第2章 图像处理技术

第2章 习题答案

作业完成人

火龙果组 检查人 李滨、刘江 一．选择题

1 A _是组成一幅体香的像素密度的度量方法。

A、图像分辨率 B、图像深度 C、显示深度 D、图像数据的容量 2.决定图像分辨率的主要因素是： A 。

A、采样 B、量化 C、图像深度 D、图像数据的容量

3.____B______是指位图中记录每个像素点所占的位数，它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数，或者灰度图像中的最大灰度等级数。

A、图像分辨率 B、图像深度 C、显示深度 D、图像数据的容量

4.图像中的每个像素值都分成R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定其基色的强度，这样产生的颜色成为： A 。

A、真彩色 B、伪彩色 C、直接色 D、RGB颜色空间

5.图像中的每个像素值实际上是一个索引值或代码，根据该地址可查找出包含实际R、G、B的强度值，这种用查找映射的方法产生的颜色称为： B 。 A、真彩色 B、伪彩色 C、直接色 D、RGB颜色空间

6.通过每个像素点的R、G、B分量分别作为单独的索引值进行变换，经相应的颜色变换表找出各自的基色强度的是： C 。

A、真彩色 B、伪彩色 C、直接色 D、RGB颜色空间 7 C 表示显示缓存中记录屏幕上一个点的位数（bit），也即显示器可以显示的颜色数。

A、图像分辨率 B、图像深度 C、显示深度 D、图像数据的容量 8.屏幕上的颜色能较真实地反映图像文件的颜色效果的是： B 。 A、显示深度大于图像深度 B、显示深度等于图像深度 C、显示深度小于图像深度 D、与显示深度无关

9.在静态图像中有一块表面颜色均匀的区域，此时存在的是： A 。 A、空间冗余 B、结构冗余 C、知识冗余 D、视觉冗余 10.数据所携带的信息量少于数据本身而反映出来的数据冗余： D 。 A、空间冗余 B、结构冗余 C、知识冗余 D、视觉冗余

11.方格状的地板、草席图案等图像表面纹理存在着非常强的纹理结构，称之为： B 。

A、空间冗余 B、结构冗余 C、知识冗余 D、视觉冗余

12.人脸的图像有固定的结构可由先验知识和背景知识得到，此类冗余为： B 。 A、空间冗余 B、结构冗余 C、知识冗余 D、视觉冗余 13.霍夫曼编码方法属于下面哪一种编码方法： A 。

A熵编码 B预测编码 C、变换编码 D、矢量编码、 14.算术编码方法属于下面哪一种编码方法： A 。

A熵编码 B预测编码 C、变换编码 D、矢量编码 15.JPEG编码方法使用哦刚下面哪一种变换： C 。

A、小波变换 B、正弦变换 C、余弦变换 D、哈尔变换 16.下面编码方法属于无损压缩方法的是： C 。

A、量化 B、变换编码 C、统计编码 D、模型编码 17.下面编码方法属于有损压缩方法的是： B 。

A、算术编码 B、变换编码 C、霍夫曼编码 D、行程编码

18.一个二元序列“00001100111110001110000011”的行程比编码序列是： B 。 A、4021205130315021 B、42253352 C、25335224 D、3400579

19.如果采用相等的量化间隔处理采样得到的信号值，那么这种量化成为： A 。 A、均匀量化 B、非均匀量化 C、标亮量化 D、矢量量化 20.下列图像格式中，属于有损压缩的是： B 。

A、PCX B、GIF C、JPG D、TIFF 21.下列编码方法中，可逆编码的是： A 。

A．霍夫曼编码 B、离散余弦 C、有损预测 D、向量量化 22.下列编码方法中，不可逆编码的是： C 。

A．霍夫曼编码 B、离散余弦 C、有损预测 D、向量量化 23.对 B 压缩广泛采用了MPEG算法标准。

A、静止图像 B、动态图像 C、声音 D、文本 24.衡量输入输出设备图像处理效果好坏的重要指标是： A 。

A、分辨率 B、象素含量 C、打印尺寸 D、输入精度 25.在8位/通道的RGB图像中，每个像素占用 C 位存储单元。 A、8 B、16 C、24 D、32 26.CMKY图像在Photoshop中默认有 D 个颜色通道。 A、1 B、2 C、3 D、4 27.RGB图像在Photoshop中默认有 C 个颜色通道。

A、1 B、2 C、3 D、4

二、填空题

作业完成人 柠檬组 检查人 刘国栋、刘江 1．数字图像可以定义为一个二维函数f（x, y）其中x和y是 空间坐标 ，在（x，y）坐标处的幅度值f 称为图像在该点坐标的 强度或灰度值

2.数字图像是由有限的元素（像素）组成的 二维网格整列，其中每一个元素有一个特定的位置和数值。

3.数字图像的基本参数包括 分辨率 、图像深度与颜色类型 、 显示深度 、图像数据的容量 。

4. 同样大小的一幅原图，如果数字化时图像分辨率 高 ，则组成该图的像素点数目越多，看起来就越逼真。

5. 图像深度 是指位图中记录每个像素点所占的位数，它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数，或者灰度图像中的最大灰度等级数。

6.图像深度与颜色的映射关系主要有 真彩色 、伪彩色 和 直接色 三种。 7.图像的分辨率越 高 、图像深度越 大 ，则数字化后的图像效果越逼真、图像数据量也越大。

8.如果要确定一幅图像的参数，不仅要考虑图像的 输出效果 ，而且要考虑图像 容量 。

9.数据是用来记录和传送 信息 的，或者说数据是 信息的载体 。 10.图像数据中存在的数据冗余主要有以下几种类型： 空间冗余 、信息熵冗余（编码冗余） 、结构冗余 、知识冗余 、视觉冗余 。

11.对于任何一种无损数据压缩，最终的数据量一定 大于 信息熵，数据量越接近于熵值，说明其压缩效果越 好 。

12. 信息量 是指从N个相等可能事件中选出一个事件所需的信息度量或含量。

13.多媒体数据压缩编码方法可分为两大类：一类是 无损压缩法 ，另一类是 有损压缩法 。

14.霍夫曼编码的基本思想是按照字符出现的概率的大小， 概率大的字符分配短码 ，概率小的字符分配长码 ，来构造最短的平均码长。 15．算数编码的基本原理是将要编码的消息表示成 0和1 之间的一个间隔，取间隔中的一个书来表示消息，消息越 长 ，编码表示它的间隔就越 小 ，表示这间隔所需的二进制位就越多。

16.行程编码可以分为 定长行程编码 和 变长行程编码 两种方式。 17.预测编码可分为 无损预测编码 和 有损预测编码 两类。

18.标量量化可归纳成两类：一类称为 均匀量化 ，另一类称为 非均与量化 。 19.变换编码是制先对信号进行某种函数变换，从一种 域（空间） 变换到另一种 域（空间） ，再对变换后的信号进行编码处理。

三、简答题

1.霍夫曼编码的原理及特点是什么？

答：霍夫曼编码的基本思想是按照字符出现概率的大小，概率大的字符分配短码，概率小的字符则分配长码，来构造最短的平均码长。 霍夫曼编码的特点如下： （1） 形成的编码不是唯一的，但它们的平均码长是相同的，不存在本质上的区别。 （2） 对不同信源的编码效率不同。 当信源概率为2的负幂，如2 当信源概率相等时，效率最低。

（3）编码后，形成一个霍夫曼编码表，解码时必须参照该表，该表在存储和传输时都会占有一定的空间和信道。 2.算术编码的特点是什么? 答：算术编码的特点如下：

（1） 算术编码有基于概率统计的固定模式，也有相对灵活的自适应模式。所谓自适

应模式的工作方式是：为各个符号设定相同的概率初始值，然后根据出现的福哈偶做相应的改变。自适应模式适用于不进行概率统计的场合。

（2） 当信源符号的出现概率接近时，算术编码的效率高于霍夫曼编码。 （3） 算术编码的实现过程比霍夫曼编码复杂，但在图像测试中表明，算术编码效率

比霍夫曼编码高5％左右。

3.LZW压缩算法的基本原理是什么？

答：基本原理就是首先建立一个字典（字符串表），把每一个第一次出现的字符串放入字典中，并用一个数字来表示，该数字与此字符串在字典中的位置有关。如果这个字符串再次出现时，即可用表示它的数字代替该字符串，并将这个数字写入编码结果中。 4.预测编码的基本思想是什么？ 答：预测编码的基本思想是通过仅对每个像素的真实值与预测值的差值进行编码来消除

像素间的冗余。

5.JPEG标准的基本系统中压缩过程有几步？简述其工作原理。 答：5布；1、首先将原始图像分割成不重叠的8×8像素块 2、做8×8的二维DCT变 换 3、对DCT系数进行量化 4、用Z形扫描将系数矩阵变成一维数列，各项按频率由低到高顺序排列 5、对排好的系数进行熵编码。

6.JPEG2000与JPEG相比有什么特点？其压缩原理是什么？

答：特点（1）能实现无损压缩（2）误码鲁棒性好（3）能实现渐进传输（先传输图像轮廓，然后再逐步传输数据，不断提高图像质量）（4）具有感兴趣区特性（5）增加了视觉权重和掩模,不损害视觉效果。 原理：以小波变换为主的分析编码。

四、计算题

作业完成人 火龙果组 检查人 李滨、刘江

1.对于高质量的音频（如CD音质），采样频率为44.1kHz，量化为16bit双声道立体声，则1分钟这样的声音数据的存储量为多少？ 解：

44.1kHz×2Byte（16bit采样精度）×2（双声道）×60（秒）≈10.34MB

2.设信源A的信源空间符号及其概率P（A）如下表T2-1所示。用霍夫曼编码方法，对信源A进行编码。

表T2-1 信源A的符号及其概率 A A1 A2 0.19 A3 0.18 A4 0.17 A5 0.15 A6 0.10 A7 0.005 A8 0.005 P（A） 0.20 已知信源X的符号及其概率如表T2-2所示，若x1=1，x2=0，试对1011进行算术编码。 表T2-2 信源X的信号及其概率 X P（A） 解：

x1 0.25 x2 0.75 霍夫曼信源信号 A1 编码概率 0.20 1 0.39 0 码字 W1=01 W2=00 W3=111 W4=110 1 W5=101 W6=1001 W7=10001 W8=10000 A2 0.19 0 A3 0.18 1 0.35 1 1 A4 0.17 0 0.61 A5 0.15 1 0 A6 0.10 1 0 0.26 A7 0.005 1 0 0.11 0.01 A8 0.005 0

对1011（即x1x2x1x1）进行算术编码 信源符号

（答案见图）

输入 x1 x2 x1 x1

从[0.0625，0.07421875]中选择一个数作为输出：0.0625

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