大學(xué)數(shù)字圖像處理模擬試卷及答案

1、（注：以下兩套模擬題僅供題型參考，請重點(diǎn)關(guān)注選擇填空以及判斷題、名詞解釋，藍(lán)色下劃線內(nèi)容肯定不考） 數(shù) 字 圖 像 處 理模 擬 試 卷（A 卷）一、 單項(xiàng)選擇題（從下列各題四個(gè)備選答案中選出一個(gè)正確答案，并將其代號填在題前的括號內(nèi)。答案選錯(cuò)或未作選擇者，該題不得分。每小題1分，共10分）( d )1.一幅灰度級均勻分布的圖象，其灰度范圍在0，255，則該圖象的信息量為： a. 0 b.255 c.6 d.8( b )2.圖象與灰度直方圖間的對應(yīng)關(guān)系是： a.一一對應(yīng) b.多對一 c.一對多 d.都不對( d )3.下列算法中屬于局部處理的是： a.灰度線性變換 b.二值化 c.傅立葉變換 d

2、.中值濾波( b )4.下列算法中屬于點(diǎn)處理的是： a.梯度銳化 b.二值化 c.傅立葉變換 d.中值濾波( ) 5.一曲線的方向鏈碼為12345，則曲線的長度為( c )6. 下列算法中屬于圖象平滑處理的是： a.梯度銳化 b.直方圖均衡 c. 中值濾波 d.Laplacian增強(qiáng)( )7.下列圖象邊緣檢測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( c)8.采用模板-1 1主要檢測_方向的邊緣。 a.水平 b.45° c.垂直 d.135°( d )9.二值圖象中分支點(diǎn)的連接數(shù)為： a.0 b.1 c

3、.2 d.3( a )10.對一幅100´100像元的圖象，若每像元用bit表示其灰度值，經(jīng)霍夫曼編碼后壓縮圖象的數(shù)據(jù)量為40000bit，則圖象的壓縮比為： a.2:1 b.3:1 c.4:1 d.1:2二、 填空題（每空1分，共15分）1.圖像銳化除了在空間域進(jìn)行外，也可在 頻率域 進(jìn)行。2.圖像處理中常用的兩種鄰域是 4-鄰域 和 8-鄰域 。3.直方圖修正法包括 直方圖均衡 和 直方圖規(guī)定化 兩種方法。4.常用的灰度差值法有 最近鄰元法 、 雙線性內(nèi)插法 和 三次內(nèi)插法 。5.多年來建立了許多紋理分析法，這些方法大體可分為 和結(jié)構(gòu)分析法兩大類。6.低通濾波法是使 高頻成分 受

4、到抑制而讓 低頻成分 順利通過，從而實(shí)現(xiàn)圖像平滑。7.檢測邊緣的Sobel算子對應(yīng)的模板形式為 和 。8.一般來說，采樣間距越大，圖象數(shù)據(jù)量 少 ，質(zhì)量 差 ；反之亦然。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.數(shù)字圖像是將一幅畫面在空間上分割成離散的點(diǎn)（或像元），各點(diǎn)（或像元）的灰度值經(jīng)量化用離散的整數(shù)來表示，形成計(jì)算機(jī)能處理的形式。2.圖像銳化是增強(qiáng)圖象的邊緣或輪廓。3.從圖象灰度為i的像元出發(fā)，沿某一方向、距離為d的像元灰度為j同時(shí)出現(xiàn)的概率P(i,j,d)，這樣構(gòu)成的矩陣稱灰度共生矩陣。4.細(xì)化是提取線寬為一個(gè)像元大小的中心線的操作。5.無失真編碼是指壓縮圖象經(jīng)解壓可以恢復(fù)原圖象，沒有任

5、何信息損失的編碼技術(shù)。1.數(shù)字圖像2.圖像銳化3.灰度共生矩陣4.細(xì)化5.無失真編碼四、判斷改錯(cuò)題（下列命題是否正確，正確的就在題號前的括弧內(nèi)打“”，錯(cuò)誤的打“×”并改正。每小題2分，共10分）( t ) 1. 灰度直方圖能反映一幅圖像各灰度級像元占圖像的面積比。( f ) 2. 直方圖均衡是一種點(diǎn)運(yùn)算，圖像的二值化則是一種局部運(yùn)算。( f ) 3. 有選擇保邊緣平滑法可用于邊緣增強(qiáng)。( t ) 4. 共點(diǎn)直線群的Hough變換是一條正弦曲線。( t ) 5. 邊緣檢測是將邊緣像元標(biāo)識出來的一種圖像分割技術(shù)。五、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述線性位移不變系統(tǒng)逆濾波恢復(fù)圖像原理

6、。1. 設(shè)退化圖象為g(x,g)，其傅立葉變換為G(u,v),若已知逆濾波器為1/H(u,v)則對G(u,v)作逆濾波得F(u,v)=G(u,v)/H(u,v) （2分）對上式作逆傅立葉變換得逆濾波恢復(fù)圖象f(x,y)f(x,y)=IDFTF(u,v) 以上就是逆濾波恢復(fù)圖象的原理。 （2分）若存在噪聲，為避免H(u,v)=0,可采用兩種方法處理。（0.5分）在H(u,v)=0時(shí),人為設(shè)置1/H(u,v)的值；使1/H(u,v)具有低同性質(zhì)。即 H-1(u,v)=1/H(u,v) 當(dāng)DD0 H-1(u,v)=0 當(dāng)D>D0 (0.5分)2.圖像銳化與圖像平滑有何區(qū)別與聯(lián)系？2. 圖象銳化

7、是用于增強(qiáng)邊緣，導(dǎo)致高頻分量增強(qiáng)，會使圖象清晰；（2分） 圖象平滑用于去噪，對圖象高頻分量即圖象邊緣會有影響。（2分） 都屬于圖象增強(qiáng)，改善圖象效果。（1分）3.偽彩色增強(qiáng)與假彩色增強(qiáng)有何異同點(diǎn)？3. 偽彩色增強(qiáng)是對一幅灰度圖象經(jīng)過三種變換得到三幅圖象，進(jìn)行彩色合成得到一幅彩色圖像；假彩色增強(qiáng)則是對一幅彩色圖像進(jìn)行處理得到與原圖象不同的彩色圖像；主要差異在于處理對象不同。（4分）相同點(diǎn)是利用人眼對彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特點(diǎn)，將目標(biāo)用人眼敏感的顏色表示。（1分）4.梯度法與Laplacian算子檢測邊緣的異同點(diǎn)？六、計(jì)算題（共30分，每小題分標(biāo)在小題后）1. 對數(shù)字圖像f(i,j)(圖

8、象1)進(jìn)行以下處理，要求：1) 計(jì)算圖像f(i,j)的信息量。（10分）2) 按下式進(jìn)行二值化，計(jì)算二值化圖象的歐拉數(shù)。 (10分）01321321s05762576160616312675356532272616265023521232124231231201 （圖像1）3. 計(jì)算圖像2在x=1, y=0度的灰度共生矩陣。 (10分) 數(shù) 字 圖 像 處 理試 卷(A卷)參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn) 一、 單項(xiàng)選擇題（每小題1分，共10分）1.d 2.b 3.d 4.b 5.d 6.c 7.b 8.c 9.d 10.a二、 填空題（每空1分，共15分）1.頻率域2.4-鄰域 8-鄰域（不分先后）3.直

9、方圖均衡 直方圖規(guī)定化（不分先后）4.最近鄰元法 雙線性內(nèi)插法 （雙）三次內(nèi)插法（不分先后）5.統(tǒng)計(jì)分析法6.高頻成分 低頻成分7. （不分先后）-1-2-1 -101000 -202121 -1018.少 差三、 名詞解釋（每小題3分，共15分）1.數(shù)字圖像是將一幅畫面在空間上分割成離散的點(diǎn)（或像元），各點(diǎn)（或像元）的灰度值經(jīng)量化用離散的整數(shù)來表示，形成計(jì)算機(jī)能處理的形式。2.圖像銳化是增強(qiáng)圖象的邊緣或輪廓。3.從圖象灰度為i的像元出發(fā)，沿某一方向、距離為d的像元灰度為j同時(shí)出現(xiàn)的概率P(i,j,d)，這樣構(gòu)成的矩陣稱灰度共生矩陣。4.細(xì)化是提取線寬為一個(gè)像元大小的中心線的操作。5.無失真編

10、碼是指壓縮圖象經(jīng)解壓可以恢復(fù)原圖象，沒有任何信息損失的編碼技術(shù)。四、判斷改錯(cuò)題（每小題2分，共10分）1. ( )2. ( × ) 改正：直方圖均衡是一種點(diǎn)運(yùn)算，圖像的二值化也是一種點(diǎn)運(yùn)算。 或：直方圖均衡是一種點(diǎn)運(yùn)算，圖像的二值化不是一種局部運(yùn)算。3. ( × ) 改正：有選擇保邊緣平滑法不可用于邊緣增強(qiáng)。 或：有選擇保邊緣平滑法用于圖象平滑（或去噪）。4. ( ) 5. ( )五、簡答題（每小題5分，共20分）2. 圖象銳化是用于增強(qiáng)邊緣，導(dǎo)致高頻分量增強(qiáng)，會使圖象清晰；（2分） 圖象平滑用于去噪，對圖象高頻分量即圖象邊緣會有影響。（2分） 都屬于圖象增強(qiáng)，改善圖象效果

11、。（1分）3. 偽彩色增強(qiáng)是對一幅灰度圖象經(jīng)過三種變換得到三幅圖象，進(jìn)行彩色合成得到一幅彩色圖像；假彩色增強(qiáng)則是對一幅彩色圖像進(jìn)行處理得到與原圖象不同的彩色圖像；主要差異在于處理對象不同。（4分）相同點(diǎn)是利用人眼對彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特點(diǎn)，將目標(biāo)用人眼敏感的顏色表示。（1分）六、計(jì)算題（共30分，每小題分標(biāo)在小題后）1.1)統(tǒng)計(jì)圖象1各灰度級出現(xiàn)的頻率結(jié)果為p(0)=5/64»0.078；p(1)=12/64»0.188; p(2)=16/64=0.25; p(3)=9/64»0.141p(4)=1/64»0.016; P(5)=7/64&#

12、187;0.109; p(6)=10/64»0.156; p(7)=4/64»0.063(4分，每個(gè)1分)信息量為 »2.75(bit) （寫出表達(dá)式3分；結(jié)果正確3分） 2）對于二值化圖象， 若采用4-連接，則連接成分?jǐn)?shù)為4，孔數(shù)為1，歐拉數(shù)為4-1=3； （5分） 若采用8-連接，則連接成分?jǐn)?shù)為2，孔數(shù)為2，歐拉數(shù)為2-2=0；（5分）2. 圖像2在x=1, y=0度的灰度共生矩陣為1/12 1/24 1/24 1/121/24 0 1/12 1/121/24 1/12 1/12 1/121/12 1/12 1/12 0 （共10分，每錯(cuò)一處扣1分）數(shù)字圖像處

13、理模擬試題及答案一、填空題（每題1分，共15分）1、列舉數(shù)字圖像處理的三個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域 醫(yī)學(xué) 、天文學(xué) 、 軍事 2、存儲一幅大小為，256個(gè)灰度級的圖像，需要 8M bit。3、亮度鑒別實(shí)驗(yàn)表明，韋伯比越大，則亮度鑒別能力越 差 。4、直方圖均衡化適用于增強(qiáng)直方圖呈 尖峰 分布的圖像。5、依據(jù)圖像的保真度，圖像壓縮可分為 無損壓縮 和 有損壓縮 6、圖像壓縮是建立在圖像存在 編碼冗余 、 像素間冗余 、 心理視覺冗余 三種冗余基礎(chǔ)上。7、對于彩色圖像，通常用以區(qū)別顏色的特性是 色調(diào) 、 飽和度 亮度 。8、對于拉普拉斯算子運(yùn)算過程中圖像出現(xiàn)負(fù)值的情況，寫出一種標(biāo)定方法： 二、選擇題（每題2分，共

14、20分）1、采用冪次變換進(jìn)行灰度變換時(shí)，當(dāng)冪次取大于1時(shí)，該變換是針對如下哪一類圖像進(jìn)行增強(qiáng)。（ B ）A 圖像整體偏暗 B 圖像整體偏亮 C圖像細(xì)節(jié)淹沒在暗背景中 D圖像同時(shí)存在過亮和過暗背景2、圖像灰度方差說明了圖像哪一個(gè)屬性。（ B ）A 平均灰度 B 圖像對比度 C 圖像整體亮度 D圖像細(xì)節(jié)3、計(jì)算機(jī)顯示器主要采用哪一種彩色模型（ A ） A、RGB B、CMY或CMYK C、HSI D、HSV4、采用模板-1 1T主要檢測（ A ）方向的邊緣。A.水平 B.45° C.垂直 D.135°5、下列算法中屬于圖象銳化處理的是：( C )A.低通濾波 B.加權(quán)平均法 C

15、.高通濾波D. 中值濾波6、維納濾波器通常用于（ C ） A、去噪 B、減小圖像動態(tài)范圍 C、復(fù)原圖像 D、平滑圖像7、彩色圖像增強(qiáng)時(shí)， C 處理可以采用RGB彩色模型。A. 直方圖均衡化 B. 同態(tài)濾波 C. 加權(quán)均值濾波 D. 中值濾波8、_B_濾波器在對圖像復(fù)原過程中需要計(jì)算噪聲功率譜和圖像功率譜。A. 逆濾波 B. 維納濾波 C. 約束最小二乘濾波 D. 同態(tài)濾波9、高通濾波后的圖像通常較暗，為改善這種情況，將高通濾波器的轉(zhuǎn)移函數(shù)加上一常數(shù)量以便引入一些低頻分量。這樣的濾波器叫 B 。A. 巴特沃斯高通濾波器 B. 高頻提升濾波器 C. 高頻加強(qiáng)濾波器 D. 理想高通濾波器10、圖象與

16、灰度直方圖間的對應(yīng)關(guān)系是 B _A.一一對應(yīng) B.多對一 C.一對多 D.都不三、判斷題（每題1分，共10分）1、馬赫帶效應(yīng)是指圖像不同灰度級條帶之間在灰度交界處存在的毛邊現(xiàn)象（）2、高斯低通濾波器在選擇小的截止頻率時(shí)存在振鈴效應(yīng)和模糊現(xiàn)象。（ × ）3、均值平滑濾波器可用于銳化圖像邊緣。（ × ）4、高頻加強(qiáng)濾波器可以有效增強(qiáng)圖像邊緣和灰度平滑區(qū)的對比度。（ ）5、圖像取反操作適用于增強(qiáng)圖像主體灰度偏亮的圖像。（ × ）6、彩色圖像增強(qiáng)時(shí)采用RGB模型進(jìn)行直方圖均衡化可以在不改變圖像顏色的基礎(chǔ)上對圖像的亮度進(jìn)行對比度增強(qiáng)。（ × ）7、變換編碼常用于有

17、損壓縮。（ ）8、同態(tài)濾波器可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)動態(tài)范圍壓縮和對比度增強(qiáng)。（ ）9、拉普拉斯算子可用于圖像的平滑處理。（ × ）10、當(dāng)計(jì)算機(jī)顯示器顯示的顏色偏藍(lán)時(shí)，提高紅色和綠色分量可以對顏色進(jìn)行校正。（ ）四、簡答題（每題5分，共20分）1、逆濾波時(shí)，為什么在圖像存在噪聲時(shí)，不能采用全濾波？試采用逆濾波原理說明，并給出正確的處理方法。復(fù)原由退化函數(shù)退化的圖像最直接的方法是直接逆濾波。在該方法中，用退化函數(shù)除退化圖像的傅立葉變換來計(jì)算原始圖像的傅立葉變換。由上式可以看到，即使我們知道退化函數(shù)，也可能無法準(zhǔn)確復(fù)原未退化的圖像。因?yàn)樵肼暿且粋€(gè)隨機(jī)函數(shù)，其傅氏變換未知。當(dāng)退化為0或非常小的值，N

18、(u,v)/H(u,v)之比很容易決定的值。一種解決該問題的方法實(shí)現(xiàn)值濾波的頻率時(shí)期接近原點(diǎn)值。2、當(dāng)在白天進(jìn)入一個(gè)黑暗劇場時(shí)，在能看清并找到空座位時(shí)需要適應(yīng)一段時(shí)間，試述發(fā)生這種現(xiàn)象的視覺原理。答：人的視覺絕對不能同時(shí)在整個(gè)亮度適應(yīng)范圍工作，它是利用改變其亮度適應(yīng)級來完成亮度適應(yīng)的。即所謂的亮度適應(yīng)范圍。同整個(gè)亮度適應(yīng)范圍相比，能同時(shí)鑒別的光強(qiáng)度級的總范圍很小。因此，白天進(jìn)入黑暗劇場時(shí)，人的視覺系統(tǒng)需要改變亮度適應(yīng)級，因此，需要適應(yīng)一段時(shí)間，亮度適應(yīng)級才能被改變。3、簡述梯度法與Laplacian算子檢測邊緣的異同點(diǎn)？答：梯度算子和Laplacian檢測邊緣對應(yīng)的模板分別為-1-11111-

19、411（梯度算子） （Laplacian算子） （2分）梯度算子是利用階躍邊緣灰度變化的一階導(dǎo)數(shù)特性，認(rèn)為極大值點(diǎn)對應(yīng)于邊緣點(diǎn)；而Laplacian算子檢測邊緣是利用階躍邊緣灰度變化的二階導(dǎo)數(shù)特性，認(rèn)為邊緣點(diǎn)是零交叉點(diǎn)。（2分） 相同點(diǎn)都能用于檢測邊緣，且都對噪聲敏感。（1分）4、將高頻加強(qiáng)和直方圖均衡相結(jié)合是得到邊緣銳化和對比度增強(qiáng)的有效方法。上述兩個(gè)操作的先后順序?qū)Y(jié)果有影響嗎？為什么？答：有影響，應(yīng)先進(jìn)行高頻加強(qiáng)，再進(jìn)行直方圖均衡化。高頻加強(qiáng)是針對通過高通濾波后的圖像整體偏暗，因此通過提高平均灰度的亮度，使圖像的視覺鑒別能力提高。再通過直方圖均衡化將圖像的窄帶動態(tài)范圍變?yōu)閷拵討B(tài)范圍，從

20、而達(dá)到提高對比度的效果。若先進(jìn)行直方圖均衡化，再進(jìn)行高頻加強(qiáng)，對于圖像亮度呈現(xiàn)較強(qiáng)的兩極現(xiàn)象時(shí)，例如多數(shù)像素主要分布在極暗區(qū)域，而少數(shù)像素存在于極亮區(qū)域時(shí)，先直方圖均衡化會導(dǎo)致圖像被漂白，再進(jìn)行高頻加強(qiáng)，獲得的圖像邊緣不突出，圖像的對比度較差。五、問答題（共35分）1、設(shè)一幅圖像有如圖所示直方圖，對該圖像進(jìn)行直方圖均衡化，寫出均衡化過程，并畫出均衡化后的直方圖。若在原圖像一行上連續(xù)8個(gè)像素的灰度值分別為：0、1、2、3、4、5、6、7，則均衡后，他們的灰度值為多少？ （15分）答：，k=0，1，7，用累積分布函數(shù)（CDF）作為變換函數(shù)Tr處理時(shí)，均衡化的結(jié)果使動態(tài)范圍增大。r0=00.1740.1741/7s0=1/70.174r1=1/70.0880.2622/7r2=2/70.0860.3482/7s1=2/70.174r3=3/70.080.4283/7r4=4/70.0680.4963/7s2=3/70.148r5=5/70.0580.5544/7r6=6/70.0620.6164/7s3=4/70.120r7=10.38411s4=10.384均衡化后的直方圖：0、1、2、3、4、5、6、7均衡化后的灰度值依次為1、2、2、3、3、4、4、7第5頁（共 7 頁）2、對下列信源符號進(jìn)行Huffman編碼，并計(jì)算其冗余度和壓縮