數(shù)字圖像處理試卷及答案

1、a.梯度銳化b.直方圖均衡c.中值濾波d.Laplacian增強一、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I分，共10分)()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.0b.255c.6d.8()2.圖象與灰度直方圖間的對應(yīng)關(guān)系是：a.對應(yīng)b.多對一c.一對多d.都不對()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.中值濾波()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

2、曲線的長度為a.5b.4c.5.83d.6.24()6.下列算法中屬于圖象平滑處理的是：()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()8.采用模板T1主要檢測方向的邊緣。a.水平b.45c.垂直d.135()9.二值圖象中分支點的連接數(shù)為：TOC o 1-5 h za.0b.1c.2d.3()10.對一幅100100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)圖像銳化除

3、了在空間域進(jìn)行外，也可在進(jìn)行。圖像處理中常用的兩種鄰域是和。直方圖修正法包括和兩種方法。4常用的灰度內(nèi)插法有、和。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。低通濾波法是使受到抑制而讓順利通過，從而實現(xiàn)圖像平滑。檢測邊緣的Sobel算子對應(yīng)的模板形式為和。般來說，采樣間距越大，圖象數(shù)據(jù)量_，質(zhì)量_；反之亦然。三、名詞解釋(每小題3分，共15分)數(shù)字圖像圖像銳化灰度共生矩陣細(xì)化無失真編碼四、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“丁”，錯誤的打“X”并改正。每小題2分，共10分)()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。()2.直方圖均衡

4、是一種點運算，圖像的二值化則是一種局部運算。()3.有選擇保邊緣平滑法可用于邊緣增強。()4.共點直線群的Hough變換是一條正弦曲線。（）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）簡述線性位移不變系統(tǒng)逆濾波恢復(fù)圖像原理。圖像銳化與圖像平滑有何區(qū)別與聯(lián)系？偽彩色增強與假彩色增強有何異同點？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(biāo)在小題后）對數(shù)字圖像f（i,j）（圖象1）進(jìn)行以下處理，要求:1）計算圖像f（i,j）的信息量。（10分）（10分）2）按下式進(jìn)行二值化，計算二值化圖象的歐拉數(shù)。013213210576

5、2576160616312675356532272616265023521232124231231201（圖像1）計算圖像2在Ax=1,Ay=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、單項選擇題（每小題1分，共10分）d2.b3.d4.b5.dc7.b8.c9.d10.a二、填空題（每空1分，共15分）頻率域2.4-鄰域8-鄰域（不分先后）直方圖均衡直方圖規(guī)定化（不分先后）最近鄰元法雙線性內(nèi)插法（雙）三次內(nèi)插法（不分先后）統(tǒng)計分析法高頻成分低頻成分（不分先后）-1-2-1-101202-101少差三、名詞解釋（每小題3分，共15分）數(shù)字圖像是將一幅畫面在空間上

6、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。圖像銳化是增強圖象的邊緣或輪廓。從圖象灰度為i的像元出發(fā)，沿某一方向9、距離為d的像元灰度為j同時出現(xiàn)的概率P（i,j,e,d），這樣構(gòu)成的矩陣稱灰度共生矩陣。F（u,v）=G（u,v）/H（u,v）(2分)細(xì)化是提取線寬為一個像元大小的中心線的操作。無失真編碼是指壓縮圖象經(jīng)解壓可以恢復(fù)原圖象，沒有任何信息損失的編碼技術(shù)。四、判斷改錯題(每小題2分，共10分)TOC o 1-5 h z(V)(X)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?；颍褐狈綀D均衡是一種點運算，圖像的二值化不是

7、一種局部運算。(X)改正：有選擇保邊緣平滑法不可用于邊緣增強?；颍河羞x擇保邊緣平滑法用于圖象平滑(或去噪)。(V)(V)五、簡答題(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G(u,v)作逆濾波得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）=O,可采用兩種方法處理。（0.5分）在H（u,v）=0時,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-i（u,v）=1/H（u,v）當(dāng)DWD0H-i（u,

8、v）=0當(dāng)DD（0.5分）0圖象銳化是用于增強邊緣，導(dǎo)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）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(jìn)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(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(biāo)用人眼敏感的顏色表示。（1分）梯度算子和Laplacian檢測邊緣對應(yīng)的模板分別為-1-1111-411(梯度算子)(Laplacian算子)(2分)梯度算子是利用階躍

9、邊緣灰度變化的一階導(dǎo)數(shù)特性，認(rèn)為極大值點對應(yīng)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(dǎo)數(shù)特性，認(rèn)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)六、計算題(共30分，每小題分標(biāo)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(l)=12/64?0.188;p(2)=16/64=0.25;p(3)=9/64?0.141p(4)=l/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1分)信息量為?2.75(bit)（寫出表達(dá)式

10、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Ax=1,Ay=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，每錯一處扣1分）數(shù)字圖像處理模擬試卷（B卷）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(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、軍事2、存儲一幅大小為10241024，256個灰度級的圖像，需要8Mbit。3、亮度鑒別實驗表明，韋伯比越大，則亮

11、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(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20分）1、采用幕次變換進(jìn)行灰度變換時，當(dāng)幕次取大于1時，該變換是針對如下哪一類圖像進(jìn)行增強。（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

12、像整體亮度D圖像細(xì)節(jié)3、計算機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T1t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.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(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

13、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、圖象與灰度直方圖間的對應(yīng)關(guān)系是B_A.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（丁）2、高斯低通濾波器在選擇小的截止頻率時存在振鈴效應(yīng)和模糊現(xiàn)象。（X）3、均值平滑濾波器可用于銳化圖像邊緣。（X）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。（V）5、圖像取反操作適用于增強圖像主體灰度偏亮的圖像。（

14、X）6、彩色圖像增強時采用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。（X）7、變換編碼常用于有損壓縮。（V）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。（V）9、拉普拉斯算子可用于圖像的平滑處理。（X）10、當(dāng)計算機顯示器顯示的顏色偏藍(lán)時，提高紅色和綠色分量可以對顏色進(jìn)行校正。（V）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。1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算原始圖像的傅立葉變換。由上式可以看到

15、，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。因為噪聲是一個隨機函數(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F（u,v）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(dāng)在白天進(jìn)入一個黑暗劇場時，在能看清并找到空座位時需要適應(yīng)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(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。同整個亮度適應(yīng)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(jìn)入黑暗劇場時，人的視覺系統(tǒng)需要改變亮度適應(yīng)級，因此，需要適應(yīng)一段時間，亮度適應(yīng)級才能被改

16、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(yīng)的模板分別為-111-411（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)為極大值點對應(yīng)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(dǎo)數(shù)特性，認(rèn)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(yīng)先進(jìn)行高頻加強，再進(jìn)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

17、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,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(dǎo)致圖像被漂白，再進(jìn)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(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）

18、答：s仝p（r）,k=0,1,7，用累積分布函數(shù)（CDF）作為變換函數(shù)Tr處理kii=0時，均衡化的結(jié)果使動態(tài)范圍增大。r=000.1740.1741/7s=1/700.174r=1/710.0880.2622/7r=2/720.0860.3482/7s=2/710.174r=3/730.080.4283/7r=4/740.0680.4963/7s=3/720.148r=5/750.0580.5544/7r=6/760.0620.6164/7s=4/730.120r=170.38411s=140.384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、72、對下列信源符號進(jìn)行Huffman編碼，并計算其冗余度和壓縮率。（10分）符號a1a2a3a4a5a6概率0.10.40.060.10.040.3