數(shù)字圖像處理試卷及答案

PAGEPAGE1《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(hào)填在題前的括號(hào)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(jí)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。0b.255c。6d.8（b)2。圖象與灰度直方圖間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：a。一一對(duì)應(yīng)b。多對(duì)一c。一對(duì)多d。都不對(duì)（d）3.下列算法中屬于局部處理的是：a?；叶染€性變換b。二值化c。傅立葉變換d。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（d）5.一曲線的方向鏈碼為12345,則曲線的長(zhǎng)度為a.5b.4c。5。83d。6。24（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)（b)7.下列圖象邊緣檢測(cè)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［-11］主要檢測(cè)____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.0b。1c。2d.3(a）10.對(duì)一幅100′100像元的圖象,若每像元用８bit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.2：1b。3：1c。4：1d。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。常用的灰度內(nèi)插法有最近鄰元法雙線性內(nèi)插法（雙)三次內(nèi)插法5。多年來(lái)建立了許多紋理分析法，這些方法大體可分為統(tǒng)計(jì)分析法和結(jié)構(gòu)分析法兩大類(lèi).6.低通濾波法是使高頻成分受到抑制而讓低頻成分順利通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)圖像平滑。7。檢測(cè)邊緣的Sobel算子對(duì)應(yīng)的模板形式為和。8.一般來(lái)說(shuō)，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?zhuān)啃☆}3分，共15分）1。數(shù)字圖像1。數(shù)字圖像是將一幅畫(huà)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(lái)表示，形成計(jì)算機(jī)能處理的形式。圖像銳化2。圖像銳化是增強(qiáng)圖象的邊緣或輪廓。灰度共生矩陣3。從圖象灰度為i的像元出發(fā)，沿某一方向θ、距離為d的像元灰度為j同時(shí)出現(xiàn)的概率P（i，j，θ,d），這樣構(gòu)成的矩陣稱灰度共生矩陣。4。細(xì)化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(wú)失真編碼5.無(wú)失真編碼是指壓縮圖象經(jīng)解壓可以恢復(fù)原圖象，沒(méi)有任何信息損失的編碼技術(shù).四、判斷改錯(cuò)題（下列命題是否正確，正確的就在題號(hào)前的括弧內(nèi)打“√”，錯(cuò)誤的打“×”并改正.每小題2分，共10分）(）1?；叶戎狈綀D能反映一幅圖像各灰度級(jí)像元占圖像的面積比。（）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。（)3。有選擇保邊緣平滑法可用于邊緣增強(qiáng)。（）4.共點(diǎn)直線群的Hough變換是一條正弦曲線。（）5。邊緣檢測(cè)是將邊緣像元標(biāo)識(shí)出來(lái)的一種圖像分割技術(shù)。五、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分)1。簡(jiǎn)述線性位移不變系統(tǒng)逆濾波恢復(fù)圖像原理.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(duì)G(u,v)作逆濾波得F(u，v)=G（u，v）/H(u，v）（2分）對(duì)上式作逆傅立葉變換得逆濾波恢復(fù)圖象f（x,y)f（x，y）=IDFT［F(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）①在H（u，v）=0時(shí),人為設(shè)置1/H（u,v)的值；②使1/H(u，v）具有低同性質(zhì)。即H-1(u,v)=1/H(u，v）當(dāng)D≤D0H—1(u，v）=0當(dāng)D>D0（0。5分)圖像銳化與圖像平滑有何區(qū)別與聯(lián)系？2.圖象銳化是用于增強(qiáng)邊緣，導(dǎo)致高頻分量增強(qiáng),會(huì)使圖象清晰；（2分）圖象平滑用于去噪，對(duì)圖象高頻分量即圖象邊緣會(huì)有影響。（2分）都屬于圖象增強(qiáng),改善圖象效果。（1分)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(duì)一幅灰度圖象經(jīng)過(guò)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(duì)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(duì)象不同.(4分）相同點(diǎn)是利用人眼對(duì)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）梯度法與Laplacian算子檢測(cè)邊緣的異同點(diǎn)？4。梯度算子和Laplacian檢測(cè)邊緣對(duì)應(yīng)的模板分別為—1—11111-411（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(duì)應(yīng)于邊緣點(diǎn)；而Laplacian算子檢測(cè)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(cè)邊緣，且都對(duì)噪聲敏感。(1分）六、計(jì)算題（共30分，每小題分標(biāo)在小題后）1.對(duì)數(shù)字圖像f(i，j)（圖象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)0132132105762576160616312675356532272616265023521232124231231201（圖像1)1。1）統(tǒng)計(jì)圖象1各灰度級(jí)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?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(xiě)出表達(dá)式3分;結(jié)果正確3分）2)對(duì)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）計(jì)算圖像2在Δx=1，Δy=0度的灰度共生矩陣。(10分）2。圖像2在Δx=1，Δy=0度的灰度共生矩陣為1/121/241/241/121/2401/121/121/241/121/121/121/121/121/120《數(shù)字圖像處理》試卷(A卷）參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、單項(xiàng)選擇題（每小題1分,共10分)1。d2.b3。d4.b5。d6。c7。b8.c9.d10。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(huà)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(lái)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θ、距離為d的像元灰度為j同時(shí)出現(xiàn)的概率P（i，j，θ，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(wú)失真編碼是指壓縮圖象經(jīng)解壓可以恢復(fù)原圖象，沒(méi)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)?；颍河羞x擇保邊緣平滑法用于圖象平滑（或去噪)。4.(√)5。(√）五、簡(jiǎn)答題（每小題5分,共20分）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(duì)G(u，v）作逆濾波得F（u，v）=G（u，v）/H（u，v）（2分）對(duì)上式作逆傅立葉變換得逆濾波恢復(fù)圖象f（x,y)f（x,y）=IDFT［F（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）①在H（u，v）=0時(shí)，人為設(shè)置1/H（u，v）的值；②使1/H（u,v）具有低同性質(zhì)。即H-1（u，v)=1/H(u,v)當(dāng)D≤D0H—1(u，v）=0當(dāng)D〉D0（0.5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(huì)使圖象清晰;（2分）圖象平滑用于去噪，對(duì)圖象高頻分量即圖象邊緣會(huì)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)是對(duì)一幅灰度圖象經(jīng)過(guò)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(duì)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(duì)象不同。（4分)相同點(diǎn)是利用人眼對(duì)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。梯度算子和Laplacian檢測(cè)邊緣對(duì)應(yīng)的模板分別為—1—11111-411（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(duì)應(yīng)于邊緣點(diǎn)；而Laplacian算子檢測(cè)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(cè)邊緣，且都對(duì)噪聲敏感.（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(jí)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?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(xiě)出表達(dá)式3分；結(jié)果正確3分）2）對(duì)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Δx=1，Δy=0度的灰度共生矩陣為1/121/241/241/121/2401/121/121/241/121/121/121/121/121/120（共10分，每錯(cuò)一處扣1分)08級(jí)數(shù)字圖像處理試題及答案一、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(chǔ)一幅大小為,256個(gè)灰度級(jí)的圖像，需要8Mbit。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(wú)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(jué)冗余三種冗余基礎(chǔ)上。7、對(duì)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(duì)于拉普拉斯算子運(yùn)算過(guò)程中圖像出現(xiàn)負(fù)值的情況，寫(xiě)出一種標(biāo)定方法：二、選擇題（每題2分，共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(duì)如下哪一類(lèi)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(méi)在暗背景中D圖像同時(shí)存在過(guò)亮和過(guò)暗背景2、圖像灰度方差說(shuō)明了圖像哪一個(gè)屬性.（B）A平均灰度B圖像對(duì)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、RGBB、CMY或CMYKC、HSID、HSV4、采用模板［-11］T主要檢測(cè)（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。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(dòng)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(duì)圖像復(fù)原過(guò)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、圖象與灰度直方圖間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是B__A.一一對(duì)應(yīng)B。多對(duì)一C。一對(duì)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(jí)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(duì)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(duì)圖像的亮度進(jìn)行對(duì)比度增強(qiáng)。(×）7、變換編碼常用于有損壓縮。（√）8、同態(tài)濾波器可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)范圍壓縮和對(duì)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(duì)顏色進(jìn)行校正。(√）四、簡(jiǎn)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(shuō)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(lái)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(wú)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（u，v）/H(u，v)之比很容易決定的值。一種解決該問(wèn)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(chǎng)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(jué)原理。答:人的視覺(jué)絕對(duì)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(jí)來(lái)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(jí)的總范圍很小。因此,白天進(jìn)入黑暗劇場(chǎng)時(shí)，人的視覺(jué)系統(tǒng)需要改變亮度適應(yīng)級(jí),因此，需要適應(yīng)一段時(shí)間,亮度適應(yīng)級(jí)才能被改變。3、簡(jiǎn)述梯度法與Laplacian算子檢測(cè)邊緣的異同點(diǎn)？答：梯度算子和Laplacian檢測(cè)邊緣對(duì)應(yīng)的模板分別為—1—11111-411（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(duì)應(yīng)于邊緣點(diǎn)；而Laplacian算子檢測(cè)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(cè)邊緣，且都對(duì)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(duì)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(duì)通過(guò)高通濾波后的圖像整體偏暗，因此通過(guò)提高平均灰度的亮度,使圖像的視覺(jué)鑒別能力提高。再通過(guò)直方圖均衡化將圖像的窄帶動(dòng)態(tài)范圍變?yōu)閷拵?dòng)態(tài)范圍,從而達(dá)到提高對(duì)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(duì)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(huì)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(duì)比度較差。五、問(wèn)答題（共35分）1、設(shè)一幅圖像有如圖所示直方圖,對(duì)該圖像進(jìn)行直方圖均衡化,寫(xiě)出均衡化過(guò)程，并畫(huà)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：①，k=0,1,…7，用累積分布函數(shù)（CDF)作為變換函數(shù)T[r］處理時(shí),均衡化的結(jié)果使動(dòng)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=10.384②均衡化后的直方圖：③0、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(yè)（共7頁(yè)）第5頁(yè)（共7頁(yè)）2、對(duì)下列信源符號(hào)進(jìn)行Huffman編碼，并計(jì)算其冗余度