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中山大学软件学院2007 级软件工程专业(2009秋季学期)《数字图像处理》期末试题答案(A)第一部分（闭卷）45分钟1、简要回答下列问题（10分）：（a ） 试给出一个理由，说明伪彩色图像处理的必要性A: 人眼对色彩的敏感程度要远远高于对灰度级别的敏感程度（b ） 一彩色打印机打印出来的照片的色彩和显示器上显示的色彩不一样，请给出至少1个可能的理由。
A ：○1光线的色彩范围和颜料的色彩范围不同，有些光线的颜色颜料不能表示；○2原料和工艺的差别 （c ） 令图像),(y x f 的灰度范围为[50, 80]，我们希望作一个线性变换，使得变换后图像),(y x g 的灰度值范围为[20，180]，请写出),(y x g 与),(y x f 之间存在的变换公式。
A ：20]50),([31620]50),([508020180),(+−=+−−−=y x f y x f y x g （d ） 一幅256×256的彩色图像，若R 、G 、B 三个颜色平面的强度级别均为256，则存储它所需的存储空间大小是多少？A ：256×256×8×3=3×219=1.5Mbits2、（7分）写出一个使用形态学(Morphological)算法提取边缘的方法，并用该方法提取下图A 的边缘，给出步骤并画出结果图。
题2图A ：如下图所示集合A 的边界表示为)(A β，它可以通过先由B 对A 腐蚀，而后用A 减去腐蚀结果而得到，即：)()(B A A A Θ−=β3、（8分）假设一幅数字图像上带有随机加性噪声，而我们对这幅图像的拍摄信息一无所知。
请设计一个方案用来判断噪声模型（简要说明步骤）。
如图为一幅16级灰度的图像。
请写出3x3的均值滤波器和3x3的中值滤波器；并给出两种滤波器对下图的滤波结果（只处理灰色区域，不处理边界）。
题3图答：○1在图像的平坦区域取一小块子图像做直方图，与已有的噪声模型作对比 ○2均值滤波：⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡11111111191 中值滤波：],,,[),(921x x x Median y x g L =均值滤波可以去除突然变化的点噪声，从而滤除一定的噪声，但其代价是图像有一定程度的模糊；中值滤波容易去除孤立的点、线噪声，同时保持图像的边缘。
Digital Image Processing Examination1. Fourier Transform problem.1） F or an image given by the function f(x,y)=(x+y)3 where x,y are continuous varibales; evaluatef(x,y)δ(x-1,y-2) and f(x,y)* δ(x-1,y-2),where δ is the Dorac Delta function.2） F or the optical imaging system shoen below,consisting of an image scaling and two forwardFourier transforms show that the output image is a scale and inverted replica of the original3) three binary images (with value 1 on black areas and value 0 elsewhere) are shown below. Sketch the continuous 2D FT of these images(don’t do this mathematically, try to use instead the convolution theorem and knowledge of FTs of common functions)2. The rate distortion function of a zero memory Gaussian source of arbitary mean and variance σ2 with respect to the mean-square error criterion is⎪⎩⎪⎨⎧≥≤≤=2220log 21)(σσσD D for D D Ra) Plot this functionb) What is D max c) If a distortion of no mor than 75% of the source’s variance is allowed, what is the maximumcompression that can be achieved?3. The PDF of an image is given by Pr(r) as shown below. Find the transform toconvert the image's PDF to Pr(z). Assume continuity, and find the transform in terms of r and z. Explain the transformation.4. A certain inspection application gathers black & white images of parts as they travel along a con-veyor belt. It is necessary to sort the parts into two categories: parts with holes and parts with-out holes. An example of an image that might be taken by the inspection camera is shown at the right. Propose a method to identify and locate the objects of each category in the image so that they can be picked up by a robotic system and placed in different bins. Assume that the imaging system knows where each image pixel is located on the conveyor belt at every point in time.Provide an annotated flow chart of the algorithm you propose.5.In a given application, an averaging mask is applied to input images to reduce noise and then aLaplacian mask is applied to enhance small details. Would mathematics predict that the result should be the same if the order of the operations were reversed? What practical issues would be encountered in computer implementation?Digital Image Processing Examination1. A preprocessing step in an application of microscopy is concerned with the issue ofisolating individual round particles from similar particles that overlap in groups of two or more.Assuming that all particles are of the same size, propose a morphological algorithm that will produce an image that contains only the isolated (non-overlapping) particles that are not in contact with the boundary of the image.2. An image represented by a continuous function f(x, y) is w = 2 cm wide and h = 3 cm high. The imageis to be converted to an array of pixels by a scanner whose response is zero above 80 lines/centimeter in both the horizontal and vertical directions. The discrete image is represented by an array ˆf(n, m) where n and m take on integer values, 0 ~ n ~ N - 1, 0~ m ~ M-1.(a)Determine suitable values for N and M.(b)Assume that ˆf(n, m) = f(na, mb). Determine the values of a and b.(c)Determine constants A, B, C, D, E such that the DFT of fˆ can be expressed as)(00) ,() , (EvmDuniBnCmemnfAvu F+-==∑∑=(d)Find numbers (P1, P2) such that F(u + jP1, v + kP2) = F(u, v) for any integers j, k, u, v.3. The arithmetic decoding process is the reverse of the encoding procedure. Decode the message 0.23355 given the coding model.4. The gradient of a function f (x) is defined as⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡∂∂∂∂=⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=∇y f x f G G f y xComputationally, the first derivative is implemented by calculating the difference between adjacent pixels.(a) Is the following a linear operator?2122⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=∇y f x f f (b) State how would you implement the above operator using differences between pixels.(c) A Sobel operator uses two masks, Hx and Hy to process an image. Explain why are two masksneeded and what do they measure?(d)Write down the masks Hx and Hy, and identify them in the followingfigures:5. The three images shown were blurred using square averaging masks of sizes n=23, 25 , and 45, respectively. The vertical bars on the left lower part of (a) and (c) are blurred, but a clear separation exists between them. However, the bars have merged in image (b), in spite of the fact that the mask that produced this image is significantly smaller than the mask that produced image (c). explain this.Digital Image Processing Examination1. An image array f(m, n) of size M1 × N1 is to be convolved with a filter array h(m, n) of size M2 × N2 to produce a new image array g(m, n).1)Write a pseudo code program that describes a method to compute g(m, n) throughthe use of Fourier transforms. The result should be the same size as would beachieved with direct convolution.2)Modify the algorithm so that it does the correlation f ~ h rather than theconvolution.2. You have the job of designing an algorithm that will count the number of objects with holes and the number of objects without holes in images of the kind shown here. Assume that the images are binary with 0 corresponding to black and 1 correspondingto white. The imaging system is of low quality and produces images that are corrupted with salt and pepper noise.The objects do not overlap or touch, but may be close to each other in any direction.They may be of any shape or size. The algorithm should not be confused by the salt and pepper noise, and should not count noise pixels as objects.Write a pseudo-code description of your algorithm. You may also include a block diagram and other information to make it understandable to a programmer. State any assumptions you make, such as: “Objects must contain at least 50 pixels.”least 50 pixels.”3. Suppose that an image has the gray-level probability density functions shown. Here, p 1(z) corresponds to objects and p 2(z) corresponds to the background. Assume that p 1=p 2 and find the optimal threshold between object and back ground pixels.4. The Sobel operator computes the following quantity at each location (x, y) in an image array, A:Gx[j,k]=(A[j+1,k+1]+2A[j+1,k]+A[j+1,k-1])-(A[j-1,k+1]+2A[j-1,k]+A[j-1,k-1]) Gy[j,k]=(A[j-1,k-1]+2A[j,k-1]+A[j+1,k-1])-(A[j-1,k+1]+2A[j,k+1]+A[j+1,k+1]) G[j,k] = |Gx[j,k]| + |Gy[j,k]|The position of A[j, k] is column j and row k of the array.The operation is implemented as the convolution of the image array A with two masks, Mx and My followed by the magnitude operation.1) Write a 3 × 3 array for each mask, Mx and My.2) What mathematical operation on an image array is approximated by the Sobeloperator? Show how the Sobel operator is related to the mathematical operation.5. Answer the following questions about morphological image processing.(a) Shown below are two tables with expressions that relate to binary morphological image processing. Associate each expression in the left table with one from the right table.(b) A well-known morphological algorithm uses the following iteration with a structuring element B.(1) Initialize X[p] = 1 for some pixel A p ∈(2) A B X Y )(⊕=(3) If X Y ≠ then set X = Y and repeat (2)An original set A is shown in (A) and an initial pixel p 2 A is shown in (B). The result after one iteration of the algorithm with structuring element⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡=010111010Bis shown in (C). Fill in the result of the next two iterations by marking theappropriate pixels for the set Y in (D) and (E). In frame (F) show the result for Y that would be reached after a large number of iterations.Digital Image Processing Examination1. Consider the edge model depicted below. Sketch the gradient and Laplacian of the signal. It is not needed to compute exact numerical values in your answer. Plot of approximate shapes of the responses will be sufficient.2. The white bars in the test pattern shown are 7pixels wide and 210 pixels high. The separation between bars is 17 pixels. What would this image look like after application of .1) A 3*3 arithmetic mean filter?2) A 7*7 median filter.3) A 9*9 contraharmonic mean filter with Q=13. The video coding system introduced in the class utilizes several major components –inter-frame motion estimation, motion compensated prediction, DCT, Huffman coding,and quantization.(a)When an encoded signal can be used to reconstruct the exact value of theoriginal signal, we say the encoding method is lossless; otherwise, it’s calledlossy. A lossy coding technique introduces distortion to the signal.Which component in the above video coding system is lossy?(b)The motion compensation process in the encoder generates a motion vectorand prediction errors for each image block in the video signal. Suppose duringthe transmission of the encoded video stream, one motion vector is lost (e.g.,due to the network erasure error). What will be the visual effects of suchtransmission errors on the decoded image sequence?4.Consider a black-and-white image consisting of round and rectangular objects, as shown in the image below. Assume the sizes of the objects are fixed and known. We also know that the width and length of the rectangles are larger than the diameter of the circles. None of the rectangles are tilted. In general, the objects may overlap with each other.Design a morphological operation based system to automatically detect all the instances of the rounds objects that overlap with rectangular objects.5. An image A, represented by an N × M array of bytes, has a uniform brightnesshistogram. It is desired transform A into an image B in a way that produces a triangular brightness histogram2550,36240][≤≤=k k MNk h bDescribe a process that will accomplish the transformation. If possible, derive an equation for the transformation function. At a minimum, sketch the transformation function and indicate how you would use it in a program to compute the array B.模拟试卷一1.对将一个像素宽度的8通路转换到4通路提出一种算法。
数字图像处理期末考试答案《数字图像处理》复习指南选择题1、采⽤幕次变换进⾏灰度变换时，当幕次取⼤于1 时，该变换是针对如下哪⼀类图像进⾏增强。
（ B ) A图像整体偏暗B图像整体偏亮C图像细节淹没在暗背景中D图像同时存在过亮和过暗背景2、图像灰度⽅差说明了图像哪⼀个属性（B )A平均灰度B图像对⽐度C 图像整体亮度D图像细节3、计算机显⽰器主要采⽤哪⼀种彩⾊模型（A )A、RGBB、CMY或CMYKC、HSID、HSV4、采⽤模板［-1 1]T主要检测（A）⽅向的边缘。
A.⽔平B.450C.垂直D.13505、下列算法中属于图象锐化处理的是：( C )A.低通滤波B.加权平均法C.⾼通滤波D. 中值滤波6、维纳滤波器通常⽤于（ C )A、去噪B、减⼩图像动态范围C、复原图像D、平滑图像7、彩⾊图像增强时，（C）处理可以采⽤RGB彩⾊模型。
A. 直⽅图均衡化B.同态滤波C. 加权均值滤波D. 中值滤波8、 B 滤波器在对图像复原过程中需要计算噪声功率谱和图像功率谱。
A. 逆滤波B.维纳滤波C. 约束最⼩⼆乘滤波D. 同态滤波9、⾼通滤波后的图像通常较暗，为改善这种情况，将⾼通滤波器的转移函数加上⼀常数量以便引⼊⼀些低频分量。
这样的滤波器叫（ B ）。
A. 巴特沃斯⾼通滤波器B.⾼频提升滤波器C. ⾼频加强滤波器D. 理想⾼通滤波器10、图象与灰度直⽅图间的对应关系是（ B )A.⼀⼀对应B.多对⼀C.⼀对多D.都不11、下列算法中属于图象锐化处理的是：( C)A.低通滤波B.加权平均法C.⾼通滤波D. 中值滤波12、⼀幅256*256 的图像，若灰度级数为16，则存储它所需的⽐特数是：(A)A.256KB.512KC. 1M C.2M13、⼀幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为：（D）a.0b.255c.6d.814、下列算法中属于局部处理的是：（D）a.灰度线性变换b.⼆值化c.傅⽴叶变换d.中值滤波15、下列算法中属于点处理的是：（B）a.梯度锐化b.⼆值化c.傅⽴叶变换d.中值滤波16、下列算法中属于图象平滑处理的是：（C）a.梯度锐化b.直⽅图均衡c.中值滤波/doc/dfc0f0e5f424ccbff121dd36a32d7375a517c64d.html placian增强17、设灰度图中每⼀个像素点由1 个字节表⽰，则可表⽰的灰度强度范围是（B）A.128 B.256 C.36 D.9618、对椒盐噪声抑制效果最好的是下列那种图像增强技术？(D)A 低通滤波B Laplace 微分C 邻域平均D 中值滤波19、将图像“name.tif”存储到⽂件中的命令（C）A、imread（’name.tif’）B、loadC、imwrite（’name.tif’）D、imshow（’name.tif’）20.计算机显⽰设备使⽤的颜⾊模型是（A）A.RGBB.HSVC.CMYD.以上都不对21.下列关于直⽅图的叙述错误的是(D)A.描绘了各个灰度级像素在图像中出现的概率B.描述图像中不同灰度级像素出现的次数C. 没有描述出像素的空间关系D. 直⽅图均衡化不能增强图像整体对⽐度的效果22.锐化滤波器的主要⽤途不包括( B)A.突出图像中的细节增强被模糊了的细节B.超声探测成像分辨率低可以通过锐化来使图像边缘模糊C.图像识别中分割前的边缘提取D.锐化处理恢复过度钝化、暴光不⾜的图像23.假设f(x,y)是⼀幅图像，则下列有关f(x,y) 的傅⾥叶变换说法中不正确(C)A.在原点的傅⾥叶变换等于图像的平均灰度级B.⼀个⼆维傅⾥叶变换可以由两个连续⼀维的傅⾥叶运算得到C.图像频率域过滤可以通过卷积来实现D.傅⾥叶变换具有线性移不变性24.列有关图像复原和图像增强的说法错误的是(D)A.与图像增强不同，图像复原的⽬的是提供给⽤户喜欢接收的图像B.图像增强主要是⼀个客观过程，⽽图像复原主要是⼀个主观过程C.图像增强被认为是⼀种对⽐度拉伸，图像复原技术追求恢复原始图像的⼀种近似估计值D.图像复原技术只能使⽤频率域滤波器实现25、下列哪⼀个模板可⽤于图像平滑（AA、1/9 1/9 1/9B、1 1 1C、1/3 1/3 1/3D、-1 -1 -11/9 1/9 1/9 1 -8 1 1/3 1/3 1/3 -1 8 -1 1/9 1/9 1/9 1 1 1 1/3 1/3 1/3 -1 -1 -1 26、对于含有孤⽴线噪声的图像，既要保证图像的边缘，⼜要去除噪声应该⽤那种滤波器（B）A、box模板B、中值滤波器C、gauss模板D、prewitt模板27、对⼀幅⼆值图像做腐蚀的结果（B）A、图像⾯积放⼤B、图像⾯值缩⼩C、图像⾯积不变D、图像边界变圆28、下列算法中属于局部处理的是（D）A、灰度线性变换B、⼆值化C、傅⾥叶变换D、中值滤波判别正确、错误1. 图像按其亮度等级的不同，可以分为⼆值图像和灰度图像两种。
单选题1、图象在计算机中是如何表示的？A.f(x,y)B.f(x,y,z)C.2D 图象用 f(x,y),3D图象用 f(x,y,z)D.0 和 1 表示正确答案： C2、图象的数字化为什么会丢失信息?A.采样丢失数据B.量化丢失数据C.压缩编码丢失数据D.采样和编码丢失数据正确答案： D3、8 位图象的灰阶范围是多少?A.0 和 1B.0 - 255C.0 - 256D.128正确答案： B4、下列哪一项不是二维图象的存储格式？A..bmpB..tifC..jpgD..dicom正确答案： D5、下列图象分类名称中，哪一项不是按图象传感器分类的？A.雷达图象B.近红外图象C.超声图象D.伪彩图象正确答案： D6、什么是伪彩图象？A.图象中每一个像素点用 RGB 分量表示B.图象中每一个像素点用 RGB 索引表示C.图象中每一个像素点用 HIS 分量表示D.图象中每一个像素点用 0 和 1 表示正确答案： B7、下列哪一项不属于医学图象的有哪些？A.MRI 图象B.CT 图象C.超声多普勒图象D.紫外图象正确答案： D8、下列有关不同模态的图象叙述正确的是？A.不同模态并不能呈现更多信息B.2D 和 3D 结合没故意义C.临床上不同模态的结合需求很高D.不同模态没有太大必要正确答案： C9、下列哪一项是数字图象处理的基本流程？A.图象预处理 -图象分割 -图象识别 -图象建模B.图象预处理 -图象识别 -图象分割 -图象建模C.图象预处理 -图象建模 -图象分割 -图象识别D.图象预处理 -图象建模 -图象识别 -图象分割正确答案： A10、什么是模式识别？A.通过计算机用数学的方法来对不同模式进行自动处理和判读B.通过人工用数学的方法来对不同模式进行自动处理和判读C.通过计算机用数学的方法来对不同模式进行人工处理和判读D.通过人工用数学的方法来对不同模式进行人工处理和判读正确答案： A11 、下列关于灰度直方图的描述不正确的是？A.灰度直方图与图象具有一一对应关系B.灰度直方图是一个分布函数C.利用灰度直方图可以采集到更加优秀的凸显 gD.灰度直方图的横轴表示灰阶，纵轴表示每一个灰阶的像素数量正确答案： A12、下列哪一项不是灰度直方图的特点A.描述了处于不同灰阶的像素数量B.将图象翻转不影响灰度直方图C.描述了每一个像素在图象中的位置D.将图象的一部份平移不会影响灰度直方图正确答案： C13 、下列关于灰度直方图和图象面积叙述正确的是？A.图象面积越大，灰度直方图的 Y 轴越长B.图象面积越大，灰度直方图的 X 轴越长C.灰度直方图按横轴积分得到的值就是图象的面积D.图象的面积与图象的灰度直方图没有关系正确答案： C14、下列关于灰度直方图的双峰性叙述错误的是?A.灰度直方图的双峰可以对应于图象中的前景和背景B.两个峰值中间的部份可以理解为两个高斯信号叠加的结果C.根据双峰可以简单地找到最优二值化的值D.最优二值化处于两个峰值之间正确答案： C15 、下列关于图象二值化叙述正确的是？A.二值化只能使用一个固定的阈值B.二值化后的图象有多个灰阶C.二值化后的图象惟独两个灰阶D.存在对任何图象都通用并且稳定的二值化算法正确答案： C16 、下列哪一个不是求取最优二值化值的算法？A.Otsu algorithmB.Entropy MethodC.Conjugate Gradient MethodD.Isodata algorithm正确答案： C17 、下列二值化和灰度直方图的关系叙述错误的是？A.通常灰度直方图的双峰对应于图象的前景和背景区域B.通过灰度直方图可以知道二值化的最佳阈值C.灰度直方图对二值化有很好的指导意义D.二值化求最佳阈值的过程通常包含分析直方图的步骤正确答案： B18、下列关于 Otsu 算法中“类间方差( between-classes varianc)e ”的描述错误的是？A.类间方差达到最大的情况下即为最优二值化值B.类间方差达到最小的情况下即为最优二值化值C.类间方差有机结合了前景和背景信息，是评价信息量多少的一个评价函数D.类间方差是根据前景部份的方差和背景部份的方差计算得到的正确答案： B19 、下面哪些效果无法通过卷积实现？A.降噪B.边缘检测C.平滑D.把灰度图象彩色化正确答案： D20、下列哪一项不属于图象卷积运算的过程A.卷积核中心挨次覆盖在图象上的每一个像素点上进行运算B.将卷积核覆盖上图象做运算前，要先将卷积核旋转 180 度C.卷积运算每一个步骤得到的值要存储新开的内存中，不能直接在原图上进行修改D.将卷积核的值直接与其覆盖的像素灰度值相乘并累加作为卷积核中心当前覆盖点正确答案： D21、卷积运算中，下列一项处理图象边缘的像素点的方法是错误的？....A.根据卷积核的大小，在图象边缘新增一圈像素点并根据图象边缘的像素进行插值B.在图象边缘进行卷积运算的时候，调整卷积核的大小C.根据卷积核的大小，忽略图象周围一圈的像素D.根据卷积核的大小，在图象周围先填充一圈纯黑或者纯白然后进行卷积运算正确答案： B22 、使用图象卷积操作的除噪方法不包括下列的哪一项？A.均值滤波B.高斯滤波C.开闭运算D.中值滤波正确答案： C23、下列哪个卷积核无法提取图象边缘?正确答案： A24、下列哪一项不是 ITK 的实现特点？A B C DA.使用模板编程实现，用户自由度高B.使用 Cmake 来配置和生产项目C.使用智能指针，自动删除废弃的对象D.仅支持 Window 平台正确答案： D25、下列关于 VTK 的描述错误的是？A.VTK 的类库是按面向对象的思想设计的B.VTK 具有跨平台的特性，支持多个操作系统平台C.VTK 提供了丰富地计算机图象学和图象处理方面的功能D.VTK 是用 C++ 实现的，所以要使用 VTK 只能用 C++ 来调用正确答案： D26、下列哪一项是欧拉距离的表达式正确答案： A27 、形态学操作不能用来做下列哪一项图象处理的操作？A.除噪B.边缘检测C.形状分析D.图象配准正确答案： D.... A B C D28、下列关于结构化要素( SE )描述正确的是？A.结构化要素的尺寸不能超过 3*3B.结构化要素与卷积核一样，原点只能在中心C.结构化要素记录了形态学操作中如何对图象进行平移D.结构化要素的不同对形态学操作的结果没有影响正确答案： C29 、下列关于二值形态学算法叙述错误的是？A.通过开闭运算的结合可以出去图象中的椒盐噪声B.对图象进行重复的开操作会不断产生新的不同的结果C.二值形态学操作包括了二值膨胀、二值腐蚀以及开闭运算D.二值膨胀可以使图象的前景区域扩大正确答案： B30、下列关于二值形态学操作性质描述正确的是？A.二值形态学不满足平移不变性B.通过把一个大的结构化要素分解成较小的结构化要素分别做形态学操作可以有效地提高速度C.二值腐蚀满足交换律D.二值腐蚀和膨胀是可逆的正确答案： B31、下列关于“Hit-and-Mis”s叙述不正确的是？A.通过 Hit-and-Miss可以得到轮廓线B.通过改变 SE 可以检测出不同类型的图案C.Hit-and-Miss是基于形态学的一个特定图案的检测器D.Hit-and-Miss无法检测孤立的点正确答案： D32 、下列关于“Pattern Spectrum”的叙述错误的是？A.Pattern Spectrum可以区分图象中不同尺寸的图案B.Pattern Spectrum可以区分图象中不同形状的图案C.Pattern Spectrum不需要不断重复形态学操作D.Pattern Spectrum在进行过程中需要变换 SE正确答案： C 33 、在计算图象的“distance transfor”m时，下列哪一项形态学操作需要重复进行？ A.腐蚀 B.闭操作 C.膨胀 D.开操作正确答案： A 34 、下列关于图象的” distance transfor”m与”skeleton”的关系描述正确的是？ A.根据 skeleton可以得到 distance transfor结果B.相同 SE，distance transfor到的结果中，所有邻域内的最大值点就是 skeletonC.不同 SE 对二者的结果都是没有影响的D.skeleton与 distance transfor是m两个不同的概念，没有任何关系正确答案： B35 、一个圆面图象的骨架是什么？A.圆心B.一组同心圆C.从圆心出发到圆边的射线D.一组螺旋线正确答案： A36、下列关于灰度形态学描述错误的是A.灰度腐蚀可使灰度变化更加剧烈B.闭操作可能会使图象变含糊C.开操作可能会使图象变含糊D.灰度膨胀会提高图象的整体亮度正确答案： A 37、下面关于受限制的膨胀算法( conditional dilat)io述不正确的是？ A.受限制的膨胀算法可以用来进行灰度重建 B.受限制的膨胀算法需要不断重复灰度膨胀操作C.受限制的膨胀算法执行速度与 SE 的尺寸和形状无关 D.受限制的膨胀算法可以获取图象中的特定区域正确答案： C38 、下列哪一项不是彩色图象的色采空间？A.RGBB.ODBCC.CMYKD.HIS正确答案： B 39、下列关于彩色图象增强描述错误的是? A.使用颜色表的方式可以将灰度图象转化成伪彩图象 B.由于彩色图象获取环境的原因通常需要对图象的色采平衡度进行调整 C.RGB 空间比 HIS 空间更适合做图象对照度的调整D.HIS 空间下进行彩色图象调整在视觉上效果比较直观正确答案： C40、下列关于 HIS 色采空间的描述错误的是？A.通过调整图象的色相可以调整图象的色温B.通过调整图象的亮度可以调整图象的色温C.HIS 色采空间杜宇彩色图象的某些特定操作非常直观方便D.通过调整图象的饱和度来调整图象的对照度正确答案： B41 、下面关于光学断层成像叙述错误的是？A.在对样本进行切片时可能会损坏样本的三维结构B.使用光学断层成像是三维成像的一种方式C.使用光学断层成像可以保留切片与切片之间的相关性D.光学断层成像是通过将样本进行切片来获取样本的三维信息正确答案： C 42、以下四类方法的分割结果按可重复性( Reproducibili y从大到小排序正确的是： A.全自动分割，自动分割后手工修正，手工勾画大体轮廓后自动分割，纯手工分割 B.全自动分割，手工勾画大体轮廓后自动分割，自动分割后手工修正，纯手工分割 C.全自动分割，手工勾画大体轮廓后自动分割，纯手工分割，自动分割后手工修正 D.纯手工分割，自动分割后手工修正，手工勾画大体轮廓后自动分割，全自动分割正确答案： B43、在 DDC 中，当轮廓进行形变后，需要对轮廓进行重采样( Resampling )的原因不包括：A.轮廓上每一个控制点运动后，会产生控制点空间上疏密的变化B.控制点太稀疏不能有效地表示轮廓C.控制点太密会影响到整个运算过程的存储、速度D.需要通过重采样对轮廓进行平滑正确答案： D 44、以 DDC 为例的可变形模型( Deformable model )的特点不正确的是： A. 自动改变轮廓形状以匹配图象边界 B.初始轮廓需要接近图象边界 C.各个参数的选择会影响最终的结果 D.高斯平滑参数越大分割结果越好正确答案： D45、可变形模型( Deformable model )的研究包括：A.定义不同的能量模型B.轮廓的表示方式，如不封闭的轮廓的描述C.整合分割目标的其他信息，如形状模型、灰度分布模型等D.其他三项均是正确答案： D 46、关于水平集( Level se 算法以下各项错误的是： A.通过增加一个维度后的零水平集来表示轮廓B.在水平集的演化过程中，惟独在零水平集，即轮廓处才有速度C.在实际运用中，可以采用快速行进 ( Fast marching) 与水平集的组合，以提高运算速度同时保证最后结果的精确D.水平集算法可以分割三维的数据正确答案： B47、水平集相比于蛇形算法( snake )的好处不包括：A.可以容易地对多个目标进行分割B.可以容易地表示复杂的结构C.对初始轮廓的敏感性相对较小D.用水平集表示轮廓占用的存储空间更小正确答案： D48、以下描述不能用于进行图象分割的是A.对图象进行二值化B.给图象中的区域标出适当标签(Label)C.跟据特征对象素进行分类D.检测图象中是否存在感兴趣的物体正确答案： D49、以下说法不是指的图象的配准(registratio)n的是A.图象的融合( fusion)B.图象的叠加( superimposition)C.图象的匹配( matching )D.图象间的加法( sum )正确答案： D50、图象配准不能完成的是A.同一病人头部 2D 图象与 3D 图象的匹配B.同一病人脑部不同成像方式得到的图象(如 SPECT 图象与 MRI 图象)的融合C.仅有同一个病人头部与腹部的 CT 图象数据，实现两组图象的对齐D.病人头部图象与标准解剖图谱(Atlas)的匹配正确答案： C51、以下说法不正确的是A.手术切除肿瘤先后的影像可以配准B.不同病人的头部影像可以配准C.同一病人整个头部的影像与部份大脑的影像不能配准D.术中影像和术前影像可以配准正确答案： C52、图象配准中不一定会用到的是A.图象插值( Interpolatio)nB.确定图象间的相似性测度( Similarity metr)icC.迭代进行最优化(Optimization)D.图象二值化正确答案： D53 、以下衡量两幅图象相似性并使之达到最佳匹配的方式错误的是：A.最大化两幅图象间的互信息( Mutual information)B.最大化对应的特征点( Landmark )之间的平方距离( Squared distance)之和C.最小化两个对应的面之间的距离测度D.最小化两幅图象间对应像素间灰度值的均方误差正确答案： B54、以下关于重采样( Resampling )的说法错误的是：A.上采样(Super-Sampling)后像素点数目增多B.通过对图象上采样可以获得比原图象更多的信息C.下采样( Sub-Sampling )后，每一个像素点对应的实际空间范围增大D.下采样后，对图象进行显示，若保持每一个像素大小不变，则显示出的图象比原图象变小正确答案： B55、以下关于线性配准( linear registrat)io说法不正确的是：A.刚体配准( rigid registrat)io图象的变换包括平移( translatio)n和旋转 (rotation)B.仿射变换( affine transformati)on是线性变换C.常用的仿射变换包括平移( translatio)n 、旋转( rotation、) 缩放( scaling)和剪切 ( shear)D.线性配准等同于刚体配准正确答案： D56、关于非刚体配准下列说法错误的是:A.可以用薄板样条( Thin plate spli)ne描述非线性形变( Non-linear deformatio)nB.三次b 样条( Cubic B-splin)e 可以用来描述非线性形变C.图象若干个局部发生刚体变换，整体来看发生的仍然是刚体变换D.非刚体形变的自由度要大于刚体形变正确答案： C57、以下关于两幅彻底相同的图象间相似性测度( Similarity metri)cs的说法不正确的是:A.均方误差( Mean squared error)理想值为 0B.正规化的互相关( Normalized cross correlat o理n想值为 0C.理想的联合直方图( Joint histogra彻底集中在对角线上D.正规化的互信息( Normalized mutual informatio)n理想值为 2正确答案： B58、对于彻底相同的两幅图象，将其中一幅图象的灰度值增加到原来的 150% ，则下列说法错误的是：A.正规化的互相关( Normalized cross correlat o理n想值将小于 1B.均方误差( Mean squared error)理想值将大于 0C.理想的联合直方图( Joint histogra彻底集中在一条直线上，但再也不是对角线D.正规化的互信息( Normalized mutual informatio)n理想值仍为 2正确答案： A59、以下关于互信息( Mutual information) 以及联合熵( Joint entrop 的叙述错误的是：A.联合熵的大小是对联合直方图( Joint histogra的分散程度的描述B.互信息具有对称性，即 I(A,B)=I(B,A)C.互信息与联合熵是彻底等价的描述D.当 A,B 之间相互独立时互信息为 0， I(A,B)=0正确答案： C60、使用多解像度( multi-resoluti n图象配准的原因不包括：A.加快配准速度B.图象的细节在配准中是彻底没实用的C.增强配准鲁棒性( Robustness )D.避免陷入局部最优值正确答案： B。
XXXX 学院2020-2021学年学期期末考试卷课程《数字图像处理》考试时间: 120 分钟班级姓名学号一. 填空题（每空1分, 共20分）1.________是指由外部轮廓线条构成的矢量图, 即由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等。
2.图像根据色彩分为: 彩色图像、___________和___________。
3.对一幅连续图像f(x,y)在二维空间上的离散化过程称为___________，离散化后的采样点称为___________。
4.图像分辨率包括___________和___________两部分, 它们分别由采样点数和灰度级来控制。
5.普通彩色图像中, 一个像素需要24比特构成, R、G、B各占______个比特, 可能的颜色数有______种。
6.RGB模型, 也叫______、______、______模型, 广泛用于彩色显示器, 高质量彩色摄像机中。
7.在HSI空间中, 彩色图像包含色调、___________和___________三个分量。
8.______________是一种线性的积分变换, 常在将信号在时域（或空域）和频域之间变换时使用, 在物理学和工程学中有许多应用。
9.灰度变换是数字图像增强技术的一个重要的手段, 目的是使图像的__________动态范围扩大, 图像的__________扩大, 图像更加清晰, 特征越发明显。
10.图像的退化由系统特性和__________两部分引起。
11._____________是利用图像数据的冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引起任何失真，压缩率受冗余度的理论限制。
1. ________目的是改善图像质量, 使图像更加符合人类的视觉效果, 从而提高图像判读和识别效果的处理方法。
A.图像增强B.图像变换C.图像分割D.图像复原2. ________是指当观察目标和背景时, 会感到背景较暗的目标物较亮, 而背景较亮的目标物则较暗。
《数字图像处理》习题参考附标准答案《数字图像处理》习题参考答案第1章概述1.1连续图像和数字图像如何相互转换？答：数字图像将图像看成是许多大小相同、形状一致的像素组成。
这样，数字图像可以用二维矩阵表示。
将自然界的图像通过光学系统成像并由电子器件或系统转化为模拟图像（连续图像）信号，再由模拟/数字转化器（ADC）得到原始的数字图像信号。
图像的数字化包括离散和量化两个主要步骤。
在空间将连续坐标过程称为离散化，而进一步将图像的幅度值（可能是灰度或色彩）整数化的过程称为量化。
1.2采用数字图像处理有何优点？答：数字图像处理与光学等模拟方式相比具有以下鲜明的特点：1．具有数字信号处理技术共有的特点。
（1）处理精度高。
（2）重现性能好。
（3）灵活性高。
2．数字图像处理后的图像是供人观察和评价的，也可能作为机器视觉的预处理结果。
3．数字图像处理技术适用面宽。
4．数字图像处理技术综合性强。
1.3数字图像处理主要包括哪些研究内容？答：图像处理的任务是将客观世界的景象进行获取并转化为数字图像、进行增强、变换、编码、恢复、重建、编码和压缩、分割等处理，它将一幅图像转化为另一幅具有新的意义的图像。
1.4讨论数字图像处理系统的组成。
列举你熟悉的图像处理系统并分析它们的组成和功能。
答：如图1.8，数字图像处理系统是应用计算机或专用数字设备对图像信息进行处理的信息系统。
图像处理系统包括图像处理硬件和图像处理软件。
图像处理硬件主要由图像输入设备、图像运算处理设备（微计算机）、图像存储器、图像输出设备等组成。
软件系统包括操作系统、控制软件及应用软件等。
图1.8 数字图像处理系统结构图11.5常见的数字图像处理开发工具有哪些？各有什么特点？答．目前图像处理系统开发的主流工具为Visual C++（面向对象可视化集成工具）和MATLAB 的图像处理工具箱（ImageProcessingToolbox）。
两种开发工具各有所长且有相互间的软件接口。
1. 图像处理的主要方法分几大类?答：图字图像处理方法分为大两类：空间域处理（空域法）和变换域处理（频域法）。
空域法：直接对获取的数字图像进行处理。
频域法：对先对获取的数字图像进行正交变换，得到变换系数阵列，然后再进行处理，最后再逆变换到空间域，得到图像的处理结果2. 图像处理的主要内容是什么?答：图形数字化（图像获取）：把连续图像用一组数字表示，便于用计算机分析处理。
图像变换：对图像进行正交变换，以便进行处理。
图像增强：对图像的某些特征进行强调或锐化而不增加图像的相关数据。
图像复原：去除图像中的噪声干扰和模糊，恢复图像的客观面目。
图像编码：在满足一定的图形质量要求下对图像进行编码，可以压缩表示图像的数据。
图像分析：对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而获得所需的客观信息。
图像识别：找到图像的特征，以便进一步处理。
图像理解：在图像分析的基础上得出对图像内容含义的理解及解释，从而指导和规划行为。
3. 名词解释：灰度、像素、图像分辨率、图像深度、图像数据量。
答：像素：在卫星图像上，由卫星传感器记录下的最小的分立要素(有空间分量和谱分量两种)。
通常，表示图像的二维数组是连续的，将连续参数 x,y ，和 f 取离散值后，图像被分割成很多小的网格，每个网格即为像素 图像分辨率：指对原始图像的采样分辨率，即图像水平或垂直方向单位长度上所包含的采样点数。
单位是“像素点/单位长度”图像深度是指存储每个像素所用的位数,也用于量度图像的色彩分辨率.图像深度确定彩色图像的每个像素可能有的颜色数,或者确定灰度图像的每个像素可能有的灰度级数.它决定了彩色图像中可出现的最多颜色数,或灰度图像中的最大灰度等级（图像深度：位图图像中，各像素点的亮度或色彩信息用二进制数位来表示，这一数据位的位数即为像素深度，也叫图像深度。
图像深度越深，能够表现的颜色数量越多，图像的色彩也越丰富。
）图像数据量：图像数据量是一幅图像的总像素点数目与每个像素点所需字节数的乘积。
数字图象处理期末考试试卷标准答案二ＯＯＯ年一月十九日一、简答题（每题5分）1.请说明RGB模型与CMY模型的关系。
简述HSI模型。
答: RGB模型与CMY模型是互为补色的关系。
RGB模型是加色系统，CMY 是减色系统。
它们之间的关系如下图所示：RM YB GCHIS模型：H：颜色的色调，取值0-360S：颜色的饱和度，取值0-100I：颜色的亮度，取值0-1002.请解释以下概念：象素的四邻域、八邻域象素的4-连通性、8-连通性象素的D4距离、D8距离答：对于象素P(x,y) ，q(s,t)象素的四邻域是：P(x,y-1)，P(x,y+1)，P(x-1,y)，P(x+1,y)象素的八邻域是：P(x,y-1)，P(x,y+1)，P(x-1,y)，P(x+1,y)P(x-1,y-1)，P(x+1,y+1)，P(x-1,y+1)，P(x+1,y-1) 象素的4-连通性：处于P的四领域上的点，被称为与点P是4-连通的。
象素的8-连通性：处于P的八领域上的点，被称为与点P是8-连通的。
象素的D4距离：D4 = |x – s| + |y – t|象素的D8距离：D8= max(|x – s|, |y – t|)3.请简述二维傅立叶变换的特性。
1）可分离2）平移3）旋转性4）周期与共轭对称性5）性线性6）均值7）拉普拉斯8）卷积4.在频域过滤器中，ButterWorth过滤器与理想过滤器相比，有什么优点？答：可以去掉振铃效果。
5.经过基本高通过滤器、高增益过滤器处理后产生的结果图象各有何特点？答：基本高通过滤器处理后产生的结果图象，变化平缓的区域的值均为0，而边缘附近的象素边得很亮。
高增益过滤器处理后产生的结果图象，在边缘被加亮增强的同时，变化比较平缓的区域的原图象素依增益值大小的不同，得到了不同程度的保留。
6.在阈值分割中，获取阈值的方法有哪些？答：有三种：1）交互方式2）直方图3）边界特性二、问答题（每题10分）1.请叙述直方图的定义，以及进行直方图匹配的详细过程。
《数字图像处理》试卷答案（2009级）一、名词解释(每题4分，共20分)1．灰度直方图：灰度直方图（histogram）是灰度级的函数，它表示图象中具有每种灰度级的象素的个数，反映图象中每种灰度出现的频率。
它是多种空间域处理技术的基础。
直方图操作能够有效用于图像增强；提供有用的图像统计资料，其在软件中易于计算，适用于商用硬件设备。
灰度直方图性质：1）表征了图像的一维信息。
只反映图像中像素不同灰度值出现的次数（或频数）而未反映像素所在位置。
2）与图像之间的关系是多对一的映射关系。
一幅图像唯一确定出与之对应的直方图，但不同图像可能有相同的直方图。
3）子图直方图之和为整图的直方图。
2．线性移不变系统：一个系统，如果满足线性叠加原理，则称为线性系统，用数学语言可作如下描述：对于，若T[a+b]=aT[]+bT[]=a+b(2.15)则系统T[·]是线性的。
这里，、分别是系统输入，、分别是系统输出。
T[·]表示系统变换，描述了输入输出序列关系，反映出系统特征。
对T[·]加上不同的约束条件，可定义不同的系统。
一个系统，如果系统特征T[·]不受输入序列移位（序列到来的早晚）的影响，则系统称为移不变系统。
由于很多情况下序号对应于时间的顺序，这时也把“移不变”说成是“时不变”。
用数学式表示：对于y(n)= T[x(n)] 若y(n-)=T[x(n-)] (2.16)则系统是移不变的。
既满足线性，又满足移不变条件的系统是线性移不变系统。
这是一种最常用、也最容易理论分析的系统。
这里约定：此后如不加说明，所说的系统均指线性移不变/时不变系统，简称LSI/LTI系统。
3．图像分割：为后续工作有效进行而将图像划分为若干个有意义的区域的技术称为图像分割(Image Segmentation)而目前广为人们所接受的是通过集合所进行的定义：令集合R代表整个图像区域，对R的图像分割可以看做是将R分成N个满足以下条件的非空子集R1，R2，R3，…，RN；（1）在分割结果中，每个区域的像素有着相同的特性（2）在分割结果中，不同子区域具有不同的特性，并且它们没有公共特性（3）分割的所有子区域的并集就是原来的图像（4）各个子集是连通的区域4．数字图像处理：数字图像处理（Digital Image Processing）又称为计算机图像处理，它是指将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理的过程。
