数字图像分析考试复习题.docx

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数字图像分析考试复习题

数字图像分析复习题

1.没有眼睛也可以具有视觉，只要它能够感知客观世界的空间结构与存在。

答：

视觉定义：

人（动物）通过光学（非光学）特性来感知理解客观世界空间结构、特点及运动规律的功能；没有眼睛也可以具有视觉，只要它能够感知客观世界的空间结构与存在。

光学特性不是视觉感知的唯一手段。

视觉系统的研究目的：

感知视觉世界的空间存在，了解周围视觉世界的空间结构、特点、组成以及它们的空间运动规律，与感知类型无关。

2.数字图像分析有哪三个层次？

答：

低层处理,中层模型表达,高层理解及描述

3.低层处理的内容有哪些？

答：

基于图象特征抽取与分割阶段

4.为什么要进行中层建模？

答：

为了进一步进行描述，以便对其进行分析。

基于物体的几何模型与图象特征表达；

5.高层分析要做哪些工作？

答：

基于景物知识的描述与理解

6.人的视网膜上存在哪三种不同的锥状细胞？

答：

人的视网膜上存在红、绿、蓝三种锥状细胞，锥状细胞感知白天的光线敏感，并能分辨色彩

7.视网膜的作用是哪些？

答：

起光电传感器的作用，由感光细胞（锥状细胞核杆状细胞，吸收光量子，输出生物流）按一定的结构排列组成。

8.锥状细胞（红、绿、蓝）：

对白天的光线敏感，并能分辨色彩

9.杆状细胞：

对暗淡的光线敏感

10.什么是视觉的对比性或适应性？

试举例说明？

答：

适应性或对比性：

依赖于相对比较而得到感受的视觉特性；这种受到先前模式影响的视觉适应性或对比性成为视觉的“惰性”；

举例：

马赫带现象：

视觉的对比性夸大了实际敏感度变化的现象。

11.金字塔数据结构所需要的数据量是原始图像的多少倍？

答：

金字塔结构是一个图像序列{ML,ML-1,…M0},其中ML是具有原图像，一次降低一倍分辨率得到该图像序列。

当原图像的分辨率是2的整数幂时，M0仅对应于一个像素。

当需要对图像的不同分辨率同时进行处理时，可以采用这种数据结构。

分辨率每降低一层，数据量减少4倍，处理速度则提高4倍。

那么金字塔结构存储所有图像矩阵需要的像素个数为：

N2（1+1/4+1/16+…）≈1.33N2

12.什么是图像增强？

答：

图像增强是指按特定的需要，突出一幅图像中的某些信息，同时，削弱或去除某些不需要的信息的处理方法。

13.什么是图像的灰度直方图？

答：

灰度级的直方图就是反映一幅图像中的灰度级与出现这种灰度的概率之间的关系的图形。

14.直方图均衡化的基本思想是什么？

答：

直方图均衡方法的基本思想是对在图像中像素个数多的灰度级进行展宽，而对像素个数少的灰度级进行缩减，从而达到清晰图像的目的。

15.什么是颜色直方图？

答：

颜色直方图是在许多图像检索系统中被广泛采用的颜色特征，它所描述的是不同色彩在整幅图像中所占的比例。

色彩直方图是高维直方图的特例，它统计色彩的出现频率，即色彩的概率分布信息。

16.为什么要进行伽马校正，试解释伽马校正的基本原理

答：

Gamma变换用于通常的对照度操作，扩展暗的灰度级，压缩亮的灰度级。

原理：

校正（GammaCorrection，伽玛校正）：

所谓伽玛校正就是对图像的伽玛曲线进行编辑，以对图像进行非线性色调编辑的方法，检出图像信号中的深色部分和浅色部分，并使两者比例增大，从而提高图像对比度效果，不然会失真。

17.一个好的平滑方法应该是既能够去掉图像中的寄生效应又不使图像的边缘轮廓和线条模糊。

（选择题）

18.试阐述均值滤波器（中值滤波器）的算法？

答：

（1）以待处理像素为中心，做一个m*m的作用模版；有个公式：

？

（2）在模板中，选择K个与待处理像素的灰度差为最小的像素；

（3）将这K个像素的灰度均值（中值）替换掉原来的像素值。

19.什么是低通滤波？

什么是高通滤波？

答：

低通滤波,：

图像的边缘、跳跃部分以及颗粒噪声代表图像的高频分量，而大面积的背景则代表图像的低频分量，用低通滤波的方法滤除其高频部分就能够去掉噪声，使图像得到平滑。

高通滤波：

由于图像中的边缘及急剧变化部分与高频分量有关，所以利用高通滤波器衰减图像信号中的低频分量，就会相对强调其高频分量，从而加强了图像的边缘及急剧变化部分，达到图像锐化的目的。

20.什么是图像尖锐化？

答：

图像尖锐化处理主要是增强图像的边缘及灰度跳变部分。

21.试阐述理想低通（高通）滤波的基本思想。

答：

理想低通滤波是指以截频D0为半径的所有频率都能无损地通过，而在截频之外的频率分量完全被衰减。

理想高通滤波的传递函数形式：

D0成为截止频率，D（u,v）是从频率域的原点到（U,V）点的距离。

由于图象中的边缘及急剧变化部分与高频分量有关，所以利用高通滤波器衰减图象信号中的低频分量，就会相对强调其高频分量，从而加强了图象的边缘及急剧变化部分，达到图象锐化的目的。

有个流程图：

？

22.试阐述同态滤波的基本思想。

？

23.什么是图像复原？

其基本思想是什么？

答：

定义：

主要目的就是要改善给定的图像的质量，在图像复原的过程中，人们试图利用某种先验知识，把一幅模糊图像，经过计算机处理，使其恢复或接近原来真实的图像，我们把这种去掉图像模糊的过程就认为是一个复原问题。

其基本思想就是逆滤波复原。

通过图来说清楚。

24.什么是图像重建？

其基本思想是什么？

答：

根据物体横剖面的投影数据，经过计算机处理后，得到物体横剖面的图像，这种从数据到图像的处理技术，称为图像重建。

基本思想：

代数迭代法、傅立叶变换法、滤波逆投影法

25.为什么要进行图像分割？

答：

提取出感兴趣的对象，为进一步的理解和识别做准备，有利用对每一个区域来进行后续的区别。

26.图像分割的特点有哪些？

答：

均匀性、连通性、边缘完整性、反差性

27.什么是全局门限？

什么是局部门限？

答：

全局门限：

对整个图像，所有的像素值使用一个门限值；

局部门限：

对整个图像，每个像素值都具有自己的一个特定的门限值。

28.试给出Ostu二值化方法的算法？

算法的输入是一副图像，输出是没，根据输入图像获得图像的直方图，让图像从最高到最低的灰度级，对图像分成两类，找出其中最大的。

29.试给出基于四叉树的分裂与合并图像分割算法；？

29.试阐述皮肤颜色建模的基本思想？

30.什么是像素的邻接关系？

答：

对于图像中的两个像素点P与Q，若Q存在于P的8领域或4领域中，则称P与Q具有邻接关系。

31.什么是连通？

什么是连通域？

答：

对于图象中的两点p与q，若存在一条路径连接p与q，则称p与q是连通的；

若对于图象中的一个点集，中间任意两点都是连通的，则称该点集组成一个连通域。

32.什么是连通域标记？

答：

就是对每一个连通域用阿拉伯数字标记，生成的标号图象的像素值就是像素所在连通域的标号。

33.试给出基于行程的连通域标记算法？

答：

答：

算法:

行程编码（run_based）RI

1）第一遍扫描:

对于图象的第一行，将若干个新的标号赋予第一行的行程

2）对于第二行及以后的行：

假如在某一行的行程不和前面的任一行程相邻，则赋予一个新的标号；

若正好和前面的一个行程相邻，那么就将它的标号赋予新的行程；

若和前面不止一个行程相邻，则发生标号冲突；

3）第二遍扫描：

根据等价表的信息对行程进行重新标注。

34.二值数学形态学的作用是什么？

它由哪几部分构成？

答：

作用：

充当二值图像的探针，可以填充区域，驱除杂点。

构成：

二值图像B和结构元S

35.试给出图像膨胀（腐蚀）操作的思想？

答：

膨胀：

让结构元S的原点对图象进行扫描，一旦遇到二值图象的“1”像素时，结构元整体形状就与输出图象进行“或”运算。

腐蚀：

让结构元S的原点对准二值图象上每一个像素，如果结构元上每一个“1”像素全都覆盖二值图象上的“1”像素时，则将值“1”与输出图象进行“或”运算。

36.网络摄像机一般包括哪三部分？

答：

包含CCD模块、网络服务器及网卡三大部分

37.试利用DVR构造一个简单的数字视频监控系统？

答：

首先摄像头录制的视频信号，经过是视频分频器，分为两路，一路给DVR，一路给矩阵，给DVR的通过视频编码由模拟信号转为数字信号，传送给上一层或者存储到硬盘供视频解码服务器解码播放，到矩阵的供分局调看任一路视频信号。

：

首先摄像头录制的视频信号，经过视频分配器，分为两路，一路给DVR，一路给矩阵，给DVR的通过视频编码由模拟信号转为数字信号，传送给上一级或者存储到硬盘供视频解码服务器解码播放，到矩阵的供分局调看任一路视频信号。

38.给出通过图像相减实现变化的检测算法？

39.描述利用一阶递归滤波器实现运动目标提取的算法？

答：

采用一阶递归滤波器来实现背景图象或背景帧的自适应生成,用当前帧与之相差得灰度图象，再用形态学的开操作清除噪声，填补空缺。

若当前原始图象前一帧为Fj-1，背景帧为Bj-1，则当前背景帧Bj可以采用一阶递归滤波器来生成：

Bj=（1–a）Bj-1+aFj-1;

其中0

运动区域可以通过计算当前原始帧与当前背景帧之间的差值的绝对值来提取，若此差值超过一个给定的门限值T，则认为此象素是活动的，即：

Mj=1（Fj-Bj）的绝对值>T

0否则

其中Mj为二值化的只包含运动区域的图象。

40.试阐述智能视觉视频监控的意义？

答：

可以这样归纳：

智能视觉视频监控主要意义在于代替人力，对活动视频进行24小时的计算机自动分析，并把视频分析的结果用于到各种应用领域中，如：

公共安全防护、反恐活动等

41.什么是简单边界点？

什么是端点？

答：

简单边界点：

对于S中的一个点P，如果其邻域中属于S的点只有一个与其相邻接的连通分量，则P为S的简单边界点。

端点：

S中的一个点P，如果其邻域中属于S的点只有一个1像素，则P为S的端点点。

42.细化算法的原则是什么？

答：

S为代表线状区域的象素的集合，细化就是要在保持连通性且不减小形状长度的条件下消去S中那些不是端点的简单边界点，过程是按S的上（北）、下（南）、左（西）、右（东）四个方向顺序，反复进行扫描以消去可删除简单边界点，直到不存在可以消去的简单边界点为止。

43.试描述边界跟踪算法的基本思想。

答：

若已知前继点Q，当前点P，从P的邻域（8或者4）中按顺（逆）时针方向发现下一个边界点，直到遇到P点为止，跟踪结束；若图象有多个区域则需要对已经跟踪过的区域进行标记，以避免跟踪过程的重复。

44.曲线拟合的核心问题是什么？

答：

曲线拟合就是把曲线分割成若干段，每一段采用简单的数学曲线（直线、圆、圆弧、椭圆等）去逼近。

这样曲线就可以采用分割点的坐标及其数学曲线函数来表示：

（ZI，Fi），其中ZI=（Xi，Yi），i=1,2,…n曲线拟合的核心问题就是ZI和Fi的选择。

45.如何生成链码？

如何利用它求出区域的周长？

答：

设曲线坐标链为{（x0,y0）,（x1,y1）,…,（xn,yn）}，若当前点为（xi,yi），后继点为（xi+1,yi+1），则通过计算：

△xi=xi+1-xi，△yi=yi+1-yi

由下表可以得到相应的链码：

周长：

46.试阐述直线Hough变换的基本思想？

答：

将x-y平面中的直线做变换：

c=-xm+y

上式可以看作为以m-c为变量的函数式,称为Hough变换。

据此可以看出：

x-y平面中共线的点映射为m-c平面中共点的线。

这个特性就提供了一种从x-y图象平面中发现直线的方法。

即在Hough平面上找到经过直线交叠处最多的点（m,c），可以得知在x-y平面上存在一条共线（直线）点，它们组成直线。

47.如何利用行程描述区域？

答：

利用扫描线的位置及长度来表示区域的编码，成为行程码。

48.什么是中轴变换？

答：

对于区域R中的一个边长为r、中心位置为p的正方形块S，若在R内不存在另一个区域包围S，则称正方形块S为R的一个最大方块。

区域R到表示区域的最大方块集合的{（pi,ri）}映射，就称为中轴（MAT）变换。

49.给出四叉树的生成算法？

答：

（a）整个图象作为四叉树的根结点，进行四等分，形成四个子结点；

（b）对四个子结点进行检查，确定结点属性（黑色、白色、灰色），存入堆栈Stack;

（c）若栈非空，则执行（d）；否则结束；

（d）若结点为灰色，则平分对应的区域，同时从该结点分叉出四个结点，重复步骤（b）。

50.什么是区域的面积？

答：

区域的像素数

51.什么是模式？

什么是模式类？

模式是对某些感兴趣客体的定量或结构描述。

模式类就是具有某些共同特性的模式的集合。

52.什么是模式识别？

给出图像识别的一般流程？

模式识别：

是一种从大量信息和数据出发，在专家经验和已有认识的基础上，利用计算机和数学推理的方法对形状、模式、曲线、数字、字符格式和图形自动完成识别的过程。

流程：

初识图像、图像信息获取、信息处理特征抽取、判断和分类

53.试给出KNN算法？

54.试给出贝叶斯分类器的训练和分类算法？

55.试给出HCM聚类算法？

56.FCM的算法

考试题目类型

1.选择题：

15小题，30分

2.论述题：

3题，30分

3.算法描述题：

2题，30分

4.综合题：

设计和实现一个图像分析系统，给出流程图，10分