数字图像考试资料精华版.docx

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数字图像考试资料精华版

·图像是当光辐射能量照在物体上，经过它的反射或透射，或由发光物体本身发出的光能量，在人的视觉器官中所重现出的物体的视觉信息。

·图形采用矢量结构，图像则采用栅格结构

·图像处理包括图像增强、模式识别、景物分析和计算机视觉模型等领域。

·图像的分类按照图像亮度等级分类，可分为二值图像和灰度图像；按照图像的光谱特性分类，可分为彩色图像和黑白图像；按照图像是否随时间变换分类，可分为静止图像与活动图像；按照图像的存在形式分类，可分为实际图像（通常为二维分布，又可分为可见图像和不可见图像）和抽象图像；按照图像所占空间和维数分类，可分为二维图像和三维图像。

·视觉研究可分为视觉生理、视觉特性、视觉模型3个方面

·对图像进行一系列的操作，以达到预期目的的技术称作图像处理。

图像处理可分为模拟图像处理和数字图像处理。

·图像信号的数字处理是指将图像作为图像信号的数学处理技术，按照人们通常的习惯，也称为数字图像处理技术

·数字信号处理技术通常是只利用采集、滤波、检测、均匀、变换、调制、估计等处理，已得到符合人们需要的信号形式。

·图像的采样是将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作，就是把一幅连续图像在空间上分割成M×N个网格，每个网格对应为一个像素点，用一亮度值表示。

·把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特定数码的过程，称为量化，即采样点亮度的离散化

·采样值是决定1幅图像空间分辨率的主要参数，基本上空间分辨率是图像中可辨别的最小细节。

灰度级分辨率是指在灰度级别中可分辨的最小变化。

·数字图像在计算机中是以文件的形式存储的。

常见的图像数据格式包括BMP格式、TIFF格式、TGA格式、GIF格式、PCX格式以及JPEG格式等。

·BMP格式的主要特点如下

（1）BMP格式的图像文件以.bmp作为文件扩展名。

（2）根据需要，使用者可选择图像数据是否采用压缩形式存放（3）当使用者决定采用压缩格式存放BMP格式的图像时，使用游程编码RLE4压缩方式，可得到16色模式的图像；若采用RLE8压缩方式，则得到256色的图像。

（4）可以多种彩色模式保存图像，如16色、256色、24bit真彩色。

（5）数据排列顺序与其他格式的图像文件不同，从图像左下角为起点存储图像，而不是以图像的左上角作为起点。

（6）调色板数据结构中，RGB3基色数据的排列顺序恰好与其他格式文件的顺序相反。

·数字图像信息的特点

（1）信息量大。

（2）数字图像占用的频带较宽。

（3）数字图像中各个像素之间相关性很大。

（4）数字图像处理系统受人的因素影响较大。

·数字图像处理研究的内容

（1）图像数字化

（2）图像变换（3）图像增强（4）图像复原（5）图像分割（6）图像描述和分析（7）图像数据压缩（8）图像分类（9）图像重建

·图像通信系统可分为模拟系统和数字系统2种。

第二章

·全0矩阵

A=zeros（n）:

生成n×n的全0矩阵。

A=zeros（m,n）:

生成m×n的全0矩阵。

·全1矩阵

A=ones（n）:

生成n×n的全1矩阵。

A=ones（m,n）:

生成m×n的全1矩阵。

·单位矩阵

A=eye（n）:

生成n×n的单位矩阵。

A=eye（m,n）:

生成m×n的单位矩阵。

·在缺省的情况下，Matlab将图像中的数据存储为双精度类型（double），即64bit浮点数。

·图像处理工具箱支持4种图像类型，它们是：

真彩色图像（RGBimages）索引色图像（indeximages）灰度图像（intensityimages）二值图像（binaryimages）

·真彩色图像用R、G、B3个分量表示1个像素的颜色

·Matlab中的索引色图像包含2个结构，一个是调色板；另外一个是图像数据矩阵。

调色板是一个有3列和若干行的色彩映像矩阵，矩阵的每行都代表一种色彩，通过3个分别代表红、绿、蓝颜色强度的双精度数，形成一种特定的颜色。

·索引图像包括一个数据矩阵X，一个颜色映像矩阵map。

其中map是一个m×3的数据矩阵

·如果调色板包含的颜色数目多于图像颜色数目，那么额外的颜色都将被忽略；如果调色板包含的颜色数目少于图像颜色数目，则超出调色板颜色范围的图像像素都将被设置为调色板中的最后一个颜色。

·显示一幅索引图像时，imshow函数将设置以下句柄图形属性控制颜色显示方式。

·数字图像处理的方法分为两类：

空间域处理法（或者称为空域法）和频域法（或者称为变换域法）。

·正交变换可分为3大类型，即正弦型变换、方波型变换和基于特征向量的变换。

正弦型变换主要包括傅里叶变换、余弦变换和正弦变换；方波型变换主要包括哈达玛（Hadamarn）变换、沃尔什（Walsh）变换、斜变换和Haar变换；基于特征向量的变换主要包括Hotelling变换、K－L变换和SVD变换。

·傅里叶变换主要分为连续傅里叶变换和离散傅里叶变换，

·在傅立叶级数展开式中，如果被展开的函数是实偶函数，那么其傅立叶级数中只包含余弦项，再将其离散化可导出余弦变换，因此称之为离散余弦变换。

·图像增强的方法是通过锐化、平滑、去噪、对比度拉伸等手段对图像附加一些信息或变换数据，使图像与“视觉”响应特性匹配，以用来突出图像中的某些目标特征而抑制另一些特征，或简化数据提取。

·图像在摄取、传输、储存和处理过程中，不可避免地要引起某些失真而使图像退化。

图像退化的典型表现为图像模糊、失真、有噪声等

·图像复原的一般过程为

分析退化原因→建立退化模型—>反向推演→恢复图像

·图像复原和图像增强二者的目的都是为了改善图像的质量。

但图像增强不考虑图像是如何退化的，只通过试探各种技术增强图像的视觉效果。

·数据压缩是指以最少的数码表示信源所发出的信号，减少容纳给定消息集合或数据采样集合的信号空间

·图像编码的国际标准主要是国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）制定的。

其主要目的包括：

①提供高效的压缩编码算法；②提供统一的压缩数据流格式。

·图像数据压缩过程有3个基本环节：

变换、量化和编码

·根据解压重建后的图像和原始图像之间是否有误差分为无损编码和有损编码。

·直方图的性质

（1）直方图是一幅图像中各像素灰度值出现的频数的统计结果，它只反映该图像中不同灰度值出现的次数，而未反映某一灰度值像素所在的位置。

（2）任一幅图像，都能唯一地确定出一幅与它对应的直方图，但不同的图像，可能有相同的直方图。

（3）如果一幅图像由两个不连续的区域组成，并且每个区域的直方图已知，则整幅图像的直方图是这两个区域的直方图之和。

·图像编码分为空间域编码和变换域编码2大类。

·基于压缩编码参数的评价：

图像熵；平均码字长度；编码效率；压缩比

·比特面编码是一种非常简单的编码方法，它把灰度图像的编码转换为对各比特面的二值编码

·JPEG2000主要特点

（1）良好的低比特率压缩性能

（2）连续色调和二值图像压缩（3）同时支持无损和有损压缩（4）按像素精度和图像分辨率的渐近传输（5）感兴趣区域编码（6）良好的抗误码性（7）开放的框架结构

·生物识别技术（BiometricIdentificationTechnology）是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术

·常见的生物识别技术主要有指纹、脸形、虹膜、视网膜、手写体、声音、掌纹、手形和脸部热谱图9种

·自动指纹识别算法体系大致由指纹图像采集、指纹图像预处理、特征提取、指纹分类和指纹比对几个部分组成。

·自动指纹识别系统的工作模式可以分为2类：

验证模式和辨识模式。

·车牌识别过程大体可分为4个步骤：

图像预处理、车牌定位和分割、车牌字符的分割和车牌字符识别

·预处理工作包括以下4个方面。

（1）消除模糊。

（2）图像去噪。

（3）图像增强。

（4）水平校正

·图像压缩编码系统的组成框图

·图像是当光辐射能量照在物体上，经过它的反射或透射，或由发光物体本身发出的光能量，在人的视觉器官中所重现出的物体的视觉信息。

·图形采用矢量结构，图像则采用栅格结构

·图像处理包括图像增强、模式识别、景物分析和计算机视觉模型等领域。

·图像的分类按照图像亮度等级分类，可分为二值图像和灰度图像；按照图像的光谱特性分类，可分为彩色图像和黑白图像；按照图像是否随时间变换分类，可分为静止图像与活动图像；按照图像的存在形式分类，可分为实际图像（通常为二维分布，又可分为可见图像和不可见图像）和抽象图像；按照图像所占空间和维数分类，可分为二维图像和三维图像。

·视觉研究可分为视觉生理、视觉特性、视觉模型3个方面

·对图像进行一系列的操作，以达到预期目的的技术称作图像处理。

图像处理可分为模拟图像处理和数字图像处理。

·图像信号的数字处理是指将图像作为图像信号的数学处理技术，按照人们通常的习惯，也称为数字图像处理技术

·数字信号处理技术通常是只利用采集、滤波、检测、均匀、变换、调制、估计等处理，已得到符合人们需要的信号形式。

·图像的采样是将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作，就是把一幅连续图像在空间上分割成M×N个网格，每个网格对应为一个像素点，用一亮度值表示。

·把采样点上对应的亮度连续变化区间转换为单个特定数码的过程，称为量化，即采样点亮度的离散化

·采样值是决定1幅图像空间分辨率的主要参数，基本上空间分辨率是图像中可辨别的最小细节。

灰度级分辨率是指在灰度级别中可分辨的最小变化。

·数字图像在计算机中是以文件的形式存储的。

常见的图像数据格式包括BMP格式、TIFF格式、TGA格式、GIF格式、PCX格式以及JPEG格式等。

·BMP格式的主要特点如下

（1）BMP格式的图像文件以.bmp作为文件扩展名。

（2）根据需要，使用者可选择图像数据是否采用压缩形式存放（3）当使用者决定采用压缩格式存放BMP格式的图像时，使用游程编码RLE4压缩方式，可得到16色模式的图像；若采用RLE8压缩方式，则得到256色的图像。

（4）可以多种彩色模式保存图像，如16色、256色、24bit真彩色。

（5）数据排列顺序与其他格式的图像文件不同，从图像左下角为起点存储图像，而不是以图像的左上角作为起点。

（6）调色板数据结构中，RGB3基色数据的排列顺序恰好与其他格式文件的顺序相反。

·数字图像信息的特点

（1）信息量大。

（2）数字图像占用的频带较宽。

（3）数字图像中各个像素之间相关性很大。

（4）数字图像处理系统受人的因素影响较大。

·数字图像处理研究的内容

（1）图像数字化

（2）图像变换（3）图像增强（4）图像复原（5）图像分割（6）图像描述和分析（7）图像数据压缩（8）图像分类（9）图像重建

·图像通信系统可分为模拟系统和数字系统2种。

第二章

·全0矩阵

A=zeros（n）:

生成n×n的全0矩阵。

A=zeros（m,n）:

生成m×n的全0矩阵。

·全1矩阵

A=ones（n）:

生成n×n的全1矩阵。

A=ones（m,n）:

生成m×n的全1矩阵。

·单位矩阵

A=eye（n）:

生成n×n的单位矩阵。

A=eye（m,n）:

生成m×n的单位矩阵。

·在缺省的情况下，Matlab将图像中的数据存储为双精度类型（double），即64bit浮点数。

·图像处理工具箱支持4种图像类型，它们是：

真彩色图像（RGBimages）索引色图像（indeximages）灰度图像（intensityimages）二值图像（binaryimages）

·真彩色图像用R、G、B3个分量表示1个像素的颜色

·Matlab中的索引色图像包含2个结构，一个是调色板；另外一个是图像数据矩阵。

调色板是一个有3列和若干行的色彩映像矩阵，矩阵的每行都代表一种色彩，通过3个分别代表红、绿、蓝颜色强度的双精度数，形成一种特定的颜色。

·索引图像包括一个数据矩阵X，一个颜色映像矩阵map。

其中map是一个m×3的数据矩阵

·如果调色板包含的颜色数目多于图像颜色数目，那么额外的颜色都将被忽略；如果调色板包含的颜色数目少于图像颜色数目，则超出调色板颜色范围的图像像素都将被设置为调色板中的最后一个颜色。

·显示一幅索引图像时，imshow函数将设置以下句柄图形属性控制颜色显示方式。

·数字图像处理的方法分为两类：

空间域处理法（或者称为空域法）和频域法（或者称为变换域法）。

·正交变换可分为3大类型，即正弦型变换、方波型变换和基于特征向量的变换。

正弦型变换主要包括傅里叶变换、余弦变换和正弦变换；方波型变换主要包括哈达玛（Hadamarn）变换、沃尔什（Walsh）变换、斜变换和Haar变换；基于特征向量的变换主要包括Hotelling变换、K－L变换和SVD变换。

·傅里叶变换主要分为连续傅里叶变换和离散傅里叶变换，

·在傅立叶级数展开式中，如果被展开的函数是实偶函数，那么其傅立叶级数中只包含余弦项，再将其离散化可导出余弦变换，因此称之为离散余弦变换。

·图像增强的方法是通过锐化、平滑、去噪、对比度拉伸等手段对图像附加一些信息或变换数据，使图像与“视觉”响应特性匹配，以用来突出图像中的某些目标特征而抑制另一些特征，或简化数据提取。

·图像在摄取、传输、储存和处理过程中，不可避免地要引起某些失真而使图像退化。

图像退化的典型表现为图像模糊、失真、有噪声等

·图像复原的一般过程为

分析退化原因→建立退化模型—>反向推演→恢复图像

·图像复原和图像增强二者的目的都是为了改善图像的质量。

但图像增强不考虑图像是如何退化的，只通过试探各种技术增强图像的视觉效果。

·数据压缩是指以最少的数码表示信源所发出的信号，减少容纳给定消息集合或数据采样集合的信号空间

·图像编码的国际标准主要是国际标准化组织（ISO）和国际电信联盟（ITU）制定的。

其主要目的包括：

①提供高效的压缩编码算法；②提供统一的压缩数据流格式。

·图像数据压缩过程有3个基本环节：

变换、量化和编码

·根据解压重建后的图像和原始图像之间是否有误差分为无损编码和有损编码。

·直方图的性质

（1）直方图是一幅图像中各像素灰度值出现的频数的统计结果，它只反映该图像中不同灰度值出现的次数，而未反映某一灰度值像素所在的位置。

（2）任一幅图像，都能唯一地确定出一幅与它对应的直方图，但不同的图像，可能有相同的直方图。

（3）如果一幅图像由两个不连续的区域组成，并且每个区域的直方图已知，则整幅图像的直方图是这两个区域的直方图之和。

·图像编码分为空间域编码和变换域编码2大类。

·基于压缩编码参数的评价：

图像熵；平均码字长度；编码效率；压缩比

·比特面编码是一种非常简单的编码方法，它把灰度图像的编码转换为对各比特面的二值编码

·JPEG2000主要特点

（1）良好的低比特率压缩性能

（2）连续色调和二值图像压缩（3）同时支持无损和有损压缩（4）按像素精度和图像分辨率的渐近传输（5）感兴趣区域编码（6）良好的抗误码性（7）开放的框架结构

·生物识别技术（BiometricIdentificationTechnology）是利用人体生物特征进行身份认证的一种技术

·常见的生物识别技术主要有指纹、脸形、虹膜、视网膜、手写体、声音、掌纹、手形和脸部热谱图9种

·自动指纹识别算法体系大致由指纹图像采集、指纹图像预处理、特征提取、指纹分类和指纹比对几个部分组成。

·自动指纹识别系统的工作模式可以分为2类：

验证模式和辨识模式。

·车牌识别过程大体可分为4个步骤：

图像预处理、车牌定位和分割、车牌字符的分割和车牌字符识别

·预处理工作包括以下4个方面。

（1）消除模糊。

（2）图像去噪。

（3）图像增强。

（4）水平校正

·图像压缩编码系统的组成框图