中國(guó)海洋大學(xué) 考研 期末 數(shù)字圖像處理2

1、優(yōu)選專業(yè)年級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 授課教師 座號(hào) -裝訂線- 共3頁(yè) 第1頁(yè) 考試說(shuō)明：本課程為閉卷考試，可攜帶計(jì)算器，滿分為：100分。 題號(hào)一二三四總分得分一、 選擇題（30分，每個(gè)空1.5分）（本題在試卷上回答，其他問(wèn)題在答題紙上回答）1、下列圖像技術(shù)中屬于圖像分析的是（ ） A 圖像編碼 B 圖像增強(qiáng) C 圖像分割 D 圖像重建2、圖像處理的操作對(duì)象是（ ），輸出結(jié)果是（ ） A 圖像 B 符號(hào) C 數(shù)據(jù) D 目標(biāo)3、光的三基色為（ ）、（ ）、（ ），三補(bǔ)色為（ ）、（ ）、（ ） A 黃 B 品紅 C 褐 D 紅 E 藍(lán)綠 F 紅黃 G 綠 H 藍(lán) I 白 G 黑4、如下圖所示p,q兩像素

2、，則兩點(diǎn)之間的距離 DE = ( )， D8 = ( ), D4 = ( ) A 5 B 7 C 5.4 D 25、圖像512x512，灰度256級(jí)的圖像，在不做圖像編碼等任何壓縮的條件下，存儲(chǔ)此圖象所需的比特?cái)?shù)( ) A 2M B 1M C 256K D 512K6、圖象出現(xiàn)假輪廓的原因是( ) A 空間分辨率不足 B 量化等級(jí)不足 C 圖像沒(méi)有校正7、算術(shù)編碼主要消除的是( )A 編碼冗余 B 空間冗余 C 心理視覺(jué)冗余 D 計(jì)算冗余8、已知N x N的f(x,y)的傅里葉變換為F(u,v)，則f(x,y)的傅里葉變換是( )A F(u-N, v-N) B F(-u, -v) C -F(u

3、, v) D F(u-N/2, v-N/2)9、空域中的平滑濾波器在頻域里對(duì)應(yīng)( )A 高通濾波器 B 帶通濾波器 C 低通濾波器 D 帶阻濾波器10、在對(duì)目標(biāo)的層次表達(dá)中，無(wú)論是用四叉樹(shù)還是二叉樹(shù)表示，其所有的結(jié)點(diǎn)共有（ ） A 4類 B 3類 C 2類 D 1類11、區(qū)域生長(zhǎng)是（ ）分割技術(shù)A 并行邊界 B 串行邊界 C 并行區(qū)域 D 串行區(qū)域 命題教師或命題負(fù)責(zé)人簽字 年 月 日院系負(fù)責(zé)人簽字 年 月 日優(yōu)選專業(yè)年級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 授課教師 座號(hào) -裝訂線-共3頁(yè) 第2頁(yè)12、利用Sobel梯度算子對(duì)下圖進(jìn)行運(yùn)算（以1為模，即利用城區(qū)距離計(jì)算）得到的結(jié)果為（ ） A 2 B 3 C 4 D

4、 5111231213二、 解釋下列概念（15分，每題3分，任選5題）1、 像素鄰域2、 顏色模型3、 同態(tài)濾波及其應(yīng)用條件4、 中值濾波及其特點(diǎn)5、 熵及其在圖像編碼中物理意義6、 空間聚類7、 形狀數(shù)與形狀參數(shù)三、 簡(jiǎn)述題（15分，每題5分，任選3題）1、 如何應(yīng)用離散余弦變換進(jìn)行JPEG壓縮？2、 簡(jiǎn)述偽彩色增強(qiáng)常用方法。3、 簡(jiǎn)述主要的圖像編碼方法和分別消除哪種數(shù)據(jù)冗余。4、 簡(jiǎn)述圖像處理中頻域?yàn)V波的主要方法5、 簡(jiǎn)述區(qū)域生長(zhǎng)的必要條件四、 計(jì)算題（40分，每題10分，任選4題）1、 對(duì)625行25幀的電視圖像采樣，假如采樣頻率為8Mhz，并對(duì)圖像進(jìn)行4bits量化，對(duì)特寫(xiě)鏡頭和群眾場(chǎng)

5、面會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，如何改進(jìn)？2、 采用兩種映射方式計(jì)算以下圖像（64x64）經(jīng)直方圖規(guī)定化變換后的直方圖。原始圖灰度級(jí)Sk，k0,1,.701234567原始直方圖各灰度級(jí)象素nk790102385065632924512281規(guī)定直方圖Pu(uk)0000.200.600.23、 求下列圖像的哈達(dá)瑪變換并說(shuō)明哈達(dá)瑪變換用途。4、 對(duì)如下4x4圖像，給出其四叉樹(shù)表達(dá)。 優(yōu)選專業(yè)年級(jí) 學(xué)號(hào) 姓名 授課教師 座號(hào) -裝訂線-共3頁(yè) 第3頁(yè)5、 設(shè)點(diǎn)P為輪廓的起始點(diǎn)，寫(xiě)出如圖所示的8方向輪廓鏈碼，并計(jì)算其歸一化鏈碼和形狀數(shù)。6、 信號(hào)源 s=s1, s2, s3, s4, s5, s6，其概率分布為

6、p1=0.4 p2=0.3 p3=0.1 p4=0.1 p5=0.06 p6=0.04，求最佳哈夫曼編碼。中國(guó)海洋大學(xué) 20072008學(xué)年 第1學(xué)期 期末考試試卷數(shù)字圖像處理技術(shù)（A）參考答案一、 選擇題（30分，每個(gè)空1.5分）評(píng)分表準(zhǔn)：每個(gè)空答對(duì)1.5分，答錯(cuò)0分。題號(hào)123456789101112答案CBBDGH ABE CABABADCBDC分值1.5394.51.51.51.51.51.51.51.51.5二、 解釋下列概念（15分，每題3分，任選5題）1、 像素鄰域?qū)?個(gè)坐標(biāo)為（x,y）的像素p，它的4個(gè)水平和垂直的近鄰像素（坐標(biāo)分別為（x+1,y）、（x-1,y）、（x,y+1

7、）、（x,y-1）組成p的4-鄰域，記為N4(p)；像素p的4個(gè)對(duì)角近鄰像素（坐標(biāo)分別為（x+1,y+1）、（x+1,y-1）、（x-1,y+1）、（x-1,y-1）組成p的對(duì)角鄰域，記為ND(p)；像素p的4個(gè)4-鄰域近鄰像素加上4個(gè)對(duì)角鄰域像素合起來(lái)構(gòu)成p的8-鄰域，記為N8(p)。2、 顏色模型為了正確使用顏色，需要建立顏色模型，常用的顏色模型可以分為兩類，一類面向硬設(shè)備，如RGB模型，另一類面向以色彩處理為目的應(yīng)用，如HSI模型。3、 同態(tài)濾波及其應(yīng)用條件 態(tài)濾波是結(jié)合圖像成像模型和頻域高通濾波實(shí)現(xiàn)圖像動(dòng)態(tài)范圍壓縮和圖像對(duì)比度增強(qiáng)的圖像增強(qiáng)技術(shù)。具體是把圖像的成像看成慢變化的背景和物體

8、反射或發(fā)射的乘積，然后利用取對(duì)數(shù)、傅里葉變換、高通濾波、傅里葉反變換和指數(shù)計(jì)算達(dá)到圖像動(dòng)態(tài)壓縮和對(duì)比度增強(qiáng)的目的。 應(yīng)用條件是圖像滿足背景光和目標(biāo)信息之積，背景信息與目標(biāo)信息相比是慢變化的。4、 中值濾波及其特點(diǎn)中值濾波：空域圖像增強(qiáng)中采用臨域增強(qiáng)的一種。對(duì)圖像臨域中的像素按從大到小排序，取其中間位置的像素值代替臨域中心像素。這種圖像處理稱中值濾波。特點(diǎn)：消除孤立噪聲和斑點(diǎn)噪聲；邊緣保持；變換前后頻譜基本不變。5、 熵及其在圖像編碼中物理意義熵是單個(gè)信源輸出的平均信息量，亦即平均信息量。在圖像編碼中，熵的物理意義是表示最小平均碼字長(zhǎng)度。6、 空間聚類空間聚類是將圖像空間中的元素按照測(cè)得的特征值

9、用對(duì)應(yīng)的特征空間點(diǎn)表示，通過(guò)特征空間的點(diǎn)聚集成對(duì)應(yīng)不同區(qū)域的類團(tuán)，然后將它們分開(kāi)再映射到原圖像空間得到圖像分割結(jié)果。常用聚類方法有K-均值聚類、ISODATA聚類。7、 形狀數(shù)與形狀參數(shù)形狀數(shù)是用鏈碼描述圖像目標(biāo)輪廓的最小差分鏈碼，是描述目標(biāo)輪廓的重要參數(shù)。形狀參數(shù)主要描述目標(biāo)形狀的參量，在一定程度上可以描述目標(biāo)的緊湊性。數(shù)學(xué)上采用目標(biāo)輪廓的周長(zhǎng)的平方和目標(biāo)面積之比，是一個(gè)無(wú)量綱的參量。三、 簡(jiǎn)述題（15分，每題5分，任選3題）6、 如何應(yīng)用離散余弦變換進(jìn)行JPEG壓縮？ 應(yīng)用離散余弦變換進(jìn)行JPEG壓縮主要步驟：i. 將圖像分解為8X8或者16X16的圖像塊；ii. 對(duì)每個(gè)圖象塊進(jìn)行二維DC

10、T變換；iii. 舍棄接近于0的DCT系數(shù)值，將量化的DCT系數(shù)進(jìn)行編碼和傳送，形成壓縮后的圖像格式；iv. 在接收端，將量化的DCT系數(shù)進(jìn)行解碼；v. 對(duì)每個(gè)8X8或者16X16的圖像塊進(jìn)行二維DCT反變換，將各塊組合成單個(gè)圖像。7、 簡(jiǎn)述偽彩色增強(qiáng)常用方法。偽彩色增強(qiáng)常用方法包括：i. 密度分割：設(shè)在灰度級(jí)l1, l2, , lM處定義M個(gè)平面，將灰度分成M+1個(gè)區(qū)間，對(duì)每一個(gè)區(qū)間內(nèi)像素賦一個(gè)顏色；ii. 空域變換：對(duì)像素的灰度值用三個(gè)獨(dú)立的空間變換來(lái)處理，將3個(gè)變換結(jié)果分別賦給R、G、B得到彩色圖像；iii. 頻域變換：輸入圖像的傅里葉變換通過(guò)3個(gè)不同的濾波器被分成不同的頻率分量，對(duì)每個(gè)

11、范圍的頻率分量先分別進(jìn)行傅里葉反變換，其結(jié)果可進(jìn)一步處理，將各通路的圖像分別賦給R、G、B得到彩色圖像。8、 簡(jiǎn)述主要的圖像編碼方法和分別消除哪種數(shù)據(jù)冗余。圖像編碼主要是用各種方法減少圖像數(shù)據(jù)冗余，達(dá)到用較少的數(shù)據(jù)對(duì)給定圖像信息的描述。主要的圖像編碼方法包括基于圖像統(tǒng)計(jì)信息的統(tǒng)計(jì)編碼（哈夫曼編碼、算術(shù)編碼、位平面編碼）、預(yù)測(cè)編碼、變換編碼等。統(tǒng)計(jì)編碼主要消除編碼冗余、預(yù)測(cè)編碼主要消除幾何冗余和心理視覺(jué)冗余、變換編碼主要消除心理視覺(jué)冗余等。9、 簡(jiǎn)述圖像處理中頻域?yàn)V波的主要方法圖像處理中的頻域?yàn)V波方法主要包括頻域頻域低通濾波、高通濾波、帶通和帶阻濾波。主要通過(guò)在頻域中設(shè)計(jì)相應(yīng)的濾波器達(dá)到頻域?yàn)V波

12、的目的。低通濾波主要是讓低頻分量通過(guò)、高通濾波主要是讓高頻分量通過(guò)、帶通或帶阻濾波主要是中間頻率通過(guò)或阻擋來(lái)完成，為了減少振鈴效應(yīng)，通常采用巴特沃思或指數(shù)濾波器來(lái)完成。頻域?yàn)V波還包括同態(tài)濾波和偽彩色處理中的頻域?yàn)V波合成等。10、 簡(jiǎn)述區(qū)域生長(zhǎng)的必要條件區(qū)域生長(zhǎng)的必要條件主要涉及區(qū)域生長(zhǎng)需要解決的3個(gè)問(wèn)題，具體包括：a) 確定能代表所需區(qū)域的種子像素；b) 確定區(qū)域生長(zhǎng)的準(zhǔn)則；3） 區(qū)域生長(zhǎng)過(guò)程的停止條件或規(guī)則。四、計(jì)算題（40分，每題10分，任選4題）7、 對(duì)625行25幀的電視圖像采樣，假如采樣頻率為8Mhz，并對(duì)圖像進(jìn)行4bits量化，對(duì)特寫(xiě)鏡頭和群眾場(chǎng)面會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，如何改進(jìn)？根據(jù)采樣

13、頻率，可以計(jì)算一幅電視圖像的實(shí)際大小。每行的采樣點(diǎn)數(shù)M M = 8000000 / 625 / 25 = 512說(shuō)明每幅圖像實(shí)際大小為625x512x4 bits對(duì)于特寫(xiě)鏡頭，其主要問(wèn)題在于可能由于量化級(jí)別太少，容易出現(xiàn)假輪廓，改進(jìn)方式是增加量化層次，如8bits或10bits量化。對(duì)群眾場(chǎng)面，可能出現(xiàn)的問(wèn)題在于空間分辨率可能不足，因?qū)θ罕妶?chǎng)面615x512可能不足以分辨出。改進(jìn)方法在于增加采樣頻率。8、 采用兩種映射方式計(jì)算以下圖像（64x64）經(jīng)直方圖規(guī)定化變換后的直方圖。原始圖灰度級(jí)Sk，k0,1,.701234567原始直方圖各灰度級(jí)象素nk7901023850656329245122

14、81規(guī)定直方圖Pu(uk)0000.200.600.29、 求下列圖像的哈達(dá)瑪變換并說(shuō)明哈達(dá)瑪變換用途。N=2的哈達(dá)瑪變換矩陣是：，由哈達(dá)瑪變換的迭代關(guān)系得：， 原始數(shù)據(jù)中數(shù)字越是均勻分布，經(jīng)變換后的數(shù)據(jù)越集中于矩陣的邊角上。因此哈達(dá)瑪變換可以用于壓縮圖像信息。10、 對(duì)如下4x4圖像，給出其四叉樹(shù)表達(dá)。四叉樹(shù)描述主要結(jié)點(diǎn)共三種，混合、目標(biāo)和背景。假定目標(biāo)為黑色，背景為白色，則上述4x4圖像的四叉樹(shù)表示為， 混合結(jié)點(diǎn)目標(biāo)結(jié)點(diǎn)背景結(jié)點(diǎn)11、 設(shè)點(diǎn)P為輪廓的起始點(diǎn)，寫(xiě)出如圖所示的8方向輪廓鏈碼，并計(jì)算其歸一化鏈碼和形狀數(shù)。根據(jù)8方向鏈碼的規(guī)定，從P點(diǎn)開(kāi)始，按順時(shí)針?lè)较蚩梢詫?xiě)出8方向的鏈碼表示12076453其歸一化鏈碼為0