图像处理第二次作业

图像处理第二次作业

一． 几何畸变的图像如何被复原？为什么灰度插值是必要的？(15分)

答:

先创建一个与畸变图像大小相同的空数字矩阵,然后用这个矩阵存放校正后的图像.接着给这个矩阵中的每个元素赋予灰度值,可以通过两步运算来实现,第一步插入灰度值, 第二步空间转换，灰度插值是必要:

二． 下图中的网格图是几何畸变图像，阿拉伯数字是灰度值。已知像素点

ABCD畸变前的位置分别是(0,0)，(3,0)，(0,3)，(3,3)。假设ABCD的畸变可以由双线性插值来建模。求畸变前点（2，2）处的灰度值。灰度插值采用最近邻插值。（15分） Ａ ４ ３ ２ ５ １

Ｂ ３ ３ ４ ２ ４

０ ５ ５ ３ ３

Ｃ０ ４ ２ １ ２ ２ １ ０ ３ ５ Ｄ

三． 假设当摄录静态场景时，相机沿平行于图像平面(x,y)的平面移动。相机

延时从t=0到t=T（T是常数）。请利用传递函数对由相机移动产生的图像退化过程建模。（15分）

四． 设某一幅图像共有8个灰度级，各灰度级出现的概率分别为：

P1=0.20，P2=0.09，P3=0.11，P4=0.13，P5=0.07，P6=0.12，P7=0.08，P8=0.20。 试对此图像进行霍夫曼编码，并计算信源的熵、平均码长、编码效率及冗余度。（15分）

5.图像编码有哪些国际标准？它们的基本应用对象分别是什么？（15分）

答: 1、JPEG（Joint Photographic Expert Group）?

JPEG是ISO/IEC联合图像专家组制定的静止图像压缩标准，是适用于连续色调（包括灰度和彩色）静止图像压缩算法的国际标准。JPEC算法共有4种运行模式，其中一种是基于空间预测（DPCM）的无损压缩算法，另外3种是基于DCT的有损压缩算法。? 1）无损压缩算法，可以保证无失真地重建原始图像。?

2）基于DCT的顺序模式，按从上到下，从左到右的顺序对图像进行编码，称为基本系统。?

3）基于DCT的递进模式，指对一幅图像按由粗到细对图像进行编码。

4）分层模式。以各种分辨率对图像进行编码，可以根据不同的要求，获得不同分辨率的图像。?

JEPG对图像的压缩有很大的伸缩性，图像质量与比特率的关系如下：?

a)1?5～2?0比特/像素：与原始图像基本没有区别（transparent quality）。? b)0?75～1?5比特/像素：极好（excellent quality），满足大多数应用。?

c)0?5～0?75比特/像素：好至很好（good to very good quality），满足多数应用。? d)0?25～0?5比特/像素：中至好（moderate to very good quality），满足某些应用。

2、JPEG-2000?

与以往的JPEG标准相比，JPEG-2000压缩率比JPEG高约30%，它有许多原先的标准所不可比拟的优点。JPEG-2000与传统JPEG最大的不同，在于它放弃了JPEG所采用的以DCT变换为主的分块编码方式，而改为以小波变换为主的多分辨率编码方式。?

首先，JPEG-2000能实现无损压缩（lossless compression）。在实际应用中，有一些重要的图像，如卫星遥感图像、医学图像、文物照片等，通常需要进行无损压缩。对图像进行无损编码的经典方法——预测法已经发展成熟，并作为一个标准写入了JPEG-2000中。?

JPEG-2000还有一个很好的优点就是误码鲁棒性（robustness to bit error）好。因此使用JPEG-2000的系统稳定性好，运行平稳，抗干扰性好，易于操作。

JPEG-2000能实现渐进运输（progressive transmission），这是JPEG-2000的 一个极其重要的特征。它可以先传输图像的轮廓，然后逐步传输数据，不断提高图像质量，以满足用户的需要，这在网络传输中具有非常重大的意义。使用JPEG-2000下载一个图片，用户可先看到这个图片的轮廓或缩影，然后再决定是否下载。而且，下载时可以根据用户需要和带宽来决定下载图像质量的好坏，从而控制数据量的大小。

JPEG-2000另一个极其重要的优点就是感兴趣区（ROI，Region Of Interest）特性。用户在处理的图像中可以指定感兴趣区，对这些区域进行压缩时可以指定特定的压缩质量，或在恢复时指定特定的解压缩要求，这给人们带来了极大的方便。在有些情况下，图像中只有一小块区域对用户是有用的，对这些区域采用高压缩比。在保证不丢失重要信息的同时，又能有效地压缩数据量，这就是感兴趣区的编码方案所采取的压缩策略。基于感兴趣区压缩方法的优点，在于它结合了接收方对压缩的主观要求，实现了交互式压缩。

6.图像分割和边缘检测的目的是什么？（10分）

答：在一幅图像中提取不同区域的轮廓；这就是将图像分割成不同的区域，每个区域都是由大致相同的像素组成。例如这些区域可能有相同亮度或者相同颜色，说明这些区域属于同一个物体或一个物体的一部分。图像分割是尽可能将图像中具有空间相同特征的像素

块从空间上分开，而边缘检测则需要进行进一步的处理，把片段块连接起来，构造出封闭的轮廓来标识连续一致的区域。进而进行匹配与识别

7.图像都有哪些特征？简要说明这些特征?（１５分）

答：图像的颜色的表观特征有三种，分别为：明度（亮度）、色度和饱和度。

（1） 明度：颜色明亮的程度；一幅灰度图像只有明度特征，而彩色图像还具有

色调和饱和度两个色度特征。

（2） 色度：反映颜色的类别

（3） 饱和度：表示颜色接近光谱色的程度。任何一种颜色都可以看着是某种光

谱色与白色混合的结果，光谱色所占的比例越大，颜色接近光谱色的程度就越高，颜色的饱和度就愈高。饱和度高，颜色就深而艳。

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