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Chapter01 绪论 光电成像技术可以从哪几个方面拓展人的视觉能力？请每个方面各举一例。 可以开拓人眼对不可见辐射的接收能力；变像管、红外夜视仪 可以扩展人眼对微弱光图像的探测能力；像增强器 可以捕捉人眼无法分辨的细节；电子显微镜 可以将超快速现象存储下来；数码摄像机 为什么 CMOS 图像传感器的像素一致性要比 CCD 差？ CCD 的每个像元都通过同一个放大器及电荷/电压转换器进行处理，而 CMOS 图像传感器的每个像元都有独立的放大器和转换器，由于工艺差别，导致像素一致性降低。 图像处理技术有哪些用途？为每种用途举出一个应用实例。 通过增强技术和变换技术来改善图像的视觉效果。广告与平面设计；数码照片处理 对图像进行分析以便从图像中自动提取信息。红外成像制导；医学图像分析 对图像进行编码、压缩、加密等处理，便于图像的存储、传输和使用。图像水印 举出生活中使用微显示技术的例子。 家用背投电视；商用投影仪；近眼显示器 Chapter02 光度学与色度学 日常生活中人们说 40W 的日光灯比 40W 的白炽灯亮，是否指日光灯的光亮度比白炽灯的光亮度高？解释此处“亮”的含义。 不是。人们所说的“亮”，并非指光度学中的物理量－亮度，而是指光通量。在相同的供电功率条件下，日光灯由于发光效率较高，发出的光通量比白炽灯要大，照明效果更好，主观上认为更“亮”。 设有一个光通量为 2000lm 的点光源，在距点光源 1m 的地方有一个半径为 2cm 的圆平面，点光源发出的经过圆平面中心的光线与圆法线夹角为 60 度，求圆平面表面的平均 照度。 由于圆平面的直径远小于到点光源的距离，因此可作近似计算。照度 E=(φ*ω/4π)/S，其中ω=(0.02*π^2cos60)/(1^2)。 设有一台 60 英寸的投影机，幅面比为 16:9，投影屏幕的反射率为 80％。已知投影光源（高压汞灯）向屏幕发出的总光通量为 1000lm，试求屏幕亮度。 幅面比即为长宽比，因对角线尺寸为 60 英寸，因此可计算得到屏幕面积 S≈1 平方米。余弦发光体的单位面元向 2π立体角空间发出的光通量为：φ=πLdS，因此背投屏幕发 出的光通量为：φ=πLS，即 L=φ/(πS)≈255 nits。 已知 F1=[R]，F2=[R]+[G]+[B]，F3=0.5[G]，描述 F1、F2、3F2、F3、F1+F2、F1+F3 都是什么颜色？ F1 为纯红色，F2 为白色，F3 为较暗的纯绿色，F1+F2 为不纯的红色，F1+F3 为橙色。 Chapter03 图像数字化处理 在半调图像显示技术中，如果一个 2×2 的模板的每个位置可以表示 4 个灰度级，那么这个模板一共可以表示多少个灰度级？ 若模板的每个位置可表示 0～3 这四个灰度级，则模板一共可以表示 0～12 共 13 个灰度级。 计算下列未经压缩的 BMP 图像文件的数据量：大小为 256×256 的黑白位图文件、大小为 256×256 的 256 色索引位图文件、大小为 256×256 的 32 位真彩色位图文件。 黑白位图：256×256/8 索引位图：256×256 真彩色位图：256×256×4 Chapter04 像素关系与形态变换 考虑如下图像子集。在图中画出 V={0,1}时的 p 到 q 的最短 m-连接通路，并计算 p 到 q 的欧式距离、城区距离和棋盘距离。 欧式距离：(22+32)1/2； 城区距离：2+3； 棋盘距离：3 利用后向映射法对图像进行几何变换时，某点 P 在原图像中的位置 P’落在 A、B、C、 D 点之间，如图所示。已知 A、B、C、D 的灰度值分别为 20、64、16、4，试利用双线性插值计算 P 的灰度值。 Y X A (4 ,6) B (5 ,6) C (4 ,7) D (5 ,7) P’ (4.2,6.8) Chapter05 空域图像增强技术 计算以下象素使用边缘保持滤波器滤波之后的输出值以及使用掩膜匹配法进行锐化滤波之后的输出值。 10 2 2 20 4 4 15 10 20 阐述掩模匹配法锐化技术与梯度法锐化技术的本质联系。 两种方法都试图求出像素的最大方向导数（即梯度），并将其模作为像素输出值，从而提取边缘；前者是连续方法，即通过两个偏导数求梯度，后者是离散方法，即通过求解和比较八个离散方向到的导数获得梯度。 Chapter06 图像变换与频域增强 1．对于 16 点的一维沃尔什变换和哈达码变换，计算下列情况下的变换核值： (x,u) (8,4) (6,3) 沃尔什变换核值   哈达玛变换核值   Chapter07 彩色图