图像处理、分析与机器视觉(第4版)第二章习题答案

S2.1 为什么NTSC,PAL(已经使用了几十年)规范的模拟电视需要使用隔行扫描线?
答:隔行扫描是将图像的奇数行和偶数行分两场传输,隔行扫描的优点是减小模拟电视信号占用带宽,技术实现简单,缺点是图像显示会有闪烁,使用NTSC和PAL规范的模拟电视由于带宽限制,故采用隔行扫描。

S2.2 请定义
1、空间分辨率:指图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小,是由图像平面上图像采样点间的接近程度确定的;
2、光谱分辨率:指成像的波段范围,是由传感器获得的光线频率带宽决定的;
3、辐射计量分辨率:传感器区分地物辐射能量细微变化的能力,即传感器的灵敏度,对应于可区分的灰阶数量;
4、时间分辨率:指捕获图像的频率,取决于图像获取的时间采样间隔,时间分辨率问题在动态图像分析中是最重要的,其中处理的是图像的时间序列。

S2.3 请定义
1、加性噪声:当图像通过信道传输时,噪声一般与出现的图像信号无关,这种独立于信号的退化被称为加性噪声;
2、乘性噪声:f=gv,噪声的幅值在很多情况下与信号本身的幅值有关,这种模型表达的是乘性噪声;
3、高斯噪声:指它的概率密度函数服从高斯分布(即正态分布)的一类噪声;
4、冲击噪声:指一幅图像被个别噪声像素破坏,这些像素的亮度与其邻域的显著不同;
5、椒盐噪声:指饱和的冲击噪声。

S2.4 请使用示意图定义透视投影和正交投影
在这里插入图片描述
x,y,z的量是世界坐标系中3D场景点X的坐标,f是从针孔到图像平面的距离,通常称为焦距。非线性的透视投影常被近似为线性的平行投影或正交投影,其中f → ∞,隐含的,z → ∞表明正交投影是远处物体透视投影的极限情况。

S2.5 一个感光器或者照相传感器可以使用如下的公式建模:
在这里插入图片描述
命名或描述每一个独立变量,qi是什么?
答:Ri(λ)是传感器的光敏度,I(λ)是照明的谱密度,S(λ)表达表面元如何反射照明光的每个波长。
qi是第i个传感器的光谱响应。

S2.6 略

S2.7 解释颜色恒常性这一概念。为什么它对于彩色图像处理和分析很重要?
答:人类视觉系统能够从照明变化中做某种程度的抽象,将某个具体色彩的几种示例感知为相同的,这种现象称为颜色恒常性。颜色恒常性计算是为了减少甚至消除光照的影响,得到景物独立于光照变化的鲁棒的颜色特征,这对于计算机视觉、颜色科学来说,是极其重要和必需的,为彩色图像处理提供了重要的基础。

S2.8 简要描述人类能够感知的颜色范围和典型的CRT或者LCD可显示的颜色范围之间的关系。在一个CIE色品图中提供关于这两个颜色范围的大致草图。
答:LCD的范围彩图没找到,LCD可显示的颜色范围比CRT小,人类感知的颜色范围是最大的。
在这里插入图片描述

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