數(shù)字圖像處理試卷及答案

數(shù)字圖像處理試卷及答案YUKIcompiledthemorningof16,

《數(shù)字圖》模（A）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，共10分）()1.幅灰度級(jí)均勻分布的圖象，其灰度范圍在[則該圖象的信息量為：a.()2.象與灰度直方圖間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是：一一對(duì)應(yīng)

b.對(duì)一

c.對(duì)多

d.不對(duì)()3.列算法中屬于局部處理的是：灰度線性變換二值化

傅立葉變換d.值濾波()4.列算法中屬于點(diǎn)處理的是：梯度銳化

b.值化

c.立葉變換d.值濾波()一曲線的方向鏈碼為1則曲線的長(zhǎng)度為)6.下列法中屬于圖象平滑處理的是：梯度銳化

b.方圖均衡值濾波增強(qiáng)()7.列圖象邊緣檢測(cè)算子中抗噪性能最好的是：梯度算子

算子

算子算子()8.用模板［-11主要檢測(cè)____向的邊緣。水平

°

垂直

°()9.值圖象中分支點(diǎn)的連接數(shù)為：

(對(duì)一幅1像元的圖象，若每像元用８bit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：:1二、填空題（每空1，共分）1.像銳化除了在空間域進(jìn)行外，也可在

進(jìn)行。2.像處理中常用的兩種鄰域是

和。3.方圖修正法包括

和

兩種方法。4.用的灰度內(nèi)插法有、

和。5.年來(lái)建立了許多紋理分析法，這些方法大體可分為類。

和結(jié)構(gòu)分析法兩大6.通濾波法是使

受到抑制而讓

順利通過(guò)，從而實(shí)現(xiàn)圖像平滑。7.測(cè)邊緣的Sobel子對(duì)應(yīng)的模板形式為

和。8.般來(lái)說(shuō)，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，共分）1.字圖像2.像銳化3.度共生矩陣4.化5.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(hào)前的括弧內(nèi)打“，錯(cuò)誤的打“×”改正。每小題分，共分）()1.灰度直方圖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，共分）1.述線性位移不變系統(tǒng)逆濾波恢復(fù)圖像原理。2.像銳化與圖像平滑有何區(qū)別與聯(lián)系？3.彩色增強(qiáng)與假彩色增強(qiáng)有何異同點(diǎn)？4.度法與算子檢測(cè)邊緣的異同點(diǎn)？六、計(jì)算題（共30，每小題分標(biāo)在小題后）1.對(duì)數(shù)字圖像f(i,j)(象1)行以下處理，要求：1)計(jì)算圖像f(i,j)信息量。（分）2)按下式進(jìn)行二值化，計(jì)算二值化圖象的歐拉數(shù)。分）00123213

15662621

37072532

26657023

12132211

35656322

27361540

16156221（圖像13.計(jì)算圖像在矩陣。(10)《》試(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，共分）

二、填空題（每空1，共分）1.率域鄰域8-域（不分先后）3.方圖均衡方圖規(guī)定化（不分先后）4.近鄰元法線性內(nèi)插法雙）三次內(nèi)插法（不分先后）5.計(jì)分析法6.頻成分頻成分7.（不分先后）-101

-202

-101

-1-2-1

000

1218.差三、名詞解釋（每小題3，共分）1.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.像銳化是增強(qiáng)圖象的邊緣或輪廓。3.圖象灰度為i像元出發(fā)，沿某一方向距離為像元灰度為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.化是提取線寬為一個(gè)像元大小的中心線的操作。5.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，共分）1.(√)2.)

00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(jiǎn)答題（每小題5，共分）1.設(shè)退化圖象為g(x,g)其傅立葉變換為G(u,v),已知逆濾波器為1則對(duì)作逆濾波得F(u,v)=G(u,v)/H(u,v)

（2）對(duì)上式作逆傅立葉變換得逆濾波恢復(fù)圖象f(x,y)=IDFT[F(u,v)]以上就是逆濾波恢復(fù)圖象的原理。（分）若存在噪聲，為避免H(u,v)=0,采用兩種方法處理。（分）①在H(u,v)=0人為設(shè)置1/H(u,v)的；②使1/H(u,v)有低同性質(zhì)。即H-1(u,v)=1/H(u,v)當(dāng)D≤DH-1

當(dāng)D>D

0

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）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。（分）都屬于圖象增強(qiáng)，改善圖象效果。（1）

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。（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）4.度算子和測(cè)邊緣對(duì)應(yīng)的模板分別為-1

-1

11

1

-4

11（梯度算子）（算）（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）相同點(diǎn)都能用于檢測(cè)邊緣，且都對(duì)噪聲敏感。（分）六、計(jì)算題（共30，每小題分標(biāo)在小題后）統(tǒng)計(jì)圖象1灰度級(jí)出現(xiàn)的頻率結(jié)果為；p(2)=16/64=;p(3)=9/64?p(4)=1/64?;P(5)=7/64?;p(6)=10/64?;p(7)=4/64?(4，每個(gè)分)信息量為（寫(xiě)出表達(dá)式3；結(jié)果正確分）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，歐拉數(shù)為4；（分）

若采用8-連接，則連接成分?jǐn)?shù)為2孔數(shù)為，歐拉數(shù)為2；（5）2.圖像在矩陣為1/121/241/241/121/241/121/121/12（共10，每錯(cuò)一處扣分）《數(shù)字圖》模（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(gè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)W、天文學(xué)、事2存儲(chǔ)一幅大小0241024256個(gè)度級(jí)的圖像，需要8Mbit3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：((,y)

)*255/(g

)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)如下哪一類圖像進(jìn)行增強(qiáng)。（）A圖像整體偏暗

B圖整體偏亮C像細(xì)節(jié)淹沒(méi)在暗背景中D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像對(duì)比度C圖整體亮度

D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）ARGBB或CMYKCD、HSV4采用模板［-11］主要檢測(cè)（A

）方向的邊緣。A.水平

C.垂直

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C6維納濾波器通常用于（

）

C.高通濾波

D.中值濾波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。直方圖均衡化C.權(quán)均值濾波

B.同態(tài)濾波D.中濾波8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。逆濾波

B.維納濾波

C.束最小二乘濾波

D.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__

B

。一一對(duì)應(yīng)

B.對(duì)一

C.對(duì)多

D.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，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。F

G

F

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)退化為或非常小的值，N(u,v)/H(u,v)之比很容易決定F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)述梯度法與算子檢測(cè)邊緣的異同點(diǎn)答：梯度算子和檢測(cè)邊緣對(duì)應(yīng)的模板分別為-1-11111-411（梯度算子）（Laplacian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)。（分）相同點(diǎn)都能用于檢測(cè)邊緣，且都對(duì)噪聲敏感。（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

01234567012340123456701234（15分）答：①spr)ii

，0，…，用累積分布函數(shù)（）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。ri

p(r)ri

s

k并

s

s)rkr=0rrrrrrr=11②均衡化后的直方圖：

1/72/72/73/73/74/74/71

sssss=1③0、、3、、、7衡化后的灰度值依次為、2、2、3、、4、4、72對(duì)下列信源符號(hào)進(jìn)行碼，并計(jì)算其冗余度和壓縮率。（10）符號(hào)概率

a1a2a3a4a5a6第頁(yè)共解：霍夫曼編碼：原始信源符號(hào)概率a2

信源簡(jiǎn)化12

a6a1a4a3a5霍夫曼化簡(jiǎn)后的信源編碼：從最小的信源開(kāi)始一直到原始的信源編碼的平均長(zhǎng)度：L(0.4)(1)(0.06)(5)(0.04)(5)bit/符號(hào)壓縮率1.364avg冗余度：R

10.2669C3理想低通濾波器的截止頻率選擇不恰當(dāng)時(shí)，會(huì)有很強(qiáng)的振鈴效應(yīng)。試從原理上解釋振鈴效應(yīng)的產(chǎn)生原因。（）答：理想低通濾波器（頻域）的傳遞函數(shù)為：H,)

D(,0D()D0濾波器半徑交叉部分（側(cè)面圖）：

對(duì)應(yīng)空間域（進(jìn)行傅立葉反變換，為sinc數(shù)）：用理想低通濾波器濾波時(shí)，頻域G(u