考試科目名稱（a、b卷）

1、<p>　　考試科目名稱　數(shù)字圖像處理?。ˋ卷）</p><p><b>　　樣卷??！</b></p><p>　　考試方式：半開卷（允許攜帶A4紙一張進(jìn)入考場）</p><p>　　系（專業(yè)）　　　　　　　　　　　　　　年級　　　　　　　　班級　　　　</p><p>　　學(xué)號　　　　　　　　　　　　　姓名　

2、　　　　　　　　　　成績　　　　　</p><p>　　灰度直方圖是一種非常有用的、基于相同像素值出現(xiàn)頻率統(tǒng)計的工具，其橫坐標(biāo)是像素值，而縱坐標(biāo)是對應(yīng)像素出現(xiàn)的頻率。隨著圖像處理技術(shù)在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用，灰度直方圖及其衍生技術(shù)得到了極大應(yīng)用。</p><p>　　Bag-of-Words（BOW）就是其中一種：其大體思想是，假設(shè)有n類圖像，每一類中有m幅圖像，這樣首先對每一幅圖像劃分成

3、x個小塊，每小塊用一個向量來表示；然后研究者們用聚類方法將所有m*n*x小塊進(jìn)行聚類，假設(shè)共生成100個聚類（1）；那么對于一幅圖像p，假設(shè)它由px個小塊組成；計算每小塊的向量和100個聚類中心的距離，并且取距離最小的對應(yīng)的聚類作為該小塊的類別歸屬；這樣圖像p就可以根據(jù)px個小塊的類別歸屬頻率構(gòu)建一個直方圖（2）。問：</p><p>　　請用計算機(jī)語言（例如離散數(shù)學(xué)中得商集或者數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的哈希函數(shù)）描述聚類是什

4、么樣的一種過程？ （3分）</p><p>　　BOW對應(yīng)的直方圖中，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)各自對應(yīng)著什么？（3分）</p><p>　　二、是一個Prewitt算子，其對應(yīng)的傅里葉變換是， 試從頻域濾波的角度詮釋Prewitt算子的功效 （6分）</p><p>　　三、有兩個一維向量，請計算兩者的卷積 （6分）</p><p>　　四、假定給定一

5、幅灰度圖像，其灰度直方圖中有6個灰度級，分別為s1，s2，s3，s4，s5，s6。這6個灰度級出現(xiàn)的比例為45%，25%，15%，7%，5%，3%。請給出對他們的霍夫曼（或者香農(nóng)）編碼和碼表 （6分）</p><p>　　五、嘗試描述一下點運(yùn)算和灰度直方圖之間的關(guān)系，如果能給出推導(dǎo)更好（6分）</p><p>　　六、在下面的圖像中，存在著如A點的特征點，請給出形態(tài)學(xué)中的擊中擊不中變換結(jié)構(gòu)

6、單元對，并指出圖像中其他滿足該結(jié)構(gòu)單元對的點（6分）</p><p>　　七、請使用步進(jìn)法寫出N=4時的付立葉變換矩陣W，并使用快速傅里葉變換計算向量f=[1, 2, 3, 4]的傅里葉變換，同時驗證其結(jié)果是否等于Wf？ （8分）</p><p>　　八、K-L變換是建立在數(shù)據(jù)統(tǒng)計特性基礎(chǔ)上的一種變換。請首先寫出對二維圖像進(jìn)行K-L變換的步驟。（4分）</p><p&g

7、t;　　和大部分變換一樣，K-L變換也能夠?qū)⒋蟛糠中畔ⅲ芰浚┘性谏倭康臄?shù)據(jù)中，因而也可以用來作為數(shù)據(jù)有損壓縮的手段。請描述K-L變換如何進(jìn)行有損壓縮（提示，需要保存哪些量？4分）</p><p>　　SVD分解在很多地方得到了應(yīng)用，例如在求解某些矩陣的特征值分解時，我們可以使用SVD分解加以輔助，例如我們知道矩陣A的svd分解為：</p><p>　　嘗試寫出AAT的特征向量、特征值（

8、4分）</p><p>　　K-L變換依賴于特征值分解。當(dāng)數(shù)據(jù)量較大時，對大矩陣進(jìn)行特征值分解需要消耗大量的計算資源，請說明在這種情況下為什么可以使用奇異值分解SVD加速K-L變換？（4分）</p><p>　　九、請解釋為什么Marr算法（LoG）的卷積模板是使用Laplacian算子對Gaussian模板濾波得到的，這樣做有哪些好處？（從卷積運(yùn)算滿足的性質(zhì)入手分析更好，8分）</

9、p><p>　　十、寫出N=4時哈達(dá)嗎變換核矩陣，請描述哈達(dá)瑪變化和余弦變換、傅里葉變換的異同，同時計算向量f=[1 2 3 4]的哈達(dá)碼變換。（8分）</p><p>　　十一、隨著嫦娥三號登月的成功，我國的空間技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，下圖是嫦娥在執(zhí)行任務(wù)時返回的一張7米分辨率的一張月球圖像：</p><p>　　上述描述中，分辨率7米是什么意思？我們平時說的顯示屏的分

10、辨率是1024x768、另外打印機(jī)分辨率300dpi，這兩個分辨率又是什么意思？（6分）</p><p>　　我們知道，上述圖像覆蓋了月球非常廣袤的一片區(qū)域。這片區(qū)域里，月貌受到的日光照射變化非常大，但是變化又是連續(xù)并且受到地形影響的。如果讓你使用數(shù)字圖像處理中的同態(tài)濾波技術(shù)對上述圖像進(jìn)行處理，試分析你能從處理結(jié)果中得到什么樣的信息？（6分）</p><p>　　十二、地形匹配制導(dǎo)(ter

11、rain contour matching — TERCOM) 是遠(yuǎn)程巡航導(dǎo)彈常用的一種精確制導(dǎo)方式。導(dǎo)彈發(fā)射后，彈上測量裝置實際測得的地形數(shù)據(jù)與存儲在彈上的數(shù)字地圖進(jìn)行比較，確定導(dǎo)彈對應(yīng)的地面坐標(biāo)位置，如果出現(xiàn)偏差，制導(dǎo)系統(tǒng)發(fā)出控制信號，修正導(dǎo)彈的飛行路線。TERCOM制導(dǎo)方式涉及多種圖像處理技術(shù)，其中：</p><p>　　導(dǎo)彈飛行時，姿態(tài)不斷的變化。導(dǎo)彈攝像頭拍攝的圖像和數(shù)據(jù)庫中的圖像可能受到導(dǎo)彈姿態(tài)的影響

12、。此時需要對導(dǎo)彈拍攝的圖像進(jìn)行幾何變換。試說明幾何變換包括哪幾種操作？（4分）</p><p>　　地形匹配需要選取圖像中某些易于識別的關(guān)鍵點進(jìn)行匹配，圖像的邊緣點是一種可行的關(guān)鍵點。Canny算子是一種圖像邊緣提取算子，試描述Canny算法？（4分）</p><p>　　下圖是利用TERCOM制導(dǎo)的戰(zhàn)斧導(dǎo)彈以及其數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中包含的地形圖。事實上，此時戰(zhàn)斧導(dǎo)彈已經(jīng)飛臨目標(biāo)區(qū)域上空。<