2025年考研數(shù)字圖像處理必考題型卷（附傅里葉變換）

2025年考研數(shù)字圖像處理必考題型卷（附傅里葉變換）一、選擇題要求：從下列各題的四個(gè)選項(xiàng)中，選擇一個(gè)最符合題意的答案。1.下列關(guān)于數(shù)字圖像處理的基本概念，錯(cuò)誤的是：A.數(shù)字圖像處理是對(duì)模擬圖像進(jìn)行數(shù)字化處理后，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理的圖像處理技術(shù)。B.數(shù)字圖像處理可以改善圖像的質(zhì)量，提取圖像中的有用信息。C.數(shù)字圖像處理主要應(yīng)用于圖像壓縮、圖像增強(qiáng)、圖像分割等領(lǐng)域。D.數(shù)字圖像處理只能處理黑白圖像。2.下列關(guān)于像素的概念，正確的是：A.像素是構(gòu)成數(shù)字圖像的基本單元，通常以像素為單位來(lái)衡量圖像的大小。B.像素越小，圖像的分辨率越高，圖像越清晰。C.像素的灰度值表示像素的亮度，灰度值越高，像素越亮。D.像素的色彩值表示像素的顏色，色彩值越高，像素顏色越鮮艷。3.下列關(guān)于圖像分辨率的概念，正確的是：A.圖像分辨率是指圖像中水平方向和垂直方向上的像素?cái)?shù)量。B.圖像分辨率越高，圖像越清晰，但文件大小也越大。C.圖像分辨率與圖像的尺寸無(wú)關(guān)。D.圖像分辨率越高，圖像處理速度越快。4.下列關(guān)于圖像增強(qiáng)的概念，錯(cuò)誤的是：A.圖像增強(qiáng)是指對(duì)圖像進(jìn)行一系列的數(shù)學(xué)運(yùn)算，以提高圖像質(zhì)量。B.圖像增強(qiáng)可以改善圖像的視覺(jué)效果，提取圖像中的有用信息。C.圖像增強(qiáng)可以降低圖像的分辨率。D.圖像增強(qiáng)可以增加圖像的噪聲。5.下列關(guān)于圖像分割的概念，正確的是：A.圖像分割是將圖像分割成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域具有相似的特征。B.圖像分割可以用于圖像的識(shí)別、分類(lèi)、定位等任務(wù)。C.圖像分割通常采用閾值分割、邊緣檢測(cè)、區(qū)域生長(zhǎng)等方法。D.圖像分割可以降低圖像的分辨率。二、填空題要求：在下列各題的空白處填入正確的答案。1.數(shù)字圖像處理通常分為三個(gè)層次：圖像預(yù)處理、圖像增強(qiáng)和_______。2.圖像的分辨率越高，圖像越_______，但文件大小也越大。3.圖像增強(qiáng)的主要目的是_______。4.圖像分割是將圖像分割成若干個(gè)_______。5.傅里葉變換在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用主要包括_______、圖像濾波和圖像壓縮等。三、簡(jiǎn)答題要求：簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。1.簡(jiǎn)述數(shù)字圖像處理的基本步驟。2.簡(jiǎn)述圖像增強(qiáng)的目的和方法。3.簡(jiǎn)述圖像分割的主要方法。四、論述題要求：論述圖像壓縮的基本原理及其在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用。五、計(jì)算題要求：計(jì)算下列傅里葉變換的結(jié)果，并說(shuō)明其在圖像處理中的應(yīng)用。設(shè)二維離散余弦變換（DCT）系數(shù)為：\[DCT=\begin{bmatrix}64&0&0&0&0&0&0\\0&0&0&0&0&0&0\\0&0&0&0&0&0&0\\0&0&0&0&0&0&0\\0&0&0&0&0&0&0\\0&0&0&0&0&0&0\\0&0&0&0&0&0&64\end{bmatrix}\]計(jì)算該DCT系數(shù)的逆變換，并解釋其在圖像去噪中的應(yīng)用。六、應(yīng)用題要求：請(qǐng)根據(jù)以下場(chǎng)景，設(shè)計(jì)一個(gè)圖像處理流程，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)步驟的目的和所使用的算法。場(chǎng)景：對(duì)一張包含大量噪聲的醫(yī)學(xué)影像進(jìn)行預(yù)處理，以便進(jìn)行后續(xù)的圖像分析和診斷。1.預(yù)處理步驟一：使用均值濾波器去除圖像中的高斯噪聲。2.預(yù)處理步驟二：應(yīng)用直方圖均衡化技術(shù)改善圖像的對(duì)比度。3.預(yù)處理步驟三：使用邊緣檢測(cè)算法提取圖像中的重要特征。本次試卷答案如下：一、選擇題1.D.數(shù)字圖像處理只能處理黑白圖像。解析：數(shù)字圖像處理不僅限于黑白圖像，它可以處理彩色圖像、灰度圖像等多種類(lèi)型的圖像。2.B.像素越小，圖像的分辨率越高，圖像越清晰。解析：像素是圖像的基本單元，像素越小，圖像的分辨率越高，可以容納更多的細(xì)節(jié)，因此圖像越清晰。3.A.圖像分辨率是指圖像中水平方向和垂直方向上的像素?cái)?shù)量。解析：圖像分辨率由水平和垂直方向上的像素?cái)?shù)量決定，這兩個(gè)方向的像素?cái)?shù)量相乘即為圖像的總像素?cái)?shù)。4.C.圖像增強(qiáng)可以降低圖像的分辨率。解析：圖像增強(qiáng)的目的是提高圖像的質(zhì)量和視覺(jué)效果，通常不會(huì)降低圖像的分辨率。5.A.圖像分割是將圖像分割成若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域具有相似的特征。解析：圖像分割的目的是將圖像分割成具有相似特征的區(qū)域，以便于后續(xù)的圖像分析和處理。二、填空題1.圖像分割。解析：數(shù)字圖像處理的三個(gè)層次包括圖像預(yù)處理、圖像增強(qiáng)和圖像分割。2.清晰。解析：圖像分辨率越高，圖像越清晰，因?yàn)橄袼卦叫。梢匀菁{更多的細(xì)節(jié)。3.提高圖像質(zhì)量。解析：圖像增強(qiáng)的主要目的是提高圖像的質(zhì)量，使其更易于觀察和分析。4.區(qū)域。解析：圖像分割的結(jié)果是將圖像分割成具有相似特征的多個(gè)區(qū)域。5.圖像去噪。解析：傅里葉變換在圖像去噪中的應(yīng)用是將圖像轉(zhuǎn)換為頻域，然后通過(guò)濾波器去除噪聲。三、簡(jiǎn)答題1.數(shù)字圖像處理的基本步驟包括：圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像增強(qiáng)、圖像分割、圖像特征提取和圖像識(shí)別。解析：數(shù)字圖像處理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，包括多個(gè)步驟，每個(gè)步驟都有其特定的目的和方法。2.圖像增強(qiáng)的目的包括：提高圖像的視覺(jué)效果、提取圖像中的有用信息、增強(qiáng)圖像的對(duì)比度、去除圖像中的噪聲等。圖像增強(qiáng)的方法包括：對(duì)比度增強(qiáng)、亮度增強(qiáng)、濾波、銳化等。解析：圖像增強(qiáng)的目的是通過(guò)各種數(shù)學(xué)運(yùn)算來(lái)改善圖像的質(zhì)量，使其更適合特定的應(yīng)用。3.圖像分割的主要方法包括：閾值分割、邊緣檢測(cè)、區(qū)域生長(zhǎng)、基于區(qū)域的分割、基于特征的分割等。解析：圖像分割是將圖像分割成具有相似特征的區(qū)域，不同的方法適用于不同類(lèi)型的圖像和不同的應(yīng)用場(chǎng)景。四、論述題圖像壓縮的基本原理是通過(guò)減少圖像數(shù)據(jù)中的冗余信息來(lái)實(shí)現(xiàn)。它包括無(wú)損壓縮和有損壓縮兩種類(lèi)型。無(wú)損壓縮通過(guò)算法去除圖像中的冗余信息，而不損失任何圖像質(zhì)量。有損壓縮則通過(guò)丟棄圖像中不重要的信息來(lái)減少數(shù)據(jù)量，但可能會(huì)損失一些圖像質(zhì)量。在數(shù)字圖像處理中，圖像壓縮的應(yīng)用包括：存儲(chǔ)、傳輸、網(wǎng)絡(luò)傳輸、圖像數(shù)據(jù)庫(kù)等。解析：圖像壓縮是數(shù)字圖像處理中的重要環(huán)節(jié)，它有助于減少圖像數(shù)據(jù)的大小，提高存儲(chǔ)和傳輸效率。五、計(jì)算題傅里葉逆變換（IDCT）的結(jié)果為：\[IDCT=\begin{bmatrix}64&0&0&0&0&0&0\\0&64&0&0&0&0&0\\0&0&64&0&0&0&0\\0&0&0&64&0&0&0\\0&0&0&0&64&0&0\\0&0&0&0&0&64&0\\0&0&0&0&0&0&64\end{bmatrix}\]在圖像去噪中的應(yīng)用：通過(guò)傅里葉逆變換將圖像從頻域轉(zhuǎn)換回空域，然后應(yīng)用濾波器去除噪聲，最后再次進(jìn)行傅里葉變換和逆變換以恢復(fù)圖像。解析：傅里葉變換在圖像去噪中的應(yīng)用是將圖像轉(zhuǎn)換為頻域，通過(guò)濾波器去除噪聲，然后再轉(zhuǎn)換回空域。六、應(yīng)用題1.使用均值濾波器去除圖像中的高斯噪聲。解析：均值濾波器通過(guò)對(duì)每個(gè)像素周?chē)南袼剡M(jìn)行加權(quán)平均