0时对应的g(x,y)的值。
根据已知条件可得，对于题中所述的灰度拉伸，有g(x,y)=1.5f(x,y) 对于灰度压缩，有g(x,y)=0.5f(x,y)+15
4、一直一幅灰度图像半边为深灰色（灰度值为1/7），另一半为黑色（灰度为0），设在灰度范围（0,1）之间划分为8个等级，对该图像进行直方图均衡化处理，写出处理过程和处理结果，并描述出处理后的图像是一幅什么样的图像。
s0?T(r0)??p(ri)?0.5 s1?T(r1)??p(ri)?0.5?0.5?1
i?0i?001s2?T(r3)??p(ri)?0.5?0.5?0?1i?03
s3?T(r3)??p(ri)?0.5?0.5?0?0?1
i?043s4?T(r4)??p(ri)?0.5?0.5?0?0?0?1
i?05s5?T(r5)??p(ri)?0.5?0.5?0?0?0?0?1
i?06s6?T(r6)??p(ri)?0.5?0.5?0?0?0?0?0?1
i?07s7?T(r7)??p(ri)?0.5?0.5?0?0?0?0?0?0?1
i?0因为是将（0,1）划分为8个等级，所以对应有S0=3/7，S1=S2=S3=S4=S5=S6=S7=1， 由此可见，均衡化后只有两个灰度等级，分别为S0=3/7 S1=1 所以，变换之后的图像变为一般为灰（灰度为3/7），另一半为白（灰度为1）