大學數(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，請重點關注選擇填空以及判斷題、名詞解釋，藍色下劃線內(nèi)容肯定不考） 數(shù) 字 圖 像 處 理模 擬 試 卷（A 卷）一、 單項選擇題（從下列各題四個備選答案中選出一個正確答案，并將其代號填在題前的括號內(nèi)。答案選錯或未作選擇者，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關系是： a.一一對應 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( )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行外，也可在 頻率域 進行。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，從而實現(xiàn)圖像平滑。7.檢測邊緣的Sobel算子對應的模板形式為 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（或像元），各點（或像元）的灰度值經(jīng)量化用離散的整數(shù)來表示，形成計算機能處理的形式。2.圖像銳化是增強圖象的邊緣或輪廓。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.細化是提取線寬為一個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)解壓可以恢復原圖象，沒有任

5、何信息損失的編碼技術。1.數(shù)字圖像2.圖像銳化3.灰度共生矩陣4.細化5.無失真編碼四、判斷改錯題（下列命題是否正確，正確的就在題號前的括弧內(nèi)打“”，錯誤的打“×”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運算，圖像的二值化則是一種局部運算。( f ) 3. 有選擇保邊緣平滑法可用于邊緣增強。( t ) 4. 共點直線群的Hough變換是一條正弦曲線。( t ) 5. 邊緣檢測是將邊緣像元標識出來的一種圖像分割技術。五、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述線性位移不變系統(tǒng)逆濾波恢復圖像原理

6、。1. 設退化圖象為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圖象f(x,y)f(x,y)=IDFTF(u,v) 以上就是逆濾波恢復圖象的原理。 （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,人為設置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DD0 H-1(u,v)=0 當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、是用于增強邊緣，導致高頻分量增強，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，改善圖象效果。（1分）3.偽彩色增強與假彩色增強有何異同點？3. 偽彩色增強是對一幅灰度圖象經(jīng)過三種變換得到三幅圖象，進行彩色合成得到一幅彩色圖像；假彩色增強則是對一幅彩色圖像進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）相同點是利用人眼對彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特點，將目標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？六、計算題（共30分，每小題分標在小題后）1. 對數(shù)字圖像f(i,j)(圖

8、象1)進行以下處理，要求：1) 計算圖像f(i,j)的信息量。（10分）2) 按下式進行二值化，計算二值化圖象的歐拉數(shù)。 (10分）01321321s05762576160616312675356532272616265023521232124231231201 （圖像1）3. 計算圖像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)參考答案及評分標準 一、 單項選擇題（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（或像元），各點（或像元）的灰度值經(jīng)量化用離散的整數(shù)來表示，形成計算機能處理的形式。2.圖像銳化是增強圖象的邊緣或輪廓。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.細化是提取線寬為一個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)解壓可以恢復原圖象，沒有任何信息損失的編碼技術。四、判斷改錯題（每小題2分，共10分）1. ( )2. ( × ) 改正：直方圖均衡是一種點運算，圖像的二值化也是一種點運算。 或：直方圖均衡是一種點運算，圖像的二值化不是一種局部運算。3. ( × ) 改正：有選擇保邊緣平滑法不可用于邊緣增強。 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邊緣，導致高頻分量增強，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，改善圖象效果

11、。（1分）3. 偽彩色增強是對一幅灰度圖象經(jīng)過三種變換得到三幅圖象，進行彩色合成得到一幅彩色圖像；假彩色增強則是對一幅彩色圖像進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）相同點是利用人眼對彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特點，將目標用人眼敏感的顏色表示。（1分）六、計算題（共30分，每小題分標在小題后）1.1)統(tǒng)計圖象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1分)信息量為 »2.75(bit) （寫出表達式3分；結(jié)果正確3分） 2）對于二值化圖象， 若采用4-連接，則連接成分數(shù)為4，孔數(shù)為1，歐拉數(shù)為4-1=3； （5分） 若采用8-連接，則連接成分數(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)字圖像處理的三個應用領域 醫(yī)學 、天文學 、 軍事 2、存儲一幅大小為，256個灰度級的圖像，需要 8M bit。3、亮度鑒別實驗表明，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算過程中圖像出現(xiàn)負值的情況，寫出一種標定方法： 二、選擇題（每題2分，共

14、20分）1、采用冪次變換進行灰度變換時，當冪次取大于1時，該變換是針對如下哪一類圖像進行增強。（ B ）A 圖像整體偏暗 B 圖像整體偏亮 C圖像細節(jié)淹沒在暗背景中 D圖像同時存在過亮和過暗背景2、圖像灰度方差說明了圖像哪一個屬性。（ B ）A 平均灰度 B 圖像對比度 C 圖像整體亮度 D圖像細節(jié)3、計算機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、復原圖像 D、平滑圖像7、彩色圖像增強時， 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. 加權均值濾波 D. 中值濾波8、_B_濾波器在對圖像復原過程中需要計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關系是 B _A.一一對應 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存在振鈴效應和模糊現(xiàn)象。（ × ）3、均值平滑濾波器可用于銳化圖像邊緣。（ × ）4、高頻加強濾波器可以有效增強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圖像主體灰度偏亮的圖像。（ × ）6、彩色圖像增強時采用RGB模型進行直方圖均衡化可以在不改變圖像顏色的基礎上對圖像的亮度進行對比度增強。（ × ）7、變換編碼常用于有

17、損壓縮。（ ）8、同態(tài)濾波器可以同時實現(xiàn)動態(tài)范圍壓縮和對比度增強。（ ）9、拉普拉斯算子可用于圖像的平滑處理。（ × ）10、當計算機顯示器顯示的顏色偏藍時，提高紅色和綠色分量可以對顏色進行校正。（ ）四、簡答題（每題5分，共20分）1、逆濾波時，為什么在圖像存在噪聲時，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)，也可能無法準確復原未退化的圖像。因為噪聲是一個隨機函數(shù)，其傅氏變換未知。當退化為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現(xiàn)值濾波的頻率時期接近原點值。2、當在白天進入一個黑暗劇場時，在能看清并找到空座位時需要適應一段時間，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在整個亮度適應范圍工作，它是利用改變其亮度適應級來完成亮度適應的。即所謂的亮度適應范圍。同整個亮度適應范圍相比，能同時鑒別的光強度級的總范圍很小。因此，白天進入黑暗劇場時，人的視覺系統(tǒng)需要改變亮度適應級，因此，需要適應一段時間，亮度適應級才能被改變。3、簡述梯度法與Laplacian算子檢測邊緣的異同點？答：梯度算子和Laplacian檢測邊緣對應的模板分別為-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數(shù)特性，認為極大值點對應于邊緣點；而Laplacian算子檢測邊緣是利用階躍邊緣灰度變化的二階導數(shù)特性，認為邊緣點是零交叉點。（2分） 相同點都能用于檢測邊緣，且都對噪聲敏感。（1分）4、將高頻加強和直方圖均衡相結(jié)合是得到邊緣銳化和對比度增強的有效方法。上述兩個操作的先后順序?qū)Y(jié)果有影響嗎？為什么？答：有影響，應先進行高頻加強，再進行直方圖均衡化。高頻加強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、而達到提高對比度的效果。若先進行直方圖均衡化，再進行高頻加強，對于圖像亮度呈現(xiàn)較強的兩極現(xiàn)象時，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，先直方圖均衡化會導致圖像被漂白，再進行高頻加強，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、設一幅圖像有如圖所示直方圖，對該圖像進行直方圖均衡化，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，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、對下列信源符號進行Huffman編碼，并計算其冗余度和壓縮