数字图像处理基础概念与技术解析

"该文档是关于数字图像处理的复习题及答案，涵盖了图像的基本概念、像素距离计算、半调输出技术、抖动技术、图像存储需求、虚假轮廓和木刻画效果等多个方面。" 1. 数字图像表示: 数字图像可以用函数f(x,y)来描述，它可以表示2-D数字图像、3-D空间中景物的投影或某个坐标点的性质。这里的f(x,y)是图像中每个位置(x,y)的像素值。 2. 图像定义: 一幅数字图像实质上是一个由许多像素排列组成的实体，每个像素代表图像中的一小部分。它不是一个观测系统，也不是3-D空间的场景，而是一个2-D数组中的元素。 3. 像素距离: 图像中的像素P与Q之间的距离有多种计算方法，如曼哈顿距离（D4）、切比雪夫距离（D8）和欧氏距离（De）。题目中提到，像素P与Q的D8距离为5。 4. 半调输出技术与幅度分辨率: 半调输出技术用于改善图像的幅度分辨率，即能够展示更多的灰度层次，但可能会牺牲空间分辨率。抖动技术是一种实现半调输出的方法，它通过引入随机噪声增加灰度级的视觉效果。 5. 图像存储需求: 存储一个256*256大小的图像，如果灰度级数为16，则需要的比特数为图像的长宽乘积再乘以灰度级对应的比特数，即256 * 256 * log2(16) = 256 * 256 * 4 / 8 = 256K比特。 6. 虚假轮廓与灰度级: 虚假轮廓的出现主要是由于图像的灰度级数不足，导致原本应平滑过渡的灰度产生了明显的阶跃效果。 7. 木刻画效果与幅度分辨率: 数字图像呈现木刻画效果是因为图像的幅度分辨率过小，即灰度级数有限，无法表现细腻的灰度变化。 8. 空间分辨率的影响: 改变图像的空间分辨率会显著影响图像的纹理区域，特别是那些包含大量重复单元的区域。空间分辨率的提高或降低会改变纹理的清晰度和细节可见度，而对灰度平滑区域、目标边界区域和灰度渐变区域的影响相对较小。 这些复习题旨在帮助学习者理解和掌握数字图像处理的基础知识，包括图像的数学表示、像素操作、图像质量和存储需求等核心概念。通过对这些问题的解答，可以深化对数字图像处理原理的理解，并为实际应用打下坚实的基础。