数字图像后处理.doc

数字图像后处理复习题
1、数字图像处理定义——用计算机对图像进行处理，图像后处理技术可利用红外、微波等信息进行数字成像，将不可见信息变为可见。它是对一个物体的数字表示，是对一个二维矩阵施加一系列的操作，将一幅图像变为另一幅图像，即将一个二维矩阵变为另一个二维矩阵的过程。
2、数字图像处理的意义
w 帮助人们更加客观、准确地认识世界，比如图像增强技术和模式识别技术。
w 拓宽人类获取信息的视野范围。
w 广泛深入地应用于与国计民生休戚相关的各个领域。
3、图像是与之对应的物体或目标的一个表示，这个表示可以通过某种技术手段得到。
4、图像的分类：可见图像；物理图像；数学图像。
5、数字图像的获取
将传统的可见光图像经过数字化处理转换为数字图像
应用各种光电转换设备直接得到数字图像，
直接由二维离散数学函数生成数字图像。
6、像素是构成图像的最小基本单位，每个像素具有独立的属性。一个像素最少具有两个属性，即像元的位置和灰度值。位置由像元所在的行列坐标决定，通常用坐标对(x，y)表示，像元的灰度值可以理解为图像上对应点的亮度值。
7、在计算机内生成一个二维矩阵的过程。包括三个步骤：扫描、采样和量化。
8、数字图像处理中的基本图像类型：按照颜色和灰度的多少可以将图像分为二值图像（黑白）、灰度图像（黑白）、索引图像（黑白或彩色）和真彩色RGB图像（彩色）四种基本类型
9、索引图像与RGB图像的比较
w 都可以存放彩色图像
w 索引图像所表示的颜色数量是由索引矩阵MAP的大小决定的，而MAP的大小又由像素灰度值的值域决定，所以在8位无符号整型数据的情况下，索引图像只能表示256种颜色。
w RGB图像则将每一像素的颜色(R、G、B三个分量)直接存放在一个三维的图像矩阵中，因此其所表示的颜色理论上可多达224(28×28×28)种颜色，远远多于索引图像的256种颜色。
w 像素的颜色直接存放在图像矩阵中，在读取数据时不需要像索引图像一样需经过检索索引矩阵，所以RGB图像的显示速度很快。
w 索引图像也有一定的优势。
w 首先，其所占用的存储空间远远小于RGB图像，因此在对图像颜色要求不高的情况下，一般就用索引图像存放彩色图像。
w 其次，由于索引图像的颜色值存放在索引矩阵MAP中，在修改图像的颜色时直接修改索引矩阵即可，而不需要修改图像矩阵，因此在比较选择不同的图像处理方案时，索引图像显得非常方便。
10、四种基本类型图像的比较
w 二值图像仅能表示黑、白两种颜色，但所需的存储空间最少。
w 灰度图像可以表示由黑到白渐变的256个灰度级，每个像素需要一个字节(8 bits)存储空间。
w 索引图像可以表示256种颜色，与灰度图像一样，每个像素需要一个字节存储，为了表示256种颜色，还需要一个颜色索引矩阵(256×3)。
w RGB图像可以表示224种颜色，相应的每个像素需要3个字节的存储空间，是灰度和索引图像的3倍。
11、RGB彩色空间：由红、绿、蓝三原色构成。属三维矩阵，M×N×3
IHS彩色空间：由色调(颜色的类别，如红绿蓝等，记为H)，饱和度(颜色的纯度，记为S)及亮度(人眼感受到的明亮程度，记为I)三个变量构成。
12、一个完整的数字图像处理系统由：输入设备；主机系统；输出设备；存储器等四部分构成。
13、实现数模转换设备主要有：扫描仪、数字相机、黑白和彩色电视摄像机、CCD摄像机、胶片扫描仪等。
14、、图像数字化器的功能和组成
w 采样孔：使图像数字化器能够在整幅图像中取出独立的像素
w 扫描器件：以预定的方式在图像上移动采样孔，按照顺序一一传送像素；
w 光传感器：通过采样孔采集每个像素的亮度，将光强信号转换为电压或电流信号；
w 转换器：将传感器的连续输出转换为整数值，数字化部件由模-数转化器电路组成；
w 输出介质：转换器产生的灰度值必须以适当的格式存储以备后续处理。
15、图像数字化器的扫描方式一般有两种：扫进和扫出
16、通量设I1是入射的光流量密度， I2是透过的光流量密度，通量T1反映了被物体吸收的光强，变化范围从0到1。物体的通量T1为： 物体的光密度D1即通量的倒数取一个对数，表示为观功率 物体吸光的性质是叠加的，光密度相加，通量相乘。
17、数字图像的显示特性是图像的大小、光度分辨率、低频响应、高频响应、点间距和噪声特性。
18、线性系统——设对某一特定系统，输入fi(t)产生输出gi(t)，即
线性系统满足叠加性和齐次性(可加性和比例性)。
19、数字图像显示特性：图像的大小、光度分辨率、低频响应、高频响应、点间距和噪声特性。
20、直方图的性质
w 图像中各像素灰度值出现次数或频数的统计结果，只反映该图像中不同灰度值出现的频率，而未反映某一灰度值像素所在的位置。
w 任一幅图像，都能惟一地算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。也就是说，图像与直方图之间是一种多对一的映射关系。
w 直方图是对具有相同灰度值的像素统计计数得到的，一幅图像各子区的直方图之和就等于该图全图的直方图。
21、直方图的作用：检查数字化参数；选择边界阈值；计算综合光密度
22、根据处理操作的特点，可将处理运算方式分为点运算、代数运算和几何运算。
23、图像增强的目的：突出图像中的“有用”信息，扩大图像中不同物体特征之间的差别，为图像的信息提取及其他图像分析技术奠定良好的基础。图像增强技术根据增强处理过程所在的空间不同，可分为基于空间域的增强方法和基于频率域的增强方法两类。
24、傅里叶变换的定义 其中，j2=一1
傅里叶反变换定义为：
25、线性拉伸采用的变换公式一般为： g(x,y)=f(x,y)·C+R

分段线性拉伸

26、理想低通滤波器 梯形低通滤波器 理想高通滤波器

带通和带阻滤波器

27、空间域滤波增强技术
对图像的高频增强称为高通滤波，它可以突出物体的边缘轮廓，从而起到锐化图像的作用，因此也可以称为锐化滤波器
低通滤波(即平滑滤波器)则是指对图像的低频部分进行增强，对图像进行平滑处理，一般用于图像的噪声消除。从频率域的角度讲，它可以减弱甚至消除图像的高频分量，而保留低频分量。
28、平滑滤波器：常用的有邻域均值法和中值滤波法，前者是线性的而后者则是非线性的。
29、图像复原与图像增强区别：
图像增强技术是突出图像中的“有用”信息，扩大图像中不同物体特征之间的差别，为图像的信息提取及其他图像分析技术奠定良好的基础。
图像增强处理只是突出了某些信息，增强了对某些信息的辨识能力，其他信息则被压缩了。
图像的增强处理并不是一种无损处理，更不能增加原图像的信息，而是通过某种技术手段有选择地突出对某一具体应用“有用”的信息，削弱或抑制一些无用信息。
图像复原的过程是沿着图像退化的逆向过程进行的，首先根据先验知识分析退化原因，了解图像变质的机理，在此基础上建立一个退化模型，然后用相反的过程对图像进行处理，使图像质量得到改善。
虽然图像复原与图像增强都是为了改善图像的质量，但它们之间是有区别的。
图像增强技术是通过某些技术来突出图像中感兴趣的特征，在对图像进行处理的过程中，不考虑图像退化的真实物理过程。因此，增强后的图像可能与原始图像有一定的差异，而图像的复原则是针对图像的退化原因做出补偿，使恢复后的图像尽可能地接近原图像。
30、数据压缩技术的三个重要指标是：压缩比、压缩算法和失真性。
31、信息度量 空间（X，Y）上的离散化即采样
光亮度f的离散化即量化
关系到最终的数字图像与原图像是否接近的两个关键因素
32、根据解码后的图像数据与原始图像数据是否完全一致，可分为有损编码与无损编码。
根据压缩原理进行划分，可分为信息熵编码、预测编码、变换编码等。
33、JPEG是联合图片专家组的简称(Joint Photographic Experts Group)，对静止彩色图像和灰度图像(也称为连续色调图像)的压缩标准
34、MPEG是运动图像专家小组(Motion Picture Experts Group)的简称，该组织专门致力于对运动图像压缩编码技术
w 运动图像的压缩包括两个主要方面：帧内压缩与帧间压缩。
w 帧内压缩是删除空间的数据冗余，帧间压缩则是删除帧与帧之间的时间冗余。
35、模式识别的两个步骤 ：特征提取可分为光谱特征(灰度值)提取和空间纹理特征提取两部分；决策分类
特征提取主要是指图像几何空间特征的提取。
36、指纹识别系统有两种工作模式，即身份验证模式(verification)和身份识别模式(identification)。
身份验证的目的是确认用户声称的身份是否与其真实身份一致，即回答：他是某人吗？这样一个问题。一对一的比对
身份识别的目的是识别出用户的真实身份。即回答“他是谁?”的问趣，是一个一对多的匹配过程。
37、指纹识别过程包括指纹采集图像处理、特征提取和匹配四个模块。
38、图像预处理部分包括以下步骤：图像分割、平滑处理、锐化处理、图像二值化、图像修饰和细化。
39、图像处理技术在放射学中的应用：
图像增强技术：A、空域灰度变换（线性或非线性拉伸、基于灰度直方图的增强、代数运算）
B、空域和频域滤波（平滑处理和边缘增强）
C、彩色增强（伪彩色增强）
模式识别技术：A、医学影像诊断
B、CAD
40、英文缩写
CCD 电荷耦合器件 CRT 阴极射线管 LCD 液晶显示器 LED 发光二极管
JPEG 联合图片专家组 MPEG 运动图像专家组 DPI 点数/英寸 PPI 像素/英寸
ROC 观测者操作特性曲线 DR 数字X线摄影 CR 计算机X线摄影 RGB 红绿蓝三原色
CMYK 青、品红、黄、黑 CAD 计算机辅助诊断 ADC 模数转换器 RLE 行程长度编码
DCT 离散余弦变换 HIS 医院信息系统 PACS 图像存储与传输系统 RIS 放射科信息系统

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