第六章图像的锐化处理
一.填空题
1. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。垂直方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
2. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Roberts交叉微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
3. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Sobel 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
4. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Priwitt微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
5. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Laplacian微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
6. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Wallis 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
7. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。水平方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”）
8. 图像微分______________了边缘和其他突变的信息。（填“增强”或“削弱”）
9. 图像微分______________了灰度变化缓慢的信息。（填“增强”或“削弱”）
10. 图像微分算子______________用在边缘检测中。（填“能”或“不能”）
四.简答题
1. 图像中的细节特征大致有哪些？一般细节反映在图像中的什么地方？
2. 一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？
3. 简述水平方向的微分算子的作用模板和处理过程。
4. 简述垂直方向的微分算子的作用模板和处理过程。
5. 已知Laplacian微分算子的作用模板为：，请写出两种变形的Laplacian算子。解答:
1. 图像的细节是指画面中的灰度变化情况，包含了图像的孤立点、细线、画面突变等。孤
立点大都是图像的噪声点，画面突变一般体现在目标物的边缘灰度部分。
2. 一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界，反映的边界信息较少，但是所反映的边界
比较清晰；二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。反映的边界信息包括了许多的细节
信息，但是所反映的边界不是太清晰。
五.应用题
1. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
2. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
3. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
4. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
5. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
6. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
7. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
8. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
9. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（4分）
②用Sobel算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果。（6分）
10. 已知Roberts算子的作用模板为：，Laplacian算子的作用模板为：
。
设图像为：
请完成：
①用Roberts算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果（4分）
②用Laplacian算子对其进行锐化，写出锐化过程和结果（6分）
第七章图像分割
一.填空题
1. 依照分割时所依据的图像特性不同，图像分割方法大致可以分为_阈值方法__、边界
分割方法和区域提取方法三大类。
2. 基于图像灰度分布的阈值方法包含很多种算法，其中，p-参数法是针对预先已知图像中_
_____目标物所占比例__________的情况下，所采用的一种简单有效的方法。
3. ____熵_____是信息论中对不确定性的度量，是对数据中所包含信息量大小的度量。
4. 所谓聚类方法，是采用模式识别中的聚类思想，以____类内 _保持最大相似性以及类
间保持最大距离为目标，通过迭代优化获得最佳的图像分割阈值。
5. 基于图像灰度分布的阈值方法包含很多种算法，其中，____p-参数法__是针对预先已
知图像中目标物所占比例的情况下，所采用的一种简单有效的方法。
二.选择题
1. 以下图像分割方法中，不属于基于图像灰度分布的阈值方法的是（ D ）
A、类间最大距离法
B、最大类间、内方差比法
C、 p-参数法
D、区域生长法
2. 以下图像分割方法中，属于基于图像灰度分布的阈值方法的是（ B ）
A、区域合并、分裂法
B、最大类间、内方差比法
C、已知形状的曲线检测
D、区域生长法
3. 关于进行图像分割时使用的最大类间、类内方差比法，下列说法正确的是（ C ）
A、选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好。
B、选择的阈值使得同一类的数据之间的方差越大越好。
C、使用类间、类内方差比作为选择阈值的评价参数。
D、使用类内、类间方差比作为选择阈值的评价参数。
4. 关于最大类间、类内方差比法，下列说法正确的是（D ）
A、选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好。
B、选择的阈值使得同一类的数据之间的方差越大越好。
C、选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好，同时同一类的数据之间的方差越大越
好。
D、选择的阈值使得两类数据间的方差越大越好，同时同一类的数据之间的方差越小越
好。
5. 使用类间最大距离法进行图像分割时，下列步骤正确的是（ C ）
①计算相对距离度量值。
②给定一个初始阈值，将图像分成目标和背景两类。
③分别计算出两类的灰度均值。
④选择最佳的阈值，使得图像按照该阈值分成两类后，相对距离度量值达到最大。
A、①②③④
B、②①③④
C、②③①④
D、①③②④
三.判断题
1. 阈值方法的核心是阈值的确定。（ T ）
2. 类间最大距离法的设计思想是：在某个适当的阈值下，图像分割后的前景目标与背景两
个类之间的差异最小为最佳分割。（ F ）
3. 类间最大距离法的设计思想是：在某个适当的阈值下，图像分割后的前景目标与背景两
个类之间的差异最大为最佳分割。（ T ）
4. 二维熵方法的设计思想是：采用二维熵来度量像素以及其邻域像素中像素之间的信息相
关性，当空间相关信息量最小时，认为是最佳阈值。（ F ）
5. 二维熵方法的设计思想是：采用二维熵来度量像素以及其邻域像素中像素之间的信息相
关性，当空间相关信息量最大时，认为是最佳阈值。（T ）
6. 区域生长方法的实现有三个关键点：种子点的选取；生长准则的确定；区域生长停止的
条件。（ T）
7. 区域生长方法中选取的种子点只能是单个像素。（F ）
8. 在使用区域合并、分裂方法进行图像分割时，不需要用到每个子块的属性。（ F ）
9. 基于图像灰度空间分布的阈值方法不需要考虑像素与像素之间的相关性。（ F ）
10. 基于图像灰度空间分布的阈值方法除了考虑当前像素本身的灰度值外，还需要考虑其与
邻近像素之间的关系。（T ）
一.填空题
1. 如果当前点像素值为1，其四近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的
通路，称之为___四连接___。
2. 如果当前点像素值为1，其八近邻像素中至少有一个点像素值为1，即认为存在两点间的
通路，称之为____八连接____________。
3. 开运算是使用同一个结构元素对图像先___腐蚀_______再进行膨胀的运算。
4. 在对二值图像进行分析时，我们将相互连接在一起的像素值全部为1的像素点的集合称为一个___连通域_____。
5. 闭运算是使用同一个结构元素对图像先___膨胀________再进行腐蚀的运算。
6. 形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，_____腐蚀______通常在去除小颗粒以及消除目标物之间的粘连是非常有效的。
7. 形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，_____膨胀______通常用以填补目标物中存在的某些空洞。
8. 在对二值图像进行分析时，通常用_____欧拉数_______表示二值图像中连通域的个数减去孔的个数。
三.判断题
1. 贴标签处理是对二值图像的每个不同的连通域进行不同的编号，来区分不同的连通域。（T）
2. 膨胀运算可以理解为对图像的补集进行腐蚀处理。（T ）
3. 膨胀是一种消除边界点，使边界向内收缩的过程。（ F ）
4. 膨胀是将与目标区域接触的背景点合并到该目标物中，使目标边界向外扩张的处理。（T ）
5. 经过细线化之后，图像中所有线条的幅度均为一个像素。（T ）
6. 可以用圆形度来表示二值图像中的各个连通域的形状与圆形的相似程度。（ T ）
7. 可以用矩形度来表示二值图像中的各个连通域的形状与矩形的相似程度。（T ）
8. 在连通域中的点，按照其是否与背景相邻接，可以分为内部点和外部点。（ F ）
9. 在连通域中的点，按照其是否与背景相邻接，可以分为内部点和边界点。（ T ）
10. 在对二值图像进行分析时，将没有孔的连通域称为单连通。（ T ）
四.简答题
1. 写出腐蚀运算的处理过程。
2. 写出膨胀运算的处理过程。
3. 在二值图像中的几何特征测量中，面积是如何定义的？。
解答:
1. 腐蚀运算的处理过程为：
1）扫描原图，找到第一个像素值为1的目标点；
2）将预先设定好形状以及原点位置的结构元素的原点移到该点；
3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否全部为1：如果是，则腐蚀后图像中的相同位置上的像素值为1；如果不是，则腐蚀后图像中的相同位置上的像素值为0； 4）重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。
2. 膨胀运算的处理过程为：
1）扫描原图，找到第一个像素值为0的背景点；
2）将预先设定好形状以及原点位置的结构元素的原点移到该点；
3）判断该结构元素所覆盖的像素值是否存在为1的目标点：
如果是，则膨胀后图像中的相同位置上的像素值为1；如果不是，则膨胀后图像中的相同位置上的像素值为0； 4）重复2）和3），直到所有原图中像素处理完成。
第九章彩色图像处理
一.填空题
1. HSV表色系由色调、饱和度和亮度三属性组成。
2.饱和度与一定色调的纯度有关，饱和度________________的颜色看起来越鲜艳。（填“
越大”或“越小”）
3. 在YUV表色系中，Y表示亮度，U表示蓝色与亮度的色差，V表示_红色__与亮度的色差。
4. 人在区分颜色时常用的三种基本特征量为辉度、色调和饱和度。其中，色调_是与混合光谱中主要光波长相联系的，表示了感官上感受到的不同的颜色。_饱和度__与一定色调的纯度有关，饱和度越大的颜色看起来越鲜艳。
5. 国际照明委员会于1931年规定了三种基本色的波长，并将其称为三基色，它们分别是红
色、蓝色和___绿色_____。
6. 人在区分颜色时常用三种基本特征量，它们是：辉度、_色调_和饱和度。
二.选择题
1. 以下选项中，不属于表色系的是：（ B ）
A、 RGB
B、 DCT
C、 CMYK
D、 HSI
2. 关于RGB 表色系，以下说法不正确的是的（ A ）
A、RGB表色系是减色系统。
B、RGB 表色系的三基色中包含红色。
C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含绿色。
D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为白色。
3. HSI 表色系的三属性包含：（ A ）
①色调②色饱和度③亮度④色度
A、①②③
B、①②④
C、②③④
D、①③④
4. 关于YUV表色系，以下说法不正确的是：（ C ）
A、YUV表色系常用于多媒体技术中。
B、YUV色系与RGB色系可以相互转换。关于YUV表色系，以下说法不正确的是：（ C ）
A、YUV表色系常用于多媒体技术中。
B、YUV色系与RGB色系可以相互转换。
C、YUV 色系不包含亮度信号。
D、YUV 表色系包含一个亮度信号和两个色差信号。
C、YUV 色系不包含亮度信号。
D、YUV 表色系包含一个亮度信号和两个色差信号。
5. CMYK表色系的三基色包含：（ D ）
①青色②黑色③黄色④品红色
A、①②③
B、①②④
C、②③④
D、①③④
6. 下面哪个彩色空间最接近人视觉系统的特点（ D ）
A 、RGB空间
B、CMY空间
C、CIE XYZ空间
D、HSI空间
7. 以下选项中，属于表色系的是：（ A ）
A 、CIE XYZ B、 FFT C、 DCT D、 Sobel
8. 关于CMYK表色系，以下说法正确的是（A ）
A、 CMYK表色系是减色系统。
B、 CMYK表色系的三基色中包含黑色。
C、 CMYK表色系的三基色中包含红色。
D、 CMYK表色系的三基色中包含绿色。
9. 关于HSI表色系，以下说法不正确的是（ B ）
A、HSI表色系的三属性中包含色调。
B、HSI表色系的三属性中包含色度。
C、HSI表色系的三属性中包含饱和度。
D、HSI表色系的三属性中包含亮度。
10. 关于RGB色系下的彩色图像，下列说法正确的是：（A ）
A、彩色图像的红色分量、绿色分量、蓝色分量都是灰度图像。
B、该彩色图像的红色分量是彩色图像。
C、若某个像素点的值是（0，255，0），则表示该颜色中只含红色。
D、若某个像素点的值是（255，255，255），则表示该颜色为黑色。
三.判断题
1. 在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，0），则表示该颜色为白色。（ F ）
2. 在RGB空间中，若某个像素点的值是（0，0，255），则表示该颜色为蓝色。（ T ）
3. RGB表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。（ F ）
4. YCbCr表色系具有亮度信息与色度信息相分离的特点。（ T ）
5. 白平衡方法比最大颜色值平衡方法更适合于处理两种情况：一是图像中白色的点不存在
，二是白色的点只占画面总像素的很少比例。（F ）
四.简答题
1. 为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示？
2. 简述白平衡方法的主要原理。
3. 为什么使用白平衡方法可以达到彩色平衡的目的？
4. YUV表色系的优点是什么？
5. 使用白平衡方法进行彩色平衡的主要思想是什么？
解答:
1. YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示主要原因有以下3点：（1）YUV表色系具有亮度与
色度相分离的特点，黑白电视接收彩色电视节目信号时，只需要将Y、U、V三路信号中的Y信号介入电视机信号即可；（2）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，彩色电视机接收黑白电视节目信号时，只要将U、V两路信号置为0即可。（3）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。
2. 白平衡方法的主要原理是：如果原始场景中的某些像素点应该是白色的（R=G=B=255），
但是由于所获取的图像中的相应像素点存在色偏，这些点的R,G,B三个分量的值不再保持相同，通过调整这三个颜色分量的值，使之达到平衡，由此获得对整幅图像的彩色平衡影射关系，通过该映射关系对整幅图像进行处理，由此达到彩色平衡的目的。
4. YUV表色系的有点体现在以下2个方面：（1）亮度信号与色度信号相互独立，由Y信号构
成的灰度图像与用U、V信号构成的两外两幅单色图是相互独立的。可以对这些单色图单独进行编码。（2）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。
第十章图像变换
一.填空题
1. 所谓的图像变换，是指将图像信号从_空域 __变换到另外的域上进行分析的手段。
2. 图像变换包括了图像的频域变换、图像的时频域变换以及其他正交变换等，其中__ 傅里叶变换属于频域变换。
3. 图像变换包括了图像的频域变换、图像的时频域变换以及其他正交变换等，其中__小波变换属于时频域变换。
4. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，图像变换是指通过一种数学映
射的手段，将空域的图像信息转换到如频域、时频域等空间上进行分析的数学手段。
5. 将一个函数通过正交分解映射到正交函数空间的数学变换称为_正交变换_____
二.选择题
1. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ B ）
A、傅里叶变换
B、小波变换
C、离散余弦变换
D、沃尔什变换
2. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ D ）
A、图像锐化
B、图像去噪
C、图像对比度增强
D、亮度减弱
3. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。
是如何处理得到的？（ B ）
A、图像锐化
B、图像去噪
C、图像亮度减弱
D、图像对比度增强
4. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ B ）
A、图像亮度减弱
B、边缘检测
C、图像对比度减弱
D、图像对比度增强
5. 下图1是一幅标准测试图像Lena图，对图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示。这是如何处理得到的？（ A ）
A、图像锐化
B、边缘检测
C、图像亮度减弱
D、图像对比度减弱
三.判断题
1. 傅里叶变换可以用在图像的卷积运算中，主要原因是：空域上的卷积对应其在频域上的点乘。（ T ）
2. 傅里叶变换可以用在图像压缩中。（ T ）
3. 一幅图像进行一次小波变换后，概貌信息大都集中在高频图像子块中。（ F ）
4. 一幅图像经过1次小波变换后，可以得到4个子块图像。（ T ）
5. 一幅图像进行一次小波变换后，细节信息大都集中在高频图像子块中。（T ）
6. 离散余弦变换是图像处理中常用的正交变换。（ T ）
7. 傅里叶变换的所写是FTT。（ F ）
8. 一幅图像经过2次小波变换后，可以得到8个子块图像。（ F ）
9. 一幅图像进行一次小波变换后，概貌信息大都集中在低频图像子块中。（ T ）
10. 一幅图像进行一次小波变换后，细节信息大都集中在低频图像子块中。（F ）
四.简答题
1. 请简述快速傅里叶变换的原理。
2. 简述至少2种傅里叶变换在图像处理中的应用。
3. 傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的高通滤波中的应用原理。