遥感数字图像处理复习题

第一章

1、数字图像：指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度均不连续、以离散数

学原理表达的图像，

2、模拟图像：又称光学图像，指空间坐标和明暗程度连续变化的、计算机无法直接处理的

图像，属于可见图像。

3、数字图像和模拟图像的区别：模拟图像连续可见，不便于用计算机处理，也不便于图像

的储存、传输；数字图像不连续可见。

4、遥感数字图像处理的主要内容：（详细见P2-P3）

（1）图像增强

（2）图像校正

（3）信息提取

5、遥感数字图像处理系统的典型功能

（1）由不同传感器获得的不同图像数据的存取和转换

（2）几何校正

（3）辐射校正

（4）图像增强处理

（5）统计分析

（6）特征提取

（7）图像分类和分类后处理

（8）专题制图

（9）专业工具

第二章

1、遥感系统的主要构成：遥感试验、信息获取（传感器、遥感平台）、信息传输、信息处理、

信息应用等5个部分。

2、什么是图像的采样和量化？量化级别有什么意义？

将空间上连续的图像变换成离散点（即像素）的操作称为采样。采样时，连续的图像空间被划分为网格，并对各个网格内的辐射值进行测量。通过采样，才能将连续的图像转换为离散的图像，供计算机进行数字图像处理。

采样后图像被分割成空间上离散的像素，但其灰度值没有改变。量化是将像素灰度值转换成整数灰度级的过程。

采样影响着图像细节的再现程度，间隔越大，细节损失越多，图像的棋盘化效果越明显。量化影响着图像细节的可分辨程度，量化位数越高，细节的可分辨程度越高；保持图像大小不变，降低量化位数减少了灰度级会导致假的轮廓。

3、当前常用的传感器有哪些？P12

当前常用的传感器有：资源卫星的专题制图仪TM、增强型专题制图仪ETM+、高分辨率几何成像仪HGR、高分辨率立体成像系统HRS、植被传感器VEGETATION、高级空间热辐射热反射探测器、中等高分辨率成像光谱辐射仪MODIS、甚高分辨率辐射仪AVHRR、艾克诺斯IKONOS2、快鸟QuickBird、海岸带影色扫描仪CZCS、海洋宽视场观测传感器SeaWIFS。

4、如何理解传感器的辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率和时间分辨率？

（1）辐射分辨率是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力

（2）光谱分辨率是传感器记录的电磁光谱中特定波长的范围和数量

（3）空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两个目标物之间最小的距离。它是表征图像

分辨率地面目标细节能力的指标。

（4）时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔

5、遥感数字图像产品有哪些数据级别？

（1）0级产品：未经过任何校正的原始图像数据

（2）1级产品：经过了初步辐射校正的图像数据

（3）2级产品：经过了系统级的几何校正，即数据卫星的轨道和姿态等参数以及地面系统中的有关参数对原始数据进行几何校正。

（4）3级产品：经过了几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。产品的几何精度要求在亚像素量级上。

6、什么是遥感图像的元数据？包括哪些主要的参数？

元数据是关于图像数据特征的表述，是关于数据的数据。元数据描述了与图像获取有关的参数和获取后进行的处理。参数包括：图像获取的日期和时间、投影参数、几何校正精度、图像分辨率、辐射校正参数等。

7、怎么计算图像文件的大小？

图像文件大小=图像行数*图像列数*每个像素的字节数*波段数*辅助参数，其中辅助参数一般为1，一些系统如ERDAS，在图像文件中加入了图像金字塔索引等信息，该值为1.4。每个像素的字节数与存储有关，8位数为1个字节。以8位量化产生的图像，每个像素值为0－255，占用一个字节。16位数占用两个字节，以此类推。

第三章

1、图像直方图有什么作用？可以通过直方图计算哪些图像参数（书上45页—46页）

作用：（1）直方图反映了图像灰度的分布规律。它描述了每个灰度级具有的像素个数，但不包括这些像素在图像中的位置信息。在遥感数字图像处理中，可通过修改图

像的直方图来改变图像的反差。

（2）任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之对应，但不同的图像可以有相同的直方图。（3）如果一幅图像仅包括两个不相连的区域，并且每个区域的直方图已知，则整幅图像的直方图是这两个区域的直方图之和。

（4）由于遥感图像数据的随机性，在图像像素数足够多且地物类型差异不是非常特殊的情况下，遥感图像数据与自然界的其它现象一样，服从或接近于正态分布

2、什么是滤波？

狭义地说滤波是指改变信号中各个频率分量的相对大小、或者分离出来加以抑制，甚至全部滤波除某些频率分量的过程。广义地说滤波是吧某种信号处理成为另一种信号的过程。

3、什么是纹理？包括哪些基本类型？

纹理通常被定义为图像的某种局部性质, 或是对局部区域中像素之间关系的一种度量。通常认为，纹理是由纹理基元按某种确定性的规律或只是按某种统计规律重复排列组成的。类型：人工纹理：是由自然背景上的符号排列组成的，这些符号可以是线条、点、字母、数字等。往往是有规则的。自然纹理是具有重复排列现象的自然景物，往往不是规则的。

第四章

1、常用的颜色模型有哪些？各有什么特点？

（1）RGB模型，这种模型用在彩色监视器和彩色摄像机等领域，当彩色图像中的部分地物隐藏在阴影中时不适用；

（2）CMY模型，用在彩色打印机上；

（3）YIQ模型，用于彩色电视广播。其中，Y相当于亮度，而I和Q是被称为正交的两个颜色分量。主要优点是去掉了亮度（Y）和颜色信息（I和Q）间的紧密联系。

（4）HIS模型，用于图像的显示和处理，其中I是强度。强度成份（Ｉ）在图像中与颜色信息无关；色调和饱和度成份与人们获得颜色的方式密切相关。这些特征使HIS模型成为

一个理想的研究图像处理运算法则的工具，是面向彩色图像处理的最常用的颜色模型。2、为什么要进行彩色合成？有哪些主要的合成方法？

人眼对黑白密度的分辨能力有限，大致只有10个灰度级，而对彩色图像的分辨能力则要高得多。如果以平均分辨率的计算，人眼可察觉出数百种颜色差别。这还仅仅是色调一个要素，如果加上颜色的其他两个要素：饱和度和亮度，人眼能够辨别彩色差异的级数要远远大于黑白差异的级数。为了充分利用色彩在遥感图像判读中的优势，常常首先对多波段图像进行彩色合成得到彩色图像，然后再进行其他的处理。

彩色合成包括伪彩色合成、真彩色合成、假彩色合成和模拟真彩色合成四种方法。

合成方法有：伪彩色合成、真彩色合成、假彩色合成、模拟真彩色合成

3、假彩色合成与伪彩色合成的差异是什么？

伪彩色合成是把单波段灰度图像中的不同灰度级按特定的函数关系变换成彩色，然后进行彩色图像显示的方法，主要通过密度分割方法来实现。假彩色合成使用的数据是多波段图像。

区别：

伪彩色处理主要解决的是如何把灰度图变成伪彩色图的问题,最简单的办法是选择对应于某一灰度值设一彩色值来替代,可称之为调色板替代法.另外一种比较好的伪彩色处理方法是设定三个独立的函数 ,给出一个灰度值,便由计算机估算出一个相应的RGB值.

假彩色(false color)处理是把真实的自然彩色图像或遥感多光谱图象处理成假彩色图像.假彩色处理的主要用途是:

(1)景物映射成奇异彩色,比本色更引人注目.

(2)适应人眼对颜色的灵敏度,提高鉴别能力.可把细节丰富的物体映射成深浅与亮度不一的颜色.

(3)遥感多光谱图象处理成假彩色,可以获得更多信息.

4、图像拉伸有哪些方法？优点是什么？

包括灰度拉伸、图像均衡化、直方图规定化。

拉伸是最基本的图像处理方法，主要用来改善图像显示的对比度。如果对比度比较低，那么就无法清楚的表现出图像中地物之间的差异，因此，往往需要在显示的时候进行拉伸处理。拉伸按照波段进行，它通过处理波段中单个像素值来实现增强的效果。

第五章

1、辐射校正的主要内容是什么？

在太阳——大气——目标——大气——传感器的辐射传输过程中存在有许多干扰因素，使得接收的信号不能准确的反映地表物理特征（光谱反射率、光谱辐射亮度等）。这些因素归结为以下四个方面：

（1）大气分子及气溶胶的Rayleigh散射与Mie散射；分子及气溶胶的吸收、散射以及散射吸收的耦合作用；

（2）表面因素的贡献。在一般的遥感应用中，认为地球表面为朗伯体，反射与方向无关，这个假设是一种近似，事实上任何表面在物理特性与物质结构上都不是理想朗伯体，因此认为地面是朗伯体会带来误差。另外一个因素是，由于大气散射的存在，邻近像元的反射也会进入目标视场从而影响辐射量，这部分贡献被称为交叉辐射；

（3）地形因素的贡献，目标高度与坡向也会对辐射造成影响。

（4）太阳辐射光谱的影响。

因而，为了正确反映目标物的反射和辐射特性，必须消除图像记录值中的各种干扰项，这就是辐射校正的主要内容。

2、辐射误差产生的主要原因有哪些？

辐射误差产生的原因有两种：传感器的响应特性和外界环境（包括大气和太阳辐射）

传感器的响应特性：光学摄影机引起的辐射误差，由光学镜头中心和边缘的透射强度不一致造成的。光电扫描仪引起的辐射误差，光电转换误差和探测器增益变化引起的误差。

外界：大气和太阳辐射：太阳位置、地形起伏

其他误差：遥感图像中有时因各检测器特性的差别、干扰、故障等原因引起不正常的条纹和斑点，它们不但造成直接错误信息，而且在统计分析中也会引起不好的效果，应该予以消除。

3、地面辐射校正的主要内容是什么？

地面辐射校正主要包括太阳辐射校正和地形校正。

太阳辐射校正，主要校正由太阳高度角（sunElevation）导致的辐射误差，即将太阳光线倾斜照射时获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获取的图像。

如果地形不平坦，受坡度和坡向的影响，传感器获得的能量也会变化。一个区域所获得的能量会因阴影而有所减少。由地形或云投射的阴影影响着成片的连续的像素。树、作物行、岩石露头或其他小物体也能产生阴影，但仅影响单独的像素。这两种类型的阴影会降低各个波长的亮度值。

地表反射到传感器的太阳辐亮度和地表坡度有关。对由此产生的辐射误差，可以利用地表法线向量与太阳入射向量之间的夹角来校正。对于多个波段图像，利用波段比值也可以消除地表坡度的影响。

4、遥感图像几何精纠正的目的和原理是什么？

目的：几何精纠正又称为几何配准（registration），是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。遥感图像的几何精纠正解决遥感图像与地图投影的匹配问题，其重要性主要体现在以下三个方面：第一，只有在进行纠正后，才能对图像信息进行各种分析，制作满足量测和定位要求的各类遥感专题图；第二，在同一地域，应用不同传感器、不同光谱范围以及不同成像时间的各种图像数据进行计算机自动分类、地物特征的变化监测或其它应用处理时，必须进行图像间的空间配准，保证不同图像间的几何一致性；第三，利用遥感图像进行地形图测图或更新要求遥感图像具有较高的地理坐标精度。

基本原理：几何精纠正的基本原理是回避成像的空间几何过程，直接利用地面控制点数据对遥感图像的几何畸变本身进行数学模拟，并且认为遥感图像的总体畸变可以看作是挤压、扭曲、缩放、偏移以及更高次的综合作用的结果。因此，校正前后图像相应点的坐标关系可以用一个适当的数学模型来表示。

5、怎么从图像中有效地选择地面控制点？

在图像上，控制点应该在容易分辨、相对稳定、特征明显的位置，如道路交叉、河流弯曲活分叉处、海岸线弯曲处、湖泊边缘、飞机场跑道等。在变化不明显的大面积区域（如沙漠），控制点可以少一些。在特征变化大且对精度要求高的区域，应该多布点。但是，要尽可能避免控制点之间构成直线关系，避免控制点仅分布在狭长的范围里。

6、什么是图像的重采样？常用的重采样方法有哪些？各有什么特点？

内插计算像素值的过程称为数字图像的重采样。

方法：最近邻方法、双线性内插方法、三次卷积内插方法

最近邻重采样：算法简单，最大优点是保持像素值不变，但是，纠正后的图像可能具有不连续性，会影响制图效果。当相邻像素的灰度值差异较大时，可能会产生较大的误差。

双线性内插重采样：简单具有一定的精度，一般能得到满意的插值效果。缺点是此方法具有低通滤波的性质，会损失图像中的一些边缘或线性信息，导致图像模糊。

三次卷积内插重采样：产生的图像比较平滑，缺点是计算量很大。

待纠正的数字图像本身属于规则的离散采样，非采样点上的灰度值需要通过采样点(已知像素)内插来获取，即重采样。

常用的重采样方法有最近邻方法、双线性内插方法和三次卷积内插方法。

最近邻重采样算法简单，最大的优点是保持像素值不变。但是，纠正后的图像可能具有不连续性，会影响制图效果。当相邻像素的灰度值差异较大时，可能会产生较大的误差。

双线性内插方法简单且具有一定的精度，一般能得到满意的插值效果。缺点是方法具有低通滤波的性质，会损失图像中的一些边缘或线性信息，导致图像模糊。

三次卷积内插方法产生的图像比较平滑，缺点是计算量很大。

7、怎么进行多源图像的几何配准？

多图像几何配准是指多图像的同名图像通过几何变换实现重叠，通常称作相对配准；将相对配准后的多图像纳入某一地图坐标系统，称作绝对配准。

多项式和共线方程都可以实现多图像的几何配准，例如，采用多项式纠正法，一旦在多图像上选择分布均匀、足够数量的一些同名图像作为相互匹配的控制点，就可根据控制点计算多项式系数，实现一幅图像对另一幅图像的几何纠正，从而达到多图像的几何配准。但在许多情况下，很难找到准确可靠的控制点，所以多图像的几何配准，通常采用相关函数进行自动配准。

多图像自动配准的基本假设是相同的地物具有相似的光谱特征。通过对两个图像做相对移动，找出其相似性量度值最大或差别最小的位置作为图像配准的位置。

第六章

1、主成分变换算法的性质有哪些？工作流程是什么？怎么确定主成分的个数，（书上133页）怎么解释主成分？∑性质：（1）总方差不变性。变换前后总方差保持不变，变换只是把原有的方差在新的主成分上重新进行分配。

（2）正交性。变换后得到的主成分之间不相关。

（3）从主成分向量Y i中删除后面的（n-p）个成分只保留前p（p<=n）个成分时产生的误差符合平方误差最小的准则。换句话说，前面的p个主成分包含了总方差的大部分。

工作流程：主成分正变换——主成分逆变换

主成分正变换通过对图像进行统计分析，在波段协方差矩阵或相关的基础上计算特征值，构造主成分。根据主成分-特征值的关系，选择少数的主成分作为输出结果。

主成分逆变换：如果在正变换中选择的主成分数目与波段/变量数目相同，那么逆变换的结果将完全等同于原始图像。如果选择的主成分数目少于波段数，逆变换的结果相当与压抑了图像中的噪声，但此时逆变换结果图像的各个“波段”与原始图像的波段不再具有对应性，不再具有原始图像波段的物理意义。

主成分：设有向量集（X=Xi，i=1,2，…，n）Rn（n为变量个数），E（X）为X的数学期望，X的协方差矩阵为C，U是C的特征向量，按其特征值的由大到小的顺序排列为主成分。

2、缨帽变换的基本原理是什么？有什么优缺点？缨帽变换的结果怎么解释？（书上135页—139页）

优缺点：缨帽变换旋转坐标空间，但旋转后的坐标轴不是指到主成分的方向，而是指到另外的方向，这些方向与地物有密切的关系，特别是与植物生长过程和土壤有关。缨帽变换既可以实现信息压缩，又可以帮助解译分析农作物特征，因此有很大的实际应用意义。K-T变换只能用于MSS数据和LANDSAT4、5的TM图像、LANDSAT7的ETM图像，这是该方法的一个限制。

3、什么是植被指数？有哪些基本的表达方式？

植被指数：根据地物光谱反射率的差异作比值运算可以突出图像中植被的特征、提取植被类

别或估算绿色生物量，能够提取植被的算法称为植被指数。（VI，Vegetation Index）。植被指数是代数运算增强的典型应用

表达方式：比值植被指数

归一化植被指数

差值植被指数

正交植被指数或PVI=0.939(IR)—0.344（R）+0.09 4、在图像处理中常用的彩色模型有哪些？

常用的彩色模型有RGB模型和HIS模型。RGB和HIS两种色彩模式可以相互转换，有些处理在某个彩色系统中可能更方便。RGB系统从物理的角度出发描述颜色，HIS系统从人眼的主观感觉出发描述颜色。RGB系统比较简单而常用，但是，当彩色合成图像的各个波段之间的相关性很高时，会使得合成图像的饱和度偏低，色调变化不大，图像的视觉效果差。

第七章

1、图像噪声有哪些主要类型？主要特点是什么？

图像噪声按其产生的原因可分为外部噪声和内部噪声。外部噪声是指图像处理系统外部产生的噪声，如天体放电干扰、电磁波从电源线窜入系统等产生的噪声。内部噪声是指系统内部产生的噪声。

从统计理论观点可分为平稳和非平稳噪声。凡是统计特征不随时间变化的噪声称为平稳噪声；统计特征随时间变化的噪声称为非平稳噪声。从噪声幅度分布形态可分为高斯型、瑞利型噪声。还有按频谱分布形状进行分类的，如均匀分布的噪声称为白噪声。按产生过程进行分类噪声可分为量化噪声和椒盐噪声等。

2.什么是图像平滑？试叙述均值滤波与中值滤波的区别？（P152，P154-P156）

图像平滑：图像在获取和传输的过程中，受传感器和大气等的因素的影响会存在噪声。在图像上表现为一些亮点或亮度过大的区域，为了抑制噪声、改善图像质量所做的处理成为图像平滑。

区别：（1）均值滤波是最常用的线性低通滤波器。它均等地对待邻域中的每个像素。对于每个像素，取邻域像素值的平均作为像素的新值。均值滤波对高斯噪声比较有效。均值滤波算法简单，计算速度快，但在去掉尖锐噪声的同时造成图像模糊，特别是对图像的边缘和细节消弱很多。随着邻域范围的扩大，去噪能力增强的同时模糊程度越加严重。

（2）中值滤波是一种最常用的非线性平滑滤波器，它将窗口内的所有像素值按大小排序后，取中值作为中心像素的新值。窗口的行列数一般取奇数。由于用中值替代了平均值，中值滤波在抑制噪声的同时能够有效地保留边缘，减少模糊。中值滤波的不变性，对于一维的某些特定的输入信号，中值滤波的输出保持输入信号值不变。对于二维信号，中值滤波不变性要复杂得多，不仅与输入信号有关，还与窗口的形状有关。中值滤波的去噪性能：中值滤波可用来减弱随机干扰和脉冲干扰，由于中值滤波是非线性的，因此对随机输入信号的数学分析比较复杂。中值滤波的输出与输入噪声的概率密度分布有关，而均值滤波的输出则与之无关。中值滤波对于随机噪声的抑制比均值滤波差一些，但对于脉冲噪声干扰的椒盐噪声，中值滤波是非常有效的

3.什么是图像锐化？图像锐化有那种方法？（p161）

图像锐化：为了突出图像中的地物边缘，轮廓或线状目标，可以采用锐化方法，锐化提高了边缘与周围像素之间的方差，也成为边缘增强。

图像锐化方法：图像锐化方法：梯度法、罗伯特梯度、Prewitt和Sobel梯度、Laplacian 算子、定向检测

第九章

1、遥感图像分类的基本原理是什么？（P208）

同类地物在相同的条件下（光照，地形等）应该具有相同的或相似的光谱信息和空间信息特征。不同类的地物之间具有差异。根据这种差异，将图像中的所有像素按其性质分为若干类别的过程，成为图像的分类。

2、试述遥感图像分类流程

（1）预处理：包括确定工作范围、多源图像的几何配准、噪声处理、辐射校正、几何精校正、多图像融合等。

（2）特征选取：包括特征选择和特征提取。特征选择是从众多特征中挑选出可以参加分类运算的若干个特征；特征提取是在特征选择以后，利用特征提取算法（如主成分分析算法）从原始特征中求出最能反映地物类别性质的一组新特征。

（3）分类：根据特征与分类对象的实际情况选择适当的分类方法。

（4）分类后处理：由于分类过程是按像素逐个进行的，分类结果图像中成片的地物类别分布区往往会出现零星的异类像素，其中许多是不合理的。因此，要根据分类的要求进行后处理工作。

（5）结果检验: 对分类的精度与可靠性进行评价。

（6）结果输出: 对于达到精度要求的分类图像，根据需要和用途，设置投影、比例尺、图例等制作专题图，或将数据转换为向量格式，供其它系统使用。

3、什么叫非监督分类？有哪几种主要方法？

非监督分类是指人们事先对分类过程不加入任何的先验知识，而仅凭遥感图像中地物的光谱特征，即自然聚类的特性进行的分类。

非监督分类有很多种方法，其中，K-均值方法和ISODATA方法是效果最好，使用最多的两种，4、简述监督分类与非监督分类的区别？（P225，P216）

非监督分类是指人们事先对分类过程不加入任何的先验知识，而仅凭遥感图像中地物的光谱特征，即自然聚类的特征进行的分类。

监督分类是利用已知地物的信息对未知地物进行分类的方法。

5、什么是训练区？选择训练区应该注意哪些问题？

训练区用来确定图像中已知类别像素的特征。这些特征对于监督分类来说是必不可少的。训练区在遥感处理系统中被称为“感兴趣区”。在ENVI系统中，该区域称为ROI，在ERDAS系统中称为AOI。

（1）训练区必须具有典型性和代表性，即所含类型应与研究地域所要区分的类别一致。训练区的样本应在面积较大的地物中心部分选择，而不应在地物混交地区和类别的边缘选取，以保证特征具有典型性，从而能进行准确的分类。

（2）使用的图件时间和空间上要保持一致性，以便于确定数字图像与地形图（或土地利用图、地质图、航片等）的对应关系。即使不一致，也要尽量找时间上相近的图件，同时，图件在空间上应能很好的匹配。

（3）训练区的选取方式有按坐标输入式和人机对话式两类。按坐标输入式是预先把实地调查确定的各类地物分布区转绘到地图上去，量测其在选定坐标系中的位置，再把量测数据输入计算机并映射到遥感图像上。这种方式用于不带图像显示装置的计算机系统。人机对话式则用于带有图像显示装置的数字图像处理系统，它通过鼠标在图像上勾画出地物所在的范围或转入实地调查的地图矢量数据作为训练区。

训练区确定后可通过直方图来分析样本的分布规律和可分性。一般要求单个类训练区的直方

图是单峰，近似于正态分布的曲线。如果是双峰，即类似二个正态分布曲线重叠，则可能是混合类别，需要重做。

（4）训练样本的数目。训练样本数据用来计算类均值和协方差矩阵。根据概率统计，协方差矩阵的导出至少需要K+ 1个样本（K是多光谱空间的分量数或经过选择的特征数），这个数是理论上的最小值。实际上，为了保证参数估计结果比较合理，样本数应适当增多。在具体分类时，要根据对工作地区的了解程度和图像本身的情况来确定样本数量。

6、监督分类的主要方法有哪些？各有什么特点？

监督分类的几种方法及特点如下：

（1）平行管道法：这种方法的优点是分类标准简单，计算速度快。主要问题是按照各个波段的均值和标准差划分的平行多面体与实际地物类的点群形态不一致。

（2）最小距离方法：容易产生错误，但该方法简单、实用性强、计算速度快。

（3）最大似然方法：基于贝叶斯准则的分类错误概率最小的一种非线性分类，是应用比较广泛、比较成熟的一种监督分类方法。

（4）光谱角方法：是一种光谱匹配技术，它通过估计像素光谱与样本光谱或是混合像素中端元成分(end member)光谱的相似性来分类。

7、图像分类后处理包括哪些工作？

（1）碎斑处理：去掉分类图中过于孤立的那些类的像素，或把它们归并到包围相邻的较连续分布的那些类。

（2）类别合并：非监督分类前不知道实际有多少地物类，在策略上总是先分出较多的类，然后对照实地情况或根据已有知识，确定最后需要的类别，因此，需要将某些光谱上不同的类（光谱类）合并为一个地物类。

（3）分类结果统计：分类结果统计是图像分类报告中必须包含的内容，包括各类在各波段的平均值、标准差、最低值、最高值、协方差矩阵、相关系数矩阵、特征值、各类的像素数和占总像素数的百分比、精度检验等

（4）类间可分离性分析：可分离性可用各类之间的距离矩阵来表示。由于距离是类间相似性的一个重要量度，因而通过该矩阵可确定最为相似的类。如果某类的地物性质比较模糊，可借助与它最相似的已知地物类来进一步明确。

8、遥感专题制图中需要注意哪些问题？

（1）分类赋色：分类完成后，计算机处理系统一般都是按类顺序（或训练区的颜色）自动给各类别赋色。这些默认的颜色基本上都不符合专业制图的要求，例如，专业制图要求相近的类颜色应相近，面积大的类颜色应较浅等，因此需要重新给各类配色。这个处理过程在ENVI系统中叫“改变类颜色”，在ERDAS系统中则是重编码处理的一部分。各类配好颜色后，可存为一个特定的文件或查找表（LUT），供分类图输出时使用。

（2）叠加修饰符号：为了满足制图的要求，需要在图像上叠加各种修饰性内容，包括：比例尺，公里网，指北针，图例，图廓，注记，统计图表等。多数图像处理或软件系统都提供了相应的功能或模板，操作比较方便。现有的遥感处理系统大多已经支持中文注记。

（3）输出：分类图可通过各种打印设备输出。输出形式可以是彩色图（以不同颜色表示不同的类）；也可以是黑白图（用不同灰度值或灰度级表示不同的类），还可以是符号图（以不同字母或数字表示不同的类）或图案。

名词

(1)ENVI Environment for Visualizing Images

(2)ROI Region of interest

(3)DEM DIGITAL ELEVATION MODEL 数字高程模型

(4)遥感数字图像是以数字形式表述的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同

波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。(5)像素数字图像最基本的单位是像素，像素是A/D转换中的取样点，是计算机图

像处理的最小单元；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。

(6)遥感数字图像处理：是通过计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行的系

列操作过程。

(7)电磁波谱：将各种电磁波按其波长（或频率）的大小依次排列所构成的图谱。

(8)灰度直方图：根据图像像素的灰度级范围，以适当的灰度间隔单位划分为若干

等级，以横轴表示灰度级，以纵轴便是每一灰度级具有的像素数或该像素数占总像素数的比例值，做出的统计图即为灰度直方图。

(9)窗口：对于图像中的任一像素（x,y），以此为中心，按上下左右对称所设定的

像素范围，称为窗口。

(10)伪彩色合成：是把单波段灰度图像中的不同灰度级按特定的函数关系变换成彩

色，然后进行彩色图像显示的方法。

(11)真彩色合成：如果彩色合成中选择的波段的波长与红绿蓝的波长相同或近似，

那么得到的图像的颜色与真彩色近似，这种合成方式称为真彩色合成。

(12)假彩色增强：由于三原色波段的选择是根据增强目的确定的，与原来波段的真

实颜色不同，所合成的彩色图像并不表示地物真实的颜色，因此，这种合成方法称为假彩色合成，在图像增强上称为假彩色增强。

标准假彩色合成：对一个多波段的影像数据进行处理时，需要做一定的多波段假彩色合成，多波段假彩色合成是一种广泛应用的图像增强处理方法，将任意的三个通道分别用红、绿、蓝三原色做彩色合成显示是最基本的显示功能。一般情况下，通常将图像的高通滤波结果作为红色通道数据、原始图像作为绿色通道数据、原始图像的低通滤波结果作为蓝色通道数据进行假彩色合成，以突出图像中不同频率的信息特征。通常用MSS 7（红）、5（绿）（蓝）三个波段合成“标准假彩色合成”；而对于TM图像，则为4（红）、3（绿）、2（蓝）。这种合成方案能比较全面地反映各种地物在可见光波段和近红外波段颜色差别的和近红外波段的反射特征。

(13)密度分割法：是对单波段遥感图像按灰度分级，对每级赋予不同的色彩，使之

变为一幅彩色图像

(14)直方图均衡化：对原始图像中的像素灰度做某种映射变换，使变换后图像灰度

的概率密度是均匀分布的，即变换后图像是一幅灰度级均匀分布的图像。(15)直方图规定化：是为使单波段图像的直方图变成规定形状的直方图而对图像进

行转换的增强方法。

(16)大气窗口电磁辐射能够透过大气层而未被完全反射、散射和吸收的波谱范围。

(17)辐射误差传感器所得到的目标测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物

理量之间的差值称为辐射误差

(18)程辐射传感器接收的大气散射部分的电磁波称为程辐射，或路径辐射（path

radiance）。

(19)几何精纠正几何精纠正又称为几何配准（registration），是把不同传感器具

有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。

(20)主成分变换主成分变换：是基于变量之间的相关关系，在尽量不丢失信息前提

下的一种线性变换的方法，主要用于数据压缩和信息增强。在遥感软件中，主

成分变换常被称为K－L变换。

(21)缨帽变换缨帽变换：旋转坐标空间，但旋转后的坐标轴不是指到主成分的方向，

而是指到另外的方向，这些方向与地物有密切的关系，特别是与植物生长过程

和土壤有关。

(22)图像融合：是将多幅影像组合到单一合成影像的处理过程。将多源信道所采集

到得关于同一目标的图像经过一定的图像处理，提取各自信道的信息，最后综

合成同一图像以供观察或进一步处理。

(23)HIS彩色变换HIS彩色变换：通过构建H（色调）、I（强度）、S（饱和度）

模型来进行的彩色变换

(24)图像平滑图像在获取和传输的过程中，受传感器和大气等因素的影响会存在噪

声。在图像上，这些噪声表现为一些亮点、或亮度过大的区域。为了抑制噪声、

改善图像质量所做的处理称为图像平滑。

(25)图像的分类同类地物在相同的条件下（光照、地形等）应该具有相同或相似的光谱信息和空间信息特征。不同类的地物之间具有差异。根据这种差异，将图像中的所有像素按其性质分为若干个类别（Class）的过程，称为图像的分类。

简答

1、通用的遥感数据存储格式有哪三种

BSQ格式：（Band Sequential）是像素按波段顺序依次排列的数据格式

BIL格式（band interleaved by line）像素先以行为单位分块，在每个块内，按照波段顺序排列像素

BIP格式（band interleaved by pixel）格式中，以像素为核心，像素的各个波段数据保存在一起，打破了像素空间位置的连续性。

2、遥感图像模型是什么，有什么意义？

遥感图像模型是传感器探测地物电磁波辐射能量所得到的遥感图像从理论角度归纳出的一个具有普遍意义的模型。

遥感图像模型从理论上对遥感图像的意义进行了解释。单波段图像可以表述为一个函数。适应于不同的需要，在数学方式上遥感数字图像有确定性表示和统计性表示。统计特征是遥感图像的基本特征，通过多波段统计特征的分析和纹理分析，可以快速地提取图像中的有效信息。

3、图像直方图有怎样的性质？

直方图反映了图像中的灰度分布规律；任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之对应，但不同的图像可以有相同的直方图；如果一幅图像仅包括两个不相连的区域，并且每个区域的直方图已知，则整幅图像的直方图是这两个区域的直方图之和；由于遥感图像数据的随机性，一般情况下，遥感图像数据与自然界的其它现象一样，服从或接近于正态分布。

4、如何根据图像直方图判断图像质量？

根据直方图的形态可以大致推断图像的反差，然后可通过有目的地改变直方图形态来改善图像的对比度。一般来说，如果图像的直方图形态接近正态分布，则这样的图像反差适中；如果直方图峰值位置偏向灰度值大的一边，图像偏亮；如果峰值位置偏向灰度值小的一边，图像偏暗；峰值变化过陡、过窄，则说明图像的灰度值过于集中，反差小。

5、窗口和邻域有什么区别？

对于图像中的任一像素（x,y），以此为中心，按上下左右对称所设定的像素范围，称为

窗口。窗口多为矩形，行列数为奇数，并按照行数x列数的方式来命名。例如，3x3窗口，5x5窗口等。3x3表示由3行和3列像素构成的矩形范围。中心像素周围的行列称为该像素的邻域。邻域按照与中心像素相邻的行列总数来命名。例如，对于3x3窗口而言，如果考虑中心像素周围的所有像素，那么相邻的总的行列数为8，称为8－邻域。

如果认为上下左右的像素是相邻像素，那么总的行列数为4，则称为4－邻域。

6、图像增强的意义？

用来改善图像的对比度，突出感兴趣的地物信息，提高图像的目视解释效果。从一般意义上看，图像增强是使得图像看起来更好的图像处理方法。

7、图像处理对显示设备有什么要求？

首先选择合适的计算机以及输出设备，然后固定计算机操作的工作环境（照明条件、显示器位置等），接着对显示器进行校正，使屏幕显示达到工作要求，并建立和调用显示器相应的Profile文件，最后对打印机进行校准，建立并调用其Profile文件。

8、怎么用SPOT的多光谱数据来模拟真彩色图像的显示？

色用XS2表示，绿色用（XS1+ XS2+ XS3）/3的波段运算来实现，蓝色采用XS1波段代替。该方法实际上是将原来的绿波段（0.50-0.59 μm）当作蓝波段（该波段靠近蓝波段的光谱范围），红波段（0.61-0.68 μm）仍采用原来的波段，绿波段用绿波段、红波段、红外波段的算术平均值来代替。

9、辐射校正的目的是什么？

辐射校正的目的是：尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声引起的传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理量之间的差异，尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的分割、分类、解译等后续工作打下基础。

10、代数运算的目的是什么？

对于多波段遥感图像和经过空间配准的两幅或多幅单波段遥感图像，可以通过代数运算来突出特定的地物信息，从而达到某种增强的目的。代数运算是根据地物本身在不同波段的灰度差异，通过不同波段之间简单的代数运算产生新的“波段”，来达到突出感兴趣的地物信息、压抑不感兴趣的地物信息的图像增强方法。进行代数运算后，数值范围可能超过了显示设备的范围，因此，在显示的时候往往还需要进行灰度拉伸。

11、加法运算、差值运算、乘法运算、比值运算在遥感图像处理中各有什么作用？

（1）加法运算：加法运算主要用于对同一区域的不同时段图像求平均，这样可以减少图像的加性随机噪声，或者获取特定时段的平均统计特征。进行加法运算的图像的成像日期不应相差太大。

（2）差值运算：差值图像提供了不同波段或不同时相图像间的差异信息，在动态监测、运动目标检测与跟踪、图像背景消除、不同图像处理效果的比较及目标识别等工作中应用较多。

（3）乘法运算：乘法运算可用来遮掉图像的某些部分。

（4）比值运算：比值运算是两个不同波段图像对应像素的灰度值相除（除数不能为0），是遥感图像处理中常用的方法。比值运算可以降低传感器灵敏度随空间变化造成的影响，增强图像中特定的区域；降低地形导致的阴影影响，突出季节的差异。

12、彩色变换具有哪些主要应用？

（1）进行不同分辨率的图像的融合：HIS中，I成分控制着图像的亮度。将低分辨率图像变换到HIS彩色空间，将I成分用高分辨率图像中的某个波段替换，然后进行彩色逆变换，可以达到数据融合的目的。

（2）增强合成的图像的饱和度：图像的饱和度不足，图像不鲜艳，不容易区分图像中

的细节。将数据从RGB彩色空间变换到HIS彩色空间，然后对S成分进行拉伸增强后，再变换到RGB彩色空间显示，可以提高图像的饱和度。

（3）通过对强度I成分的处理进行图像的增强：强度I成分集中了图像中的一些信息，单独对此成分进行增强，再做逆变换，可以获得其它方法无法达到的效果，例如，对于云或雾的去除等。

（4）多源数据的综合显示：随着工作的积累，在同一地区往往积累了不同传感器的遥感数据。通过将这些数据的波段分别赋予HIS，然后逆变换作彩色显示，可以获得较好的效果。

（5）其他应用：对色调进行分段扩展，以突出某一色调或加大某一范围内的色调之间的差异；色调不变，将亮度和饱和度置为常数，以突出地物色调在空间上的分布；将强度置为常数，色调和饱和度不变，可以减少地形起伏的影响，突出阴影部分的地物信息。

13、图像滤波的主要目的是什么？主要方法有哪些？

图像滤波可以从图像中提取空间尺度信息，突出图像的空间信息，压抑其它无关的信息，或者去除图像的某些信息，恢复其它的信息。因此，图像滤波也是一种图像增强方法。

图像滤波可分为空间域滤波和频率域滤波两种方法。空间域滤波通过窗口或卷积核进行，它参照相邻像素来单个像素的灰度值，这是当前主要的滤波方法。频率域滤波是对图像进行傅立叶变换，然后对变换后的频率域图像中的频谱进行滤波

14、绝对距离和欧氏距离使用时需要注意哪些问题？

（1）特征参数的量纲

具有不同量纲的特征参数常常是无意义的。例如，特征参数为某个波段亮度值和某种波段亮度比值时，波段的亮度值通常是整数，而比值常为小于1的小数，将这样数量级相差较大的数以同等的权组合起来，只能突出绝对值大的特征参数的作用而降低绝对值小的特征参数的作用。解决的办法是在进行分类前对数据进行标准化。

（2）特征参数间的相关性

特征参数间通常（未经正交变换）是相关的。相关意味着特征参数在表征地物特征方面有共性。若特征参数中的大部分相关性较强，而个别的相关性不大，则一般来说相关的参数和不相关的参数在距离中的权应是不一致的，但在上述公式中权是相同的，这也是个缺点。下面的马氏距离解决了这个问题。

15、提高遥感图像分类的主要对策有哪些？

（1）多种信息的综合利用：包括几何信息、纹理信息、地形信息等的综合利用。

（2）混合像素的分解处理: 混合像素是遥感图像中较普遍存在的现象。尤其是低分辨率的卫星图像，一个像素覆盖的地面范围内往往包含一种以上的地物类别。这种混合像素的灰度值必为各组分图像灰度的混合值，传统的基于逐个像素的判别就会发生困难，有很大的不确定性，必须进行混合像素的分解处理

（3）分层分类与专家系统的应用：所谓分层分类就是模拟目视解译，对复杂图像进行多层次的分析判断，先把容易识别确定的地物提取出来，再针对彼此混淆的地类采用不同的判据进行区分，先易后难，由表及里，分层处理，逐步推进。遥感图像解译专家系统是模式识别与人工智能技术相结合的产物。应用人工智能技术，运用遥感图像解译专家的经验和方法，模拟遥感图像目视解译的具体思维过程，进行遥感图像解译。它使用人工智能语言讲某一领域的专家分析方法或经验，对地物的多种属性进行分析判断，确定类别。

16、简述遥感图像辐射畸变的产生原因。

（1）辐射畸变：遥感传感器本身特性、地物光照条件（地形影响和太阳高度角影响）、大气作用

（2）几何畸变：遥感传感器方面的原因（例如扫描线速度的不均匀等）、遥感平台方面的原因（例如卫星运行姿态的变化）以及地球本身的原因（例如地球自转的影响）。

几何畸变按照性质分为系统性畸变和随机性畸变。

数字图像处理复习练习题

练习题 1、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为（ B ） A 32个 B 64个 C128个 D 256个 2.下面说法正确的是：（ B ） A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换； B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种； C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像 域的方法计算复杂较高； D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好。 3、采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于1时，该变换是针对如下哪一类图像进行增强。（ B ） A 图像整体偏暗 B 图像整体偏亮 C图像细节淹没在暗背景中D图像同时存在过亮和过暗背景 4、采用模板［-1 1］T主要检测（ A ）方向的边缘。 A.水平 B.45 C.垂直 5、下列算法中属于图象锐化处理的是（ C ） A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 6、维纳滤波器通常用于（C ） A、去噪 B、减小图像动态范围 C、复原图像 D、平滑图像 7、彩色图像增强时，（ C ）处理可以采用RGB彩色模型。 A. 直方图均衡化 B. 同态滤波 C. 加权均值滤波 D. 中值滤波 8、（ B ）滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。 A. 逆滤波 B. 维纳滤波 C. 约束最小二乘滤波 D. 同态滤波 9、高通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将高通滤波器的转移函数加上一常数量以便引入一些低频分量。这样的滤波器叫B ）。 A. 巴特沃斯高通滤波器 B. 高频提升滤波器 C. 高频加强滤波器 D. 理想高通滤波器

遥感数字图像处理复习资料

第一章： 1.冈萨雷斯定义图像是对客观对象的一种相似性的描述或写真，包含了被描述或写真对象的信息，其英文为image，辅助性定义，是以某一技术手段再现于二维画面上的视觉信息，是二维数据阵列的光学模拟。图像分为数字图像和模拟图像。 2.数字图像的基本单位是像素（像元），图像像素是长宽大小相等的方格，具有特定的空间位置和属性特征，像素的基本属性特征为像素值。 3.遥感数值图像是一数学形式存储和表达的遥感图像。遥感数值图像中的像素值又称为亮度值（灰度值、灰度级）。 4.遥感数值图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感数值图像中的像素进行系列操作的过程。 5.遥感数字图像处理的内容包括：1）图像增强:使图像更容易理解。2）图像矫正：使图像信息尽可能地反应实际地物的辐射信息、空间信息和物理过程。3）信息提取：提取地物的空间分布格局信息。 6.遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统。硬件系统是进行图像说必须的设备（包括计算机，数字化设备，存储设备，现实和输出设备，操作台），软件系统指进行图像处理的各种程序（如ERDAS/PCI/ENVI/ER）。 第二章 7.遥感平台是传感器的载体，有近地面，吊车，飞船，飞机，卫星等。 8.传感器又称为遥感器，是手机和记录电池辐射能量信息的装置。 9.根据数据记录方式，传感器类型可分为成像方式和非成像方式两大类。成像传感器按成像原理分为摄影成像和扫描成像。 10.摄影成像方式的传感器主要是摄影机，包括框幅摄影机，缝隙摄影机，全景摄影机，多光谱摄影机等，在快门打开后几乎瞬间同时接受目标的电磁波能量，聚焦后记录下来称为幅影像。现在常用的数码照相机就是摄影成像。最初的摄影成像方式与传统照相机成像方式不一样。用数码照相机进行拍照摄影，可直接产生数字图像。 11.传感器按烧面方式又可分为两种：目标扫面传感器和影响面扫面传感器。 12.按电磁波在真空中波长或频率的顺序将波长划分成波段，每一波段为一个波长范围，按使用的刚做波段，可将传感器分为紫外，可见光，红外，微波，多波段等类型。 13.传感器分辨率指标有是个：辐射分辨率，光谱分辨率，空间分辨率和时间分辨率。 14.空间分辨率指遥感图像上能详细区分的最小单元的尺寸或大小。空间分辨率通常用像素大小，解像力或视场角来表示。 15.像素是将地面信息空间离散化而形成的格网单元，在遥感图像中，像素大小的单位为米。 16.视场角是传感器的受光范围，也称为立体角，它与摄影机的四角和扫描仪的扫描宽度含义相同。 17.时间分辨率：传感器对同一空间区域进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔称为时间分辨率。时间分辨率的两个指标：一个是传感器本身设计的时间分辨率，受卫星运行规律影响，不能改变；另一个是根据应用要求人为设计的时间分辨率，它等于或小于卫星传感器本身的时间分辨率。因此有重返周期和重复周期。 18.重复周期又称回归周期。

遥感数字图像处理实习1

（1）以多波段组合方式将GeoTIFF格式的白银市TM原始数据转换为ENVI Standard 格式： 利用Basic Tools/Layer Stacking弹出对话框然后Import File，弹出对话框，导入GeoTIFF格式的TM原始数据，选择波段1、2、3、4、5和7， 点击OK，利用Choose选择输出路径及文件名，同时可以利用Reorder Files对输入的文件根据自己的需要进行调换顺序，点击OK输出ENVI Standard格式的数据。 （2）查询并记录影像文件的基本信息、投影信息，以及各个波段直方图信息，然后编辑头文件： 利用Basic Tools/Resize Data弹出对话框里面选择要查看的影像，左 边会出现其基本信息，如图所示：也有投影信息，既可以用来看单波段的也可以看合成后整个影像的信息。在对话框下，合成影像的名字上右击，选择Quick Statistics弹出对话框，在此对话框中点击Select Plo下拉菜单，选择单波段或者多波段的直方图，相应的对话框中会出现直方图（在结果与分析中记录），还可以右击选择edit修改横、纵坐标的单位。 同样的在合成影像的名字上右击，选择Edit Head，弹出对话框

然后点击Edit Attributes/Band Name弹出对话框，选中波段输入修改 后名字，点击OK即可进行波段名字的修改。点击Edit Attributes/Wavelengths弹出进行相应的波长的修改。 （3）在View视窗中，利用影像缩小、放大、漫游工具识别影像中的土地利用/土地覆盖类型: 可以结合当地的google earth上高分辨率的遥感影像，进行识别，利用Viewer视窗下Tools/SPEAR/Google Earth/Jump to Location可以在google earth上显示View主视窗中相应选中地物对应的位置。 （4）利用Viewer视窗打开影像，分别选取4、3、2和7、4、2波段组合进行假彩色合成，观察实习内容中所要求地物的色调变化： 利用File/Open Image File，选择第1步合成的ENVI Standard 格式的数据，弹出对话框，在其中选择RGB Color，将R、G、B分别设为4、3、2波段，点击Load Band，在Viewer#1中出现了4、3、2波段组合的假彩色图像，再在此窗口中，点击Display/New Display,弹出Viewer#2，选择RGB Color,将R、G、B分别设为7、4、2波段，点击Load Band，在Viewer#2中出现了7、4、2波段组合的假彩色图像，在Viewer窗口中右击选择Link Displays，弹出对话框，点击OK，可以把两个窗口中同一位置进行连接起来， 即其中一个窗口放大、缩小、漫游到某个位置，另外一个也跟着漫游到其相对应的位置。这样可以进行地物色调变化的对比。 （5）提取6种地物在不同波段的数值（Digital Number，DN），做光谱剖面图： 在Viewer视窗中Tools/Profile/Z Profile(Spectrum)弹出对话框,在其 Options下拉菜单中勾选Plot Key,对话框中出现了Viewer视窗中选中的目标地物的X，Y坐标，然后勾选Collect Spectra，鼠标箭头变为十字箭头，在目标地物中取九个点（本来图上就有一个，总共是十个点），然后在选择File/Save Plot As/ASCII弹出对话框 ，点击Select All Items，利用Choose选择输出路径和文件名，点击 OK，将其保存为.txt格式。选六种地物，重复以上操作，提取不同波段的数值（Digital Number，DN）。将.txt格式的文件用excel打开，然后用插入函数中的average函数求出每种地物的平均DN值，然后做出光谱剖面（光谱图如结果与分析中所示）。 （6）使用Excel制作6种地物的样本特征光谱统计表： 在Excel中分别使用插入函数中的AVERAGE、VAR、STDEV、MAX和MIN函数求出各地物样本DN值在各个波段的平均值、方差、标准差、最大值和最小值。然后，在07版Excel 的“Microsoft Office 按钮”，单击“Excel 选项”。“加载项”，然后在“管理”框中，选择“Excel 加载项”，单击“转到”弹出“加载宏”，在弹出来的对话框中选择“分析工具库”，并点击确定。然后从“工具”中找到“数据分析”，从“数据分析”对话框中选择“协方差”，并导入某种地物需求协方差的数据区域并选择“逐行”进行，最后选择数据输出区域并确定，则可得该地物的协方差矩阵。同理，在从“数据分析”对话框中选择“相关系数”，进行相应操作，可求得相关系数矩阵。（在结果与分析中附有个地物的样本特征光谱统计表）（7）制作散点图： 在Excel中，打开6种地物的样本DN数据（5步骤产生的），选择band2和band4做散

数字图像处理试题集29435

第一章引言 一.填空题 1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数字阵列中的每个数字，表示数字图像的一个最小单位，称为___________________ 。 2. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是从图像到图像的处理，如图像增强等； 二是____________________ ，如图像测量等。 3. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是 ______________________ ，如图像增强等； 二是从图像到非图像的一种表示，如图像测量等。 4. 图像可以分为物理图像和虚拟图像两种。其中，采用数学的方法，将由概念形成的物体进行表示的图像是__________________________ 。 5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中， ____________________ 的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。 解答: 1. 像素 2. 从图像到非图像的一种表示 3. 从图像到图像的处理 4. 虚拟图像 5. 图像重建 四.简答题 1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4 种。 2. 什么是图像识别与理解？ 3. 简述数字图像处理的至少3 种主要研究内容。 4. 简述数字图像处理的至少4 种应用。 5. 简述图像几何变换与图像变换的区别。 解答: 1. ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图 像的可观察性。③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。 2. 图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。 3. ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图 像的可观察性。③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。 4. ①在遥感中，比如土地测绘、气象监测、资源调查、环境污染监测等方面。 ②在医学中，比如B超、CT机等方面。 ③在通信中，比如可视电话、会议电视、传真等方面。 ④在工业生产的质量检测中，比如对食品包装出厂前的质量检查、对机械制品质量的监控和筛选等方面。⑤在安全保障、公安方面，比如出入口控制、指纹档案、交通管理等。 5. ①图像的几何变换：改变图像的大小或形状。比如图像的平移、旋转、放大、缩小等，这些方法在图像配准中使用较多。 ②图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。比如傅里叶变换、小波变换等。

数字图像处理试题

名词：*数字图像，数字图像处理，图像采样，线性拉伸，高通滤波，低通滤波，中值滤波，特征空间，图像分析，图像分割 问答题：1、设一幅图像有如图所示直方图，对该图像进行直方图均衡化，写出均衡化过程，并画出均衡化后的直方图。若在原图像一行上连续8个像素的灰度值分别为：0、1、2、3、4、5、6、7，则均衡后，他们的灰度值为多少？ 如图为一幅16级灰度的图像。请写出均值滤波和中值滤波的3x3滤波器；说明这两种滤波器各自的特点；并写出两种滤波器对下图的滤波结果（只处理灰色区域，不处理边界）。（15分） 设一幅灰度图像，其目标和背景的像素点灰度呈正态分布，灰度直方图如图所示。其中：、分 别为目标点的灰度分布密度函数、均值；、分别为背景点的灰度分布密度函数、均值。并设目标点和背景点的方差均为，目标点个数和图像总像点数的比为1:2。T是根据最小误差准则确定的最佳阈值。（15分） 试证明：

1．根据所学过的图像处理和分析方法，设计一套算法流程来实现汽车牌照的定位和数字的识别（给出设计思想即可）。 1、如图所示，A和B的图形完全一样，其背景与目标的灰度值分别标注于图中， 请问哪一个目标人眼感觉更亮一些？为什么？（10分） 选择题： 图像灰度方差说明了图像哪一个属性。（B ） A 平均灰度 B 图像对比度 C 图像整体亮度D图像细节 下列算法中属于图象锐化处理的是：( C ) A.低通滤波 B.加权平均法 C.高通滤波 D. 中值滤波 高通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将高通滤波器的转移函数加上一常数量以便引入一些低频分量。这样的滤波器叫 B 。 A. 巴特沃斯高通滤波器 B. 高频提升滤波器 C. 高频加强滤波器 D. 理想高通滤波器 ( )7.下列图象边缘检测算子中抗噪性能最好的是： a.梯度算子 b.Prewitt算子 c.Roberts算子 d. Laplacian算子

遥感数字图像处理

遥感数字图像处理-要点 1．概论 遥感、遥感过程 遥感图像、遥感数字图像、遥感图像的数据量 遥感图像的数字化、采样和量化 通用遥感数据格式（BSQ、BIL、BIP） 遥感图像的模型：多光谱空间 遥感图像的信息内容： 遥感数字图像处理、遥感数字图像处理的内容 遥感图像的获取方式主要有哪几种? 如何估计一幅遥感图像的存储空间大小? 遥感图像的信息内容包括哪几个方面？ 多光谱空间中，像元点的坐标值的含义是什么？ 与通用图像处理技术比较，遥感数字图像处理有何特点？ 遥感数字图像处理包括那几个环节？各环节的处理目的是什么？ 2.遥感图像的统计特征 2.1图像空间的统计量 灰度直方图：概念、类型、性质、应用 最大值、最小值、均值、方差的意义 2.2多光谱空间的统计特征 均值向量、协方差矩阵、相关系数、相关矩阵的概念及意义波段散点图概念及分析 主要遥感图像的统计特征量的意义 两个重要的图像分析工具：直方图、散点图 3.遥感数字图像增强处理 图像增强：概念、方法 空间域增强、频率域增强 3.1辐射增强：概念、实现原理 直方图修正，线性变换、分段线性变换算法原理 直方图均衡化、直方图匹配的应用 3.2空间增强 邻域、邻域运算、模板、模板运算 空间增强的概念 平滑（均值滤波、中值滤波）原理、特点、应用 锐化、边缘增强概念

方向模板、罗伯特算子、索伯尔算子、拉普拉斯算子的算法和特点? 计算图像经过下列操作后，其中心象元的值： – 3×3中值滤波 –采用3×3平滑图像的减平滑边缘增强 –域值为2的3×1平滑模板 – Sobel边缘检测 – Roberts边缘检测 –模板 3.3频率域处理 高频和低频的意义 图像的傅里叶频谱 频率域增强的一般过程 频率域低通滤波 频率域高通滤波 同态滤波的应用 3.4彩色增强 彩色影像的类型：真彩色、假彩色、伪彩色

数字图像处理复习题

第一章绪论 一.选择题 1.一幅数字图像是：(B) A、一个观测系统； B、一个有许多像素排列而成的实体； C、一个2-D数组中的元素 D、一个3-D空间的场景。 提示：考虑图像和数字图像的定义 2.半调输出技术可以：(B) A、改善图像的空间分辨率； B、改善图像的幅度分辨率； C、利用抖动技术实现； D、消除虚假轮廓现象。 提示：半调输出技术牺牲空间分辨率以提高幅度分辨率 3.一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的比特数是：(A) A、256K B、512K C、1M C、2M 提示：表达图像所需的比特数是图像的长乘宽再乘灰度级数对应的比特数。 4.图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于：(A) A、图像的灰度级数不够多造成的； B、图像的空间分辨率不够高造成； C、图像的灰度级数过多造成的 D、图像的空间分辨率过高造成。 提示：平滑区域内灰度应缓慢变化，但当图像的灰度级数不够多时会产生阶跃，图像中的虚假轮廓最易在平滑区域内产生。 5.数字图像木刻画效果的出现是由于下列原因所产生的：（A） A、图像的幅度分辨率过小； B、图像的幅度分辨率过大； C、图像的空间分辨率过小； D、图像的空间分辨率过大； 提示：图像中的木刻效果指图像中的灰度级数很少 6.以下图像技术中属于图像处理技术的是：（AC）（图像合成输入是数据，图像分类输出 是类别数据） A、图像编码 B、图像合成 C、图像增强 D、图像分类。 提示：对比较狭义的图像处理技术，输入输出都是图像。 二.简答题 1.数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。 2.什么是图像识别与理解？ 3.简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。 4.简述数字图像处理的至少4种应用。 5.简述图像几何变换与图像变换的区别。 解答: 1. ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。

数字图像处理期末复习题

第六章图像的锐化处理 一.填空题 1. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。垂直方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 2. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Roberts交叉微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 3. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Sobel 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 4. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Priwitt微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 5. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Laplacian微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 6. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。Wallis 微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 7. 在图像的锐化处理中，通过一阶微分算子和二阶微分算子都可以进行细节的增强与检测。水平方向的微分算子属于________________。（填“一阶微分算子”或“二阶微分算子”） 8. 图像微分______________了边缘和其他突变的信息。（填“增强”或“削弱”） 9. 图像微分______________了灰度变化缓慢的信息。（填“增强”或“削弱”） 10. 图像微分算子______________用在边缘检测中。（填“能”或“不能”） 四.简答题 1. 图像中的细节特征大致有哪些？一般细节反映在图像中的什么地方？ 2. 一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？ 3. 简述水平方向的微分算子的作用模板和处理过程。 4. 简述垂直方向的微分算子的作用模板和处理过程。 5. 已知Laplacian微分算子的作用模板为：，请写出两种变形的Laplacian算子。解答: 1. 图像的细节是指画面中的灰度变化情况，包含了图像的孤立点、细线、画面突变等。孤 立点大都是图像的噪声点，画面突变一般体现在目标物的边缘灰度部分。 2. 一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界，反映的边界信息较少，但是所反映的边界 比较清晰；二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。反映的边界信息包括了许多的细节 信息，但是所反映的边界不是太清晰。 五.应用题 1. 已知Roberts算子的作用模板为：，Sobel算子的作用模板为： 。 设图像为：

遥感数字图像处理教程复习分析

第一章． 遥感概念 遥感（Remote Sensing，简称RS），就是“遥远的感知”，遥感技术是利用一定的技术设备和系统，远距离获取目标物的电磁波信息，并根据电磁波的特征进行分析和应用的技术。 遥感技术的原理 地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。 遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。 图像 人对视觉感知的物质再现。图像可以由光学设备获取，如照相机、镜子、望远镜、显微镜等；也可以人为创作，如手工绘画。图像可以记录、保存在纸质媒介、胶片等等对光信号敏感的介质上。随着数字采集技术和信号处理理论的发展，越来越多的图像以数字形式存储。因而，有些情况下“图像”一词实际上是指数字图像。 物理图像：图像是人对视觉感知的物质再现 数字图像：图像以数字形式存储。 图像处理 运用光学、电子光学、数字处理方法，对图像进行复原、校正、增强、统计分析、分类和识别等的加工技术过程。 光学图像处理 应用光学器件或暗室技术对光学图像或模拟图像(胶片或图片)进行加工的方法技术 数字图像处理 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。图像处理能做什么？（简答） 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理主要目的：提高图像的视感质量，提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，进行图像的重建，更好地进行图像分析，图像数据的变换、编码和压缩，更好图像的存储和传输。数字图像处理在很多领域都有应用。 遥感图像处理(processing of remote sensing image data )是对遥感图像进行辐射校正和几何纠正、图像整饰、投影变换、镶嵌、特征提取、分类以及各种专题处理的方法。常用的遥感图像处理方法有光学的和数字的两种。

数字图像处理试题集2(精减版)剖析

第一章概述 一.填空题 1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。数字阵列中的每个数字，表示数字图像的一个最小单位，称为__________。 5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。其中，________________的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。 解答:1. 像素5. 图像重建 第二章数字图像处理的基础 一.填空题 1. 量化可以分为均匀量化和________________两大类。 3. 图像因其表现方式的不同，可以分为连续图像和________________两大类。 5. 对应于不同的场景内容，一般数字图像可以分为________________、灰度图像和彩色图像三类。 解答: 1. 非均匀量化 3. 离散图像 5. 二值图像 二.选择题 1. 一幅数字图像是：( ) A、一个观测系统。 B、一个有许多像素排列而成的实体。 C、一个2-D数组中的元素。 D、一个3-D空间的场景。 3. 图像与灰度直方图间的对应关系是：（） A、一一对应 B、多对一 C、一对多 D、都不对 4. 下列算法中属于局部处理的是：（） A、灰度线性变换 B、二值化 C、傅立叶变换 D、中值滤波 5. 一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：（） A、128KB B、32KB C、1MB C、2MB 6. 一幅512*512的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：（） A、128KB B、32KB C、1MB C、2MB 解答:1. B 3. B 4. D 5. B 6. A 三.判断题 1. 可以用f(x,y)来表示一幅2-D数字图像。（） 3. 数字图像坐标系与直角坐标系一致。（） 4. 矩阵坐标系与直角坐标系一致。（） 5. 数字图像坐标系可以定义为矩阵坐标系。（） 6. 图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于图像的灰度级数不够多造成的。（） 10. 采样是空间离散化的过程。（） 解答:1. T 3. F 4. F 5. T 6. T 10. T 1、马赫带效应是指图像不同灰度级条带之间在灰度交界处存在的毛边现象（√） 第三章图像几何变换 一.填空题 1. 图像的基本位置变换包括了图像的________________、镜像及旋转。 7. 图像经过平移处理后，图像的内容________________变化。（填“发生”或“不发生”） 8. 图像放大是从小数据量到大数据量的处理过程，________________对许多未知的数据的估计。（填“需要”或“不需要”） 9. 图像缩小是从大数据量到小数据量的处理过程，________________对许多未知的数据的估计。（填“需要”或“不需要”） 解答:1. 平移7. 不发生8. 需要9. 不需要

遥感数字图像处理习题与答案

《遥感数字图像处理》习题与答案 第一部分 1.什么是图像并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。 答：图像（image）是对客观对象的一种相似性的描述或写真。图像包含了这个客观对象的信息。是人们最主要的信息源。 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，它属于可见图像。数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。 2.怎样获取遥感图像 答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。根据传感器基本构造和成像原理不同。大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。 m= 3.说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明8时的灰度情况。 答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。 ①采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。空间采样可以将模拟图像具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。 ②量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有M×N个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。应进一步离散、归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，称为量化。 m=时，则得256个灰度级。若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256级，则灰当8 度级别有256个。用0—255的整数表示。这里0表示黑，255表示白，其他值居中渐变。由于8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称8bit量化。彩色图像可采用24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit，每个颜色层面数据为0—255级。 4.什么是遥感数字图像处理它包括那些内容 答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像处理。 其内容有： ①图像转换。包括模数（A/D）转换和数模（D/A）转换。图像转换的另一种含义是为使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作，如二维傅里叶变换、沃尔什-哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等。 ②数字图像校正。主要包括辐射校正和几何校正两种。 ③数字图像增强。采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需信息的工作称为图像增强。图像增强处理不是以图像保真度为原则，而是设法有选择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值。 ④多源信息复合（融合）。 ⑤遥感数字图像计算机解译处理。

《遥感数字图像处理》试卷

东南大学2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（）呈现黑色，而（）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征

(完整版)数字图像处理试卷复习资料

█一、叙述常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？（10分） 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（Image Processing Tool box）。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Win 32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提供的动态链接库ImageLoad.dll支持BMP、JPG、TIF等常用6种格式的读写功能。 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，开发出来的Win 32程序有着运行速度快、可移植能力强等优点。VC++对WIN32应用程序接口API 进行了封装，提高了代码的重用性，缩短了应用程序开发周期，降低了开发成本。VC++6.0提供的动态链接库imageload.dll支持BMP、JPG、TIF等六种格式的读写功能。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及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MATLAB环境的程序，从而使其他语言的应用程序使用MATLAB。 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。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。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。它的缺点有：1、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。2、MATLAB使用行解释方式执行代码，执行速度很慢。3、MATLAB擅长矩阵运算，但对于循环处理和图形界面的处理不及C++等语言。█二、叙述常见的数字图像应用软件有哪些？各有什么特 点？（10分） 答：图像应用软件是可直接供用户使用的商品化软件。用户 从使用功能出发，只要了解软件的操作方法就可以完成图像 处理的任务。对大部分用户来说，商品化的图像应用软件无 需用户进行编程，操作方便，功能齐全，已经能满足一般需 求，因而得到广泛应用。常用图像处理应用软件有以下几种： 1）PHOTOSHOP：当今世界上一流的图像设计与制作工具。 PHOTOSHOP已成为出版界中图像处理的专业标准。高版 本的PHOTOSHOP支持多达20多种图像格式和TWAIN接 口，接受一般扫描仪、数码相机等图像输入设备采集的图像。 PHOTOSHOP支持多图层的工作方式，只是PHOTOSHOP 的最大特色。使用图层功能可以很方便地编辑和修改图像， 使平面设计充满创意。利用PHOTOSHOP还可以方便地对 图像进行各种平面处理、绘制简单的几何图形、对文字进行 艺术加工、进行图像格式和颜色模式的转换、改变图像的尺 寸和分辨率、制作网页图像等。 2）CorelDRAW：一种基于矢量绘图、功能强大的图形图像 制作与设计软件。矢量式图像以几何、色彩参数描述图像， 其内容以线条和色块为主，数据量较小。CorelDraw是当今 流行的图像处理软件中为数不多的特点明显、功能强大的基 于矢量绘图的软件包。利用它，可以方便地制作精美的名片、 贺卡、书签、图书封面、广告、宣传画等作品。 3）ACDSee：快速、高性能的看图程序，是目前最享盛名 的图片浏览器。它能广泛应用于图片的获取、管理、浏览和 优化，支持BMP、GIF、JPG、TGA、TIF等超过50种常见 的图形文件格式，图片打开速度极快，可以直接查看动画 GIF，处理如Mpeg之类常用的视频文件，还可以为每一个 目录建立一个相册。ACDSee可以从数码相机和扫描仪高效 获取图片，并进行便捷的查找、组织和预览。ACDSee可以 轻松处理数码影像。 █三、傅里叶变换、加窗傅里叶变换和小波变换的时间－频 率特性有什么不同？（10分） 解：傅里叶变换使得时间信号变成了频域信号，加窗傅里叶 变换使得时间信号变成了时频信号，但是窗口是固定的，小 波变换同样变成了视频信号，但是时频的窗口是变化的。 █四、用JPEG标准，对于576行×720列的CCIR601建议分辨 率的彩色图像，其亮度分量可分割成多少个子块，而两个 色差分量可分别分割成多少子块？（10分） 解：对于576行×720列的CCIR601建议分辨率的彩色图像， JPEG将其亮度分量分割成（576/8）×（720/8）=6480块。 两个色差分量都可分割成两组：（576/8）×（360/8）=3240 块。 █五、二维傅里叶变换的分离性有什么实际意义？（10分） 解：该性质表明，一个二维傅里叶变换可由连续两次 一维傅里叶变换来实现。实现的方法如下图所示： █六、有了离散傅里叶及其快速算法FFT，为什么还要提出 离散余弦算法DCT及其快速算法？为什么许多视频国际标 准将DCT作为帧内编码的基本压缩算法？（10分） 答：在所有的变换编码方案中，离散K-L变换是最佳变换， 理论价值较高，常常作为对其他变换特性进行评价的标准。 但此变换没有快速算法，在工程应用中受到限制。在次最 佳变换算法中，DFT和DCT都是常用的变换编码方法，它们 分别有快速算法：FFT和FCT。这两种方法相比较，DFT涉及 到复数运算，而DCT是实数变换具有十分吸引人的一些特 点：它是一种实数变换，计算量较小，其变换矩阵的基向 量很好地描述了人类视觉的相关性，且对于大多数图像来 说，该变换的压缩性能很接近离散K-L变换，而且其变换矩 阵与图像内容无关，另外由于它构造对称的数据序列，避 免了在图像边界处的跳跃及所引起的Gibbs效应，并且也有 快速算法，因而得到广泛的应用。作为准最佳变换，它已 成为一些静态图像、视频压缩国际标准（或建议）中的基 本处理模块。 █七、扫描仪的光学分辨率是600×1200线，一个具有5000 个感光单元的CCD器件，用于A4幅面扫描仪，A4幅面的纸张 宽度是8.3英寸，该扫描仪的光学分辨率是多少dpi？（10 分） 解：（1）600×1200线，其中前一个数字代表扫描仪的横向 分辨率，后一数字则代表纵向分辨率。 （2）dpi是指单位面积内像素的多少，也就是扫描精度， 目前国际上都是计算一英寸面积内像素的多少。光学分辨 率是扫描仪的光学部件在每平方英寸面积内所能捕捉到的 实际的光点数,是指扫描仪CCD 的物理分辨率，也是扫描仪 的真实分辨率，它的数值是由CCD的像素点除以扫描仪水平 最大可扫尺寸得到的数值。 每一个感光单元对应一个像素。由于CCD感光单元个 数为5000， 5000/8.3＝602 (dpi) █八、直方图均衡，若一个64×64的离散图像，灰度分成8 层，其灰度rk的值和分布情况如下：请绘制该图像的直方 图，并求经过直方图均衡后的图像的直方图。 （20分） 解： █九、一图像大小为640×480，256色。用软件工具SEA （version 1.3）将其分别转成24位色BMP，24位色JPEG， GIF（只能转成256色）压缩格式，24位色TIFF压缩格式， 24位色TGA压缩格式，得到的文件大小分别为：921,654字 节；17,707字节；177,152字节；923,044字节；768,136字 节。分别计算每种压缩图像的压缩比。（10分） 解：不计算较小的文件头和彩色查找表（LTU）的数据量， 原始图像的数据量为： 640×480×1 byte=307,200 byte。 经转换后各种格式的压缩比如下： 24位色BMP格式： 307,200/921,654=0.333（增加了冗余度） 24位色JPEG格式： 307,200/17,707=17.35 GIF压缩格式： 307,200/177,152=1.73 24位色TIFF压缩格式： 307,200/923,044=0.333（增加了 冗余度） 24位色TGA压缩格式： 307,200/768,136=0.400（增加了冗 余度） █十、用JPEG标准，对于576行×720列的CCIR601建议分辨 率的彩色图像，其亮度分量可分割成多少个子块，而两个 色差分量可分别分割成多少子块？（10分） 解：对于576行×720列的CCIR601建议分辨率的彩色图像， JPEG将其亮度分量分割成（576/8）×（720/8）=6480块。 两个色差分量都可分割成两组：（576/8）×（360/8）=3240 块。 █十一、对下面的图像采用基于区域灰度差进行区域增长， 给出灰度差值 T①＝1；T②＝2；T③＝3三种情况下的分割图像。（10分） 解： 十二、用4连通或8连通准则，判断如下图像中的目标。 (10 分) 1 1 1 0 0 0 0 0 解： 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 X 1) 2) 3) 四邻域：L4 = 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 3 3 0 0 1 1 0 0 3 3 0 0 1 1 0 0 0 3 3 0 0 1 0 0 0 0 3 0 2 0 2 0 0 0 3 0 2 2 2 0 0 3 3 0 2 2 2 0 0 0 0 0 八邻域：L8 = 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 0 2 2 0 0 1 1 0 0 2 2 0 0 1 1 0 0 0 2 2 0 0 1 0 0 0 0 2 0 1 0 1 0 0 0 2 0 1 1 1 0 0 2 2 0 1 1 1 0 0 0 0 0

《遥感数字图像处理》试卷及答案

2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（A）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（C ）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（ B）呈现黑色，而（ A）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（A）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（B）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（D）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（A）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（ B）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（A ）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（B）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（B）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（A）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（B）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（B）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（C）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（C）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（ C）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征