图像处理和分析教程(第2版)
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总结和复习

下面对本章各节给予简单小结,并有针对性地介绍一些可供深入学习的参考文献。进一步的复习还可通过思考题和练习题进行,标有星号(*)的题在书末提供了参考解答。

【小结和参考】

1.1节主要介绍了各种不同波段的图像和各种不同类型的图像,借此可对图像有一些感性认识,也可对图像的应用领域有一些了解。更多的各类图像除可参考其他图书或文章,也可借助网络获得。

1.2节介绍图像工程的三个层次及其相关的学科。对图像工程更全面的介绍,包括比较完整的图像技术全貌可见[章2012b],[章2012c],[章2012d]。对图像工程中的各种术语概念名词的简明定义可见[章2015b]。

1.3节介绍对图像和像素的表达与显示。有关图像和像素的基本概念的内容在所有图像处理和分析图书(如[Gonzalez 2008],[Sonka 2008],[章2012b],[章2012c],[Russ 2015])的绪论中均有介绍。图像显示设备是图像处理和分析系统的重要组成部分,形式和种类很多,可分别参阅有关设备的介绍材料(包括有关电视技术的图书)。对不同类型的半调技术的讨论和比较可见[Lau 2001]。对图像抖动技术的相关讨论还可见[Poynton 1996]。

1.4节介绍图像存储器和图像文件格式。该节介绍的四种图像文件格式和其他一些应用比较广泛的格式可参见[董1994],[晶1998]中的详细介绍。GIF格式中用到的LZW压缩算法及其改进,JPEG标准算法等都可见[Salomon 2000]。

1.5节介绍的对图像工程研究文献的统计综述可见[章1996a],[章1996b],[章1997a],[章1998],[章1999a],[章2000],[章2001a],[章2002a],[章2003],[章2004a],[章2005],[章2006a],[章2007],[章2008a],[章2009],[章2010],[章2011],[章2012a],[章2013],[章2014a],[章2015a]。在学习和应用图像处理和分析技术需要的基础知识中,有许多参考书。例如,线性代数可参考[上1982],[数2000];计算机编程语言可用VC、VB、Delphi等(这均有对应的编程介绍图书),用MATLAB编程实现可见[马2013];信号处理和电路原理可分别参考[郑2006]和[蒋2014]。

考虑到图像课程教学的特点和要求,曾制作过与类似内容配合的计算机辅助多媒体教学课件[章2001c],电子版网络课程[章2004b]和网络课件[章2008b]等;介绍相关思路的文献可见[葛1999],[Zhang 1999a],[章2001d],[Zhang 2002],[Zhang 2004],[Zhang 2008],[Zhang 2011]。本书中例题里的许多图像是在研制教学课件中得到的。教学课件的使用对改善教学效果有一定的作用[Zhang 1999b],[Zhang 2007]。如何在教学中更好地使用图像还可见文献[Zhang 2005],[Zhang 2009]。

【思考题和练习题】

*1.1 在1.1.1小节中,如用f(x, y)来表示各图像示例,f所代表的性质有什么共同和不同之处?

1.2 在1.1.2小节中,具体分析如用f(x, y)来表示各图像示例,f所代表的性质。

1.3 设图题1.3(a)所示是一幅原始图像,图题1.3(b)所示是图像处理的结果,图题1.3(c)所示是图像分析的结果,图题1.3(d)所示是图像理解的结果。借助这组图描述一下图像处理、图像分析、图像理解各有什么特点?它们之间有哪些联系和区别?

图题1.3

1.4 可以用f(x, y)代表一幅图像或一个像素。两种情况下fxy的含义有什么不同?

1.5 半调输出技术对图像的空间分辨率和图像的幅度分辨率各有什么影响?

1.6 抖动技术对图像的空间分辨率和图像的幅度分辨率各有什么影响?

1.7 将图1.3.3和图1.3.4所示的方法推广到一个4×4的模板上,设计一种表示不同灰度级的方法,并画出示意图来。

1.8 如果一个3×3模板的每个位置可表示4种灰度,那么这个模板一共可表示的灰度为多少?

*1.9 假设彩色视频的每帧图像为512×512像素,则1秒的数据量需用多大的存储器来存储?

1.10 为表示同一幅图像,如果分别使用BMP格式,GIF格式,TIFF格式和JPEG格式,哪个文件的尺寸会最大?

1.11 试读出一个位图文件的文件头和位图信息部分,分析其中哪些内容可以通过直接观察位图本身而得到。

1.12 查阅过去一年的图像工程研究文献统计综述文章,看看表1.5.1中那些标为黑体的类别中各有多少篇文章发表。如果用那些类别名称作为关键词,从网上或电子数据库中搜索一下文献数量,通过统计分析你能得到什么结论?