数字图像复习题.docx

【数字图像处理】是计算机科学领域的一个重要分支，主要研究如何使用数字计算机对图像进行处理、分析和理解。数字图像由像素构成，每个像素代表图像中一个特定位置的色彩和亮度信息。数字图像处理通常涉及以下几个核心概念： 1. **图像、数字图像和数字图像处理**：图像是一种对现实世界物体的视觉表示，而数字图像则是通过数字化过程将其转换成由像素组成的矩阵。数字图像处理则是应用计算机技术来改变图像的属性，如增强细节、消除噪声、压缩或解压缩图像数据。 2. **数字图像处理的三个层次**： - **图像处理**：这是最基础的层次，主要关注图像的视觉效果改善，如平滑、锐化、色彩校正等。 - **图像分析**：这一层次涉及到图像的特征提取，如边缘检测、形状识别，以及对图像中物体的测量和计算。 - **图像理解**：最高层次，目的是理解图像内容，识别场景中的对象，甚至推断场景的意义和上下文。 3. **数字图像处理的研究内容**：包括图像获取、增强、变换、编码、恢复、重建、分割、编码和压缩等。这些任务旨在提高图像的质量、提取有用信息，并便于存储和传输。 4. **数字图像处理系统的模块**： - **图像输入**：负责将模拟图像转换为数字图像，例如通过扫描仪或摄像头。 - **图像存储**：存储图像数据，可能包括内存和硬盘等介质。 - **图像输出**：显示图像或打印图像，如显示器和打印机。 - **图像通信**：涉及图像的传输和分享，如网络上传或下载。 - **图像处理与分析**：执行实际的处理算法，包括图像的预处理和高级分析。 5. **图像的数字化过程**：包括**采样**（将连续图像转换为离散点）和**量化**（将采样点的灰度值转换为数字表示）。量化通常采用8位（256级灰度），但也可以根据需求选择不同位数。 6. **分辨率**：描述了图像的精细程度，通常以像素/英寸（ppi）衡量，高分辨率意味着图像更清晰，包含更多细节。 数字图像处理的方法有空间域法（点操作和邻域操作）和变换域法。空间域法直接操作像素，而变换域法则通过傅立叶变换等方法在频域中处理图像。 例如，在计算图像存储容量时，我们需要知道图像的尺寸、灰度级数量和颜色位深。例如，一个1024×768分辨率，256灰度级的图像需要的存储空间是786432字节，而一个512×512的32位真彩图像则需要1048576字节。 **灰度直方图**是描述图像中灰度级分布的重要工具，反映了各灰度值出现的频率。**中值滤波**则是一种有效的去噪方法，通过取像素邻域的中值来过滤噪声。 **图像增强**的主要目的是改善图像的可读性，提升视觉效果，或突出特定特征，包括调整灰度直方图、应用滤波器等。这个过程可以应用于医学影像分析、安全监控、遥感图像处理等多种领域，对于理解和解析图像信息至关重要。