1、圖像處理第二次作業(yè)一 幾何畸變的圖像如何被復原？為什么灰度插值是必要的？(15分)答: 先創(chuàng)建一個與畸變圖像大小相同的空數(shù)字矩陣,然后用這個矩陣存放校正后的圖像.接著給這個矩陣中的每個元素賦予灰度值,可以通過兩步運算來實現(xiàn),第一步插入灰度值,第二步空間轉換，灰度插值是必要:二 下圖中的網(wǎng)格圖是幾何畸變圖像，阿拉伯數(shù)字是灰度值。已知像素點ABCD畸變前的位置分別是(0,0)，(3,0)，(0,3)，(3,3)。假設ABCD的畸變可以由雙線性插值來建模。求畸變前點（2，2）處的灰度值。灰度插值采用最近鄰插值。（15分）三 假設當攝錄靜態(tài)場景時，相機沿平行于圖像平面(x,y)的平面移動。相機延時從t

2、=0到t=T（T是常數(shù)）。請利用傳遞函數(shù)對由相機移動產(chǎn)生的圖像退化過程建模。（15分）四 設某一幅圖像共有8個灰度級，各灰度級出現(xiàn)的概率分別為：P1=0.20，P2=0.09，P3=0.11，P4=0.13，P5=0.07，P6=0.12，P7=0.08，P8=0.20。試對此圖像進行霍夫曼編碼，并計算信源的熵、平均碼長、編碼效率及冗余度。（15分）5.圖像編碼有哪些國際標準？它們的基本應用對象分別是什么？（15分）答: 1、JPEG（Joint Photographic Expert Group） JPEG是ISO/IEC聯(lián)合圖像專家組制定的靜止圖像壓縮標準，是適用于連續(xù)色調(diào)（包括灰度和彩色

3、）靜止圖像壓縮算法的國際標準。JPEC算法共有4種運行模式，其中一種是基于空間預測（DPCM）的無損壓縮算法，另外3種是基于DCT的有損壓縮算法。 1）無損壓縮算法，可以保證無失真地重建原始圖像。 2）基于DCT的順序模式，按從上到下，從左到右的順序對圖像進行編碼，稱為基本系統(tǒng)。 3）基于DCT的遞進模式，指對一幅圖像按由粗到細對圖像進行編碼。 4）分層模式。以各種分辨率對圖像進行編碼，可以根據(jù)不同的要求，獲得不同分辨率的圖像。JEPG對圖像的壓縮有很大的伸縮性，圖像質(zhì)量與比特率的關系如下： a)1520比特/像素：與原始圖像基本沒有區(qū)別（transparent quality）。 b)075

4、15比特/像素：極好（excellent quality），滿足大多數(shù)應用。 c)05075比特/像素：好至很好（good to very good quality），滿足多數(shù)應用。 d)02505比特/像素：中至好（moderate to very good quality），滿足某些應用。2、JPEG-2000 與以往的JPEG標準相比，JPEG-2000壓縮率比JPEG高約30%，它有許多原先的標準所不可比擬的優(yōu)點。JPEG-2000與傳統(tǒng)JPEG最大的不同，在于它放棄了JPEG所采用的以DCT變換為主的分塊編碼方式，而改為以小波變換為主的多分辨率編碼方式。 首先，JPEG-2000能實

5、現(xiàn)無損壓縮（lossless compression）。在實際應用中，有一些重要的圖像，如衛(wèi)星遙感圖像、醫(yī)學圖像、文物照片等，通常需要進行無損壓縮。對圖像進行無損編碼的經(jīng)典方法預測法已經(jīng)發(fā)展成熟，并作為一個標準寫入了JPEG-2000中。 JPEG-2000還有一個很好的優(yōu)點就是誤碼魯棒性（robustness to bit error）好。因此使用JPEG-2000的系統(tǒng)穩(wěn)定性好，運行平穩(wěn)，抗干擾性好，易于操作。 JPEG-2000能實現(xiàn)漸進運輸（progressive transmission），這是JPEG-2000的 一個極其重要的特征。它可以先傳輸圖像的輪廓，然后逐步傳輸數(shù)據(jù)，不斷提

6、高圖像質(zhì)量，以滿足用戶的需要，這在網(wǎng)絡傳輸中具有非常重大的意義。使用JPEG-2000下載一個圖片，用戶可先看到這個圖片的輪廓或縮影，然后再決定是否下載。而且，下載時可以根據(jù)用戶需要和帶寬來決定下載圖像質(zhì)量的好壞，從而控制數(shù)據(jù)量的大小。 JPEG-2000另一個極其重要的優(yōu)點就是感興趣區(qū)（ROI，Region Of Interest）特性。用戶在處理的圖像中可以指定感興趣區(qū)，對這些區(qū)域進行壓縮時可以指定特定的壓縮質(zhì)量，或在恢復時指定特定的解壓縮要求，這給人們帶來了極大的方便。在有些情況下，圖像中只有一小塊區(qū)域對用戶是有用的，對這些區(qū)域采用高壓縮比。在保證不丟失重要信息的同時，又能有效地壓縮數(shù)據(jù)

7、量，這就是感興趣區(qū)的編碼方案所采取的壓縮策略。基于感興趣區(qū)壓縮方法的優(yōu)點，在于它結合了接收方對壓縮的主觀要求，實現(xiàn)了交互式壓縮。6.圖像分割和邊緣檢測的目的是什么？（10分）答：在一幅圖像中提取不同區(qū)域的輪廓；這就是將圖像分割成不同的區(qū)域，每個區(qū)域都是由大致相同的像素組成。例如這些區(qū)域可能有相同亮度或者相同顏色，說明這些區(qū)域屬于同一個物體或一個物體的一部分。圖像分割是盡可能將圖像中具有空間相同特征的像素塊從空間上分開，而邊緣檢測則需要進行進一步的處理，把片段塊連接起來，構造出封閉的輪廓來標識連續(xù)一致的區(qū)域。進而進行匹配與識別7.圖像都有哪些特征？簡要說明這些特征?（分）答：圖像的顏色的表觀特征有三種，分別為：明度（亮度）、色度和飽和度。（1） 明度：顏色明亮的程度；一幅灰度圖像只有明度特征，而彩色圖像還具有色調(diào)和飽和度兩個