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习题参考答案 《数字图像处理》 第1章概述 1.1连续图像和数字图像如何相互转换？答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形状 一致的像素组成.这样,数字图像可以 用二维矩阵表示.将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像 〔连续图像〕信号,再由模拟/数字转化器〔ADC 〕得到原始的数字图像信号.图像的数字化 包括离散和量化两个主要步骤.在空间将连续坐标过程称为离散化,而进一步将图像的幅度值 〔可能是灰度或色彩〕整数化的过程称为量化. 1.2采用数字图像处理有何优点？答：数字图像处理与光学等模拟 方式相比具有以下鲜明的特点： 1．具有数字信号处理技术共有的特点.〔1〕处理精度高.〔2 〕重现性能好.〔3 〕灵活性 高. 2 ．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的,也可能作为机器视觉的预处理结果. 3 ．数字图像处理技术适用面宽. 4 ．数字图像处理技术综合性强. 1.3数字图像处理主要包括哪些研究内容？答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行 获取并转化为数字图像、进行增强、变换、 编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理,它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的 图像. 1.4讨论数字图像处理系统的组成.列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能.答： 如图1.8,数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的 信息系统.图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件.图像处理硬件主要由图像输入设 备、图像运算处理设备 〔微计算机〕、图像存储器、图像输出设备等组成.软件系统包括操 作系统、控制软件与应用软件等. 图1.8 数字图像处理系统结构图 1 1 / 11 1.5常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？ 答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++ 〔面向对象可视化集成工具〕和 MATLAB 的图像处理工具箱〔ImageProcessingToolbox 〕.两种开发工具各有所长且有相互间 的软件接口. Microsoft 公司的VC++是一种具有高度综合性能的面向对象可视化集成工具,用它开发出 来的Win32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点.VC++所提供的Microsoft基础类库 MFC对大部分与用户设计有关的Win 32应用程序接口API进行了封装,提高了代码的可重用 性,大大缩短了应用程序开发周期,降低了开发成本.由于图像格式多且复杂,为了减轻程序员 将主要精力放在特定问题的图像处理算法上,VC++ 6.0 提供的动态库ImageLoad.dll 支持 BMP 、JPG 、TIF等常用6种格式的读写功能. MATLAB 的图像处理工具箱MATLAB是由MathWorks公司推出的用于数值计算的有力工 具,是一种第四代计算机语言,它具有相当强大的矩阵运算和操作功能,力求使人们摆脱繁杂的 程序代码.MATLAB 图像处理工具箱提供了丰富的图像处理函数,灵活运用这些函数可以完成 大部分图像处理工作,从而大大节省编写低层算法代码的时间,避免程序设计中的重复劳 动.MATLAB 图像处理工具箱涵盖了在工程实践中经常遇到的图像处理手段和算法,如图形句 柄、图像的表示、图像变换、二维滤波器、图像增强、四叉树分解域边缘检测、二值图像处 理、小波分析、分形几何、图形用户界面等.但是,MATLAB也存在不足之处限制了其在图像 处理软件中实际应用.首先,强大的功能只能在安装有MATLAB系统的机器上使用图像处理工 具箱中的函数或自编的m文件来实现.其次,MATLAB 使用行解释方式执行代码,执行速度很 慢.第三,MATLAB擅长矩阵运算,但对于循环处理和图形界面的处理不与C++等语言.为此, 通应用程序接口API 和编译器与其他高级语言 〔如C、C++、Java等〕混合编程将会发挥各种 程序设计语言之长协同完成图像处理任务.API 支持MATLAB 与外部数据与程序的交互.编译 器产生独立于MAT