数字图像处理复习试卷(照片整理)

数字图像期末考试试题# 数字图像处理期末考试试题## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 在数字图像处理中，灰度化处理通常使用以下哪种方法？A. 直接取RGB三个通道的平均值B. 只取红色通道C. 只取绿色通道D. 只取蓝色通道2. 边缘检测是图像处理中的一个重要步骤，以下哪个算法不是边缘检测算法？A. Sobel算子B. Canny算子C. Laplacian算子D. Gaussian模糊3. 在图像增强中，直方图均衡化的目的是什么？A. 增加图像的对比度B. 减少图像的噪声C. 改善图像的色彩D. 锐化图像的边缘4. 以下哪个是图像滤波中常用的高通滤波器？A. 高斯滤波器B. 均值滤波器C. Laplacian滤波器D. 中值滤波器5. 在图像分割中，阈值分割法是基于什么原理？A. 图像的纹理特征B. 图像的灰度分布C. 图像的颜色分布D. 图像的几何形状## 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述数字图像的基本属性及其在图像处理中的重要性。

2. 描述图像锐化的基本步骤，并解释为什么锐化可以提高图像的可读性。

3. 解释什么是图像的傅里叶变换，并简述其在图像处理中的应用。

## 三、计算题（每题25分，共50分）1. 给定一个大小为 \( 256 \times 256 \) 的灰度图像，其像素值范围从0到255。

计算该图像的直方图，并说明如何根据直方图进行图像的对比度增强。

2. 假设有一个图像，其尺寸为 \( 100 \times 100 \) 像素，且每个像素的灰度值为 \( g(x, y) \)。

请写出使用高斯滤波器对图像进行平滑处理的公式，并描述其对图像噪声的影响。

## 四、综合应用题（共30分）1. 描述如何使用Canny边缘检测算法进行图像边缘的提取，并解释其算法的步骤和原理。

2. 给出一个实际应用场景，说明如何利用图像分割技术来解决该场景中的问题。

## 五、论述题（共30分）1. 论述数字图像处理在医学成像领域的应用，并讨论其对提高诊断准确性的潜在影响。

（完整版）数字图像处理试题集复习题⼀.填空题1. 数字图像是⽤⼀个数字阵列来表⽰的图像。

数字阵列中的每个数字，表⽰数字图像的⼀个最⼩单位，称为像素。

2. 数字图像处理可以理解为两个⽅⾯的操作：⼀是从图像到图像的处理，如图像增强等；⼆是从图像到⾮图像的⼀种表⽰，如图像测量等。

3. 图像可以分为物理图像和虚拟图像两种。

其中，采⽤数学的⽅法，将由概念形成的物体进⾏表⽰的图像是虚拟图像。

4. 数字图像处理包含很多⽅⾯的研究内容。

其中，图像重建的⽬的是根据⼆维平⾯图像数据构造出三维物体的图像。

5、量化可以分为均匀量化和⾮均匀量化两⼤类。

6. 图像因其表现⽅式的不同，可以分为连续图像和数字离散图像两⼤类。

5. 对应于不同的场景内容，⼀般数字图像可以分为⼆值图像、灰度图像和彩⾊图像三类。

8. 采样频率是指⼀秒钟内的采样次数。

10. 采样所获得的图像总像素的多少，通常称为图像分辨率。

11. 所谓动态范围调整，就是利⽤动态范围对⼈类视觉的影响的特性，将动态范围进⾏压缩，将所关⼼部分的灰度级的变化范围扩⼤，由此达到改善画⾯效果的⽬的。

12 动态范围调整分为线性动态范围调整和⾮线性动态范围调整两种。

13. 直⽅图均衡化的基本思想是：对图像中像素个数多的灰度值进⾏展宽，⽽对像素个数少的灰度值进⾏归并，从⽽达到清晰图像的⽬的。

14. 数字图像处理包含很多⽅⾯的研究内容。

其中，图像增强的⽬的是将⼀幅图像中有⽤的信息进⾏增强，同时将⽆⽤的信息进⾏抑制，提⾼图像的可观察性。

15. 我们将照相机拍摄到的某个瞬间场景中的亮度变化范围，即⼀幅图像中所描述的从最暗到最亮的变化范围称为动态范围。

16. 灰级窗，是只将灰度值落在⼀定范围内的⽬标进⾏对⽐度增强，就好像开窗观察只落在视野内的⽬标内容⼀样。

17. 图像的基本位置变换包括了图像的平移、镜像及旋转。

18. 最基本的图像形状变换包括了图像的放⼤、缩⼩和错切。

19. 图像经过平移处理后，图像的内容不发⽣变化。

数字图像处理复习试题⼀、判断题1. 灰度直⽅图既能反映⼀幅图像各灰度级像素占图像的⾯积⽐，⼜能包含图像各像素之间的空间位置信息。

( )2.数字图像是由模拟图像经采样之后就可以得到的图像。

( )3.灰度直⽅图既能反映⼀幅图像各灰度级像素占图像的⾯积⽐，但不包含图像各像素之间的空间位置信息。

( )4. 图像的⼆值化是⼀种图像的局部运算。

( )5.⼀幅640×480分辨率的图像，表⽰这幅图像是由640×480个像素点组成。

( )6. 常⽤的数字图像有损压缩编码⽅法包括算术编码、傅⾥叶变换和DCT变换编码。

( )7. 图像的滤波处理既能在空域进⾏，⼜能在频域进⾏。

( )8. 点运算的实质是灰度到灰度的映射过程。

( )9. 直⽅图修正的⽬的是使修正后的图像的灰度间距拉开或者使图像灰度分布均匀，图像细节清晰，达到增强图像的⽬的。

( )10. 图像的代数运算和⼏何运算都是在空间域进⾏图像处理的⽅法。

( )11. 空域滤波器的功能可分为平滑滤波和锐化滤波。

平滑的⽬的是消除噪声，锐化的⽬的是增强细节。

( )12. fft2⽤于执⾏⼆维快速傅⾥叶变换，会造成零频率在输出数据矩阵的四个⾓，可以使⽤fftshift把零频率移动到图像中间。

( )13. DCT变换是对实信号定义的⼀种频域变换。

( )14.图像中存在的冗余主要有空域冗余、时域冗余和频域冗余。

( )15. 空域滤波器的功能可分为平滑滤波和锐化滤波。

平滑的⽬的是增强细节，锐化的⽬的是消除噪声。

( )16.RGB⾊彩空间⽆论对于图像编辑还是对于打印⾊彩来说均是最佳的⾊彩模式。

( )17.彩⾊图像可以看成是三个灰度图像的叠加。

( )18.图像的伪彩⾊和假彩⾊处理都是为了达到图像增强的效果。

( )19.伪彩⾊和假彩⾊处理⼀样，处理的均是⿊⽩图像。

( )20.把图像从空域变换到频域，低频部分表⽰图像的细节信息，⽽⾼频部分表⽰的是图像的背景信息。

( )⼆、选择题1.⼀幅数字图像是______。

复习题1一填空1 数字图像具有（精度高、处理内容丰富、方法易变、灵活度高）的优点。

2 平面上彩色图像的表达式为（I=f(x,y,）; 平面上静止灰度图像的表达式为(I=f(x,y)).3 采样点数越多，（空间分辨率）越高。

4 灰度级数越多，（图像幅度分辨率）越高。

5 图像信息的频域有快速算法，可大大减少（计算量），提高（处理效率）。

6 正交变换具有（能量集中）作用，可实现图像的（高效压缩编码）。

7 图像的几何变换包括（图像平移、比例缩放、旋转、仿射变换和图像插值）。

8 哈达玛变换仅由（+1， -1）组成，与（数值逻辑）的两个状态对应。

9 图像增强的频域法主要包括（图像的灰度变换、直方图修正、图像空域平滑和锐化处理、彩色增强）。

10 灰度图像的对数变换作用是（扩展图像的低灰度范围），同时（压缩高灰度范围），使得图像灰度（均匀分布）。

11灰度图像的指数变换作用是（扩展图像的高灰度范围），同时（压缩低灰度范围）。

12 灰度图像的直方图定义为（数字图像中各灰度级与其出现频数间的统计关系）。

13 当直方图（均匀分布）时，图像最清晰。

14 直方图均衡化的原理是通过原始图像的（灰度非线性变换）使其直方图变为均匀分布，以增加（图像灰度值的动态范围），从而达到增强图像的（整体对比度），使图像更清晰。

15 图像平滑的目的是（去除或衰减图像的噪声和假轮廓）。

16 图像平滑的中值滤波器法适合滤除（椒盐噪声和干扰脉冲），特别适合（图像目标物是块状的图像滤波）。

17 具有丰富尖角几何结构的图像，一般采用（十字形滤波窗）。

18 图像锐化的目的是（加重目标轮廓，使模糊图像变清晰）。

19．图像的退化过程一般被看作（噪声的污染）过程，而且假定（噪声为加性白噪声）。

20．按照图像压缩的原理，图像分为（像素编码，预测编码，变换编码，其他编码）等四类。

21．衡量图像编码的客观保真度性能指标有（均方根误差RMS, 均方根信噪比SNR，峰值信噪比PSNR）.22. 正交变换编码能够高压缩比的原因是（实现了图像能量的集中，使得大多数系数为0或者数值很小）。

练习题1、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为（B ）A 32个B 64个C128 个 D 256 个2.下面说法正确的是：（B ）A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换；B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种；C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像域的方法计算复杂较高；D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好。

3、采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于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4、采用模板[-1 1] T主要检测（A ）方向的边缘。

A.水平B.45。

C.垂直D.135。

5、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、复原图像口、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、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D.中值滤波11、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、2M12、噪声有以下某一种特性（D ）A、只含有高频分量B、其频率总覆盖整个频谱C、等宽的频率间隔内有相同的能量D、总有一定的随机性13.利用直方图取单阈值方法进行图像分割时：（B ）a.图像中应仅有一个目标b.图像直方图应有两个峰c.图像中目标和背景应一样大d.图像中目标灰度应比背景大14.在单变量变换增强中，最容易让人感到图像内容发生变化的是（C ）A亮度增强觉B饱和度增强C色调增强D不一定哪种增强15、利用平滑滤波器可对图像进行低通滤波，消除噪声，但同时模糊了细节。

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。

数字图像处理考试试题一、选择题（每题 3 分，共 30 分）1、以下哪个是数字图像处理的主要研究内容？（）A 图像增强B 图像压缩C 图像分割D 以上都是2、图像数字化的过程不包括（）A 采样B 量化C 编码D 滤波3、灰度直方图反映了图像中（）A 灰度级的分布情况B 像素的分布情况C 图像的清晰度D 图像的对比度4、中值滤波的主要作用是（）A 去除噪声B 增强边缘C 平滑图像D 锐化图像5、图像旋转后出现的空白区域通常采用（）方法进行填充。

A 最近邻插值B 双线性插值C 均值插值D 零值填充6、以下哪种图像压缩算法是无损压缩？（）A JPEGB MPEGC Huffman 编码D 小波变换7、在图像分割中，阈值分割法是基于图像的（）特征。

A 灰度B 纹理C 形状D 颜色8、边缘检测算子中，对噪声比较敏感的是（）A Roberts 算子B Sobel 算子C Prewitt 算子D Canny 算子9、图像的几何变换不包括（）A 平移B 旋转C 缩放D 傅里叶变换10、以下哪个指标用于评价图像增强的效果？（）A PSNRB MSEC SNRD 以上都是二、填空题（每题 3 分，共 30 分）1、数字图像可以用矩阵来表示，矩阵中的元素值对应图像的______。

2、图像的分辨率越高，包含的______越多。

3、图像锐化是为了增强图像的______。

4、常见的彩色模型有 RGB、HSV 和______。

5、图像平滑处理中，均值滤波的窗口越大，平滑效果越______，但同时也会导致图像细节丢失越多。

6、图像的傅里叶变换将图像从______域转换到______域。

7、基于区域的图像分割方法通常依据图像的______特性来划分区域。

8、图像压缩的目的是减少图像的______，以便于存储和传输。

9、形态学图像处理中的膨胀操作可以使图像中的目标______。

10、图像的对比度是指图像中______的差异程度。

三、简答题（每题 10 分，共 20 分）1、简述图像增强的目的和常用方法。

一、填空题1、数字图像处理研究的内容概括起来主要有__图像数字化___、图像变换、图像增强、图像复原、图像分割与分析、图像压缩编码、模式识别和图像融合等。

2、位图可以表示为：灰度图、黑白图、彩色图。

3、根据光源的性质，成像可分为：反射成像，透射成像。

4、彩色可以用：亮度、色调、饱和度来描述。

5、傅里叶变换在图像处理中的应用有：特征提取、空间频率与滤波、图像恢复、纹理分析。

6、图像处理中用到的频域变换方式有：傅里叶变换、离散余弦变换、小波变换等。

二、判断1、图像分辨率越高，图像质量越好，占用的存储空间越小（×）2、图像出现马赛克是由于量化层次太少造成（×）3、假彩色图像处理的是自然彩色图像，伪彩色图像处理的是灰度图像（√）4、GPEJ图像压缩标准用的是快速傅里叶变换（×）5、图像的光滑化，会导致图像模糊不清（√）6、对比度拉伸能增强图像的对比度（√）7、电影中的“蓝幕”采用的是灰度窗口变换的方法（√）8、骨架化是图像轮廓逐次增加边缘，最终变为具有某一宽度的骨架（×）9、直方图均衡化可以增强整个图像对比度，增加灰度分层（×）10、预测编码是一种无损压缩编码（×）三、选择题1、下列哪一个模板可用于图像平滑（A）A、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 -11/9 1/9 1/9 1 1 1 1/3 1/3 1/3 -1 -1 -12、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3、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’）4、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5、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、中值滤波四、简答题1、什么是数字图像处理系统？他有那几部分组成？答：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。

数字图像处理技术考试（答案见尾页）一、选择题1. 数字图像处理技术的历史和发展趋势是什么？A. 20世纪50年代初期以来，数字图像处理技术经历了从模拟到数字的转变。

B. 随着计算机技术的发展，数字图像处理技术得到了广泛的应用。

C. 数字图像处理技术的主要研究内容包括图像增强、图像变换、图像编码与解码等。

D. 数字图像处理技术的发展趋势包括更高的分辨率、更快的处理速度和更复杂的算法。

2. 在数字图像处理中，什么是图像增强？它的主要方法有哪些？A. 图像增强是为了改善图像的质量，对图像进行变换和修正。

B. 图像增强方法包括直方图均衡化、对比度拉伸、噪声滤波等。

C. 对比度拉伸可以使图像中的亮部和暗部细节更加清晰。

D. 噪声滤波可以有效减少图像中的噪声。

3. 数字图像处理中的图像编码和解码有什么作用？它们分别采用哪些方法？A. 图像编码是将图像数据压缩，以便于存储和传输。

B. 图像解码是将压缩后的图像数据还原为原始图像。

C. 需要注意的是，无损编码和解码是理想情况，实际应用中可能有所损失。

D. JPEG和PNG是常用的数字图像编码格式。

4. 什么是图像分割？它有哪些常用的方法？A. 图像分割是将图像划分为多个区域，每个区域具有相似的特征。

B. 常用的图像分割方法包括阈值分割、区域生长、边缘检测等。

C. 阈值分割是根据图像的灰度值进行分割。

D. 边缘检测可以检测图像中的边缘信息，是图像处理的重要步骤。

5. 数字图像处理中，什么是特征提取？它的主要步骤有哪些？A. 特征提取是从图像中提取出能够代表图像内容的关键信息。

B. 特征提取的主要步骤包括选择合适的特征、提取特征、选择合适的特征表示方法。

C. 常用的特征提取方法有HOG、SIFT、SURF等。

D. 特征表示方法可以是简单的像素值，也可以是更复杂的统计或结构特征。

6. 数字图像处理中，什么是图像融合？它有哪些应用场景？A. 图像融合是将多个图像的信息合并，以获得更丰富的信息。

数字图像处理试卷整理6页⼀、填空题( 每⼩题2分,本题共20 分)1. 图像与灰度直⽅图间的对应关系是多对⼀;2. 下列算法中a.梯度锐化b.⼆值化c.傅⽴叶变换d.中值滤波，属于点处理的是b⼆值化;3. 在彩⾊图像处理中，常使⽤HSI模型，它适于做图像处理的原因有:1、在HIS模型中亮度分量与⾊度分量是分开的；2、⾊调与饱和度的概念与⼈的感知联系紧密。

;4. 若将⼀幅灰度图像中的对应直⽅图中偶数项的像素灰度均⽤相应的对应直⽅图中奇数项的像素灰度代替（设灰度级为256），所得到的图像将亮度增加，对⽐度减少;5. MA TLAB函数fspecial(type,parameters)常⽤类型有:average 、gaussian、laplacian、prewitt、sobel、unsharp;6. 检测边缘的Sobel算⼦对应的模板形式为:-1 -2 -10 0 01 2 1-1 0 1-2 0 2-1 0 17. 写出4-链码10103322的形状数:03033133;8. 源数据编码与解码的模型中量化器(Quantizer)的作⽤是减少⼼⾥视觉冗余;9. MPEG4标准主要编码技术有DCT变换、⼩波变换等;10. 图像复原和图像增强的主要区别是图像增强主要是⼀个主观过程，⽽图像复原主要是⼀个客观过程;第１０题：图像增强不考虑图像是如何退化的,⽽图像复原需知道图像退化的机制和过程等先验知识三、简答题( 每⼩题10分,本题共30 分)：1. 举例说明直⽅图均衡化的基本步骤。

直⽅图均衡化是通过灰度变换将⼀幅图象转换为另⼀幅具有均衡直⽅图，即在每个灰度级上都具有相同的象素点数的过程。

直⽅图均衡化变换：设灰度变换s=f(r)为斜率有限的⾮减连续可微函数，它将输⼊图象Ii(x，y)转换为输出图象Io(x，y)，输⼊图象的直⽅图为Hi(r)，输出图象的直⽅图为Ho(s)，则根据直⽅图的含义，经过灰度变换后对应的⼩⾯积元相等：Ho(s)ds=Hi(r)dr直⽅图修正的例⼦假设有⼀幅图像，共有6 4(6 4个象素，8个灰度级，进⾏直⽅图均衡化处理。

第一章引言一.填空题1. 数字图像是用一个数字阵列来表示的图像。

数字阵列中的每个数字，表示数字图像的一个最小单位，称为__像素_。

2. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是从图像到图像的处理，如图像增强等；二是_从图像到非图像的一种表示，如图像测量等。

3. 数字图像处理可以理解为两个方面的操作：一是_从图像到图像的处理_，如图像增强等；二是从图像到非图像的一种表示，如图像测量等。

4. 图像可以分为物理图像和虚拟图像两种。

其中，采用数学的方法，将由概念形成的物体进行表示的图像是_虚拟图像_。

5. 数字图像处理包含很多方面的研究内容。

其中，__图像重建_的目的是根据二维平面图像数据构造出三维物体的图像。

四.简答题1. 数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。

①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。

主要包括采样和量化两个过程。

②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。

③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。

④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。

⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。

2. 什么是图像识别与理解？图像识别与理解是指通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。

比如要从一幅照片上确定是否包含某个犯罪分子的人脸信息，就需要先将照片上的人脸检测出来，进而将检测出来的人脸区域进行分析，确定其是否是该犯罪分子。

3. 简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。

①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。

主要包括采样和量化两个过程。

②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。

复习题一、填空题1、储存一幅大小为 1024 1024 ，256 个灰度级的图像，需要8M bit。

2、依照图像的保真度，图像压缩可分为有损和无损。

3、关于彩色图像，往常用以差别颜色的特征是亮度、色彩、饱和度。

4、模拟图像转变成数字图像需要经过采样、量化两个过程。

5、直方图修正法包含直方图的平衡化和规定化。

6、图像像素的两个基本属性是空间地点和像素值；7、一般来说，模拟图像的数字化过程中采样间隔越大，图像数据量小，质量差；8、图像办理中常用的两种邻域是四领域和八领域；9、在频域滤波器中， Butter-worth 滤波器与理想滤波器对比，能够防止或减弱振铃现象。

10、高通滤波法是使低频遇到克制而让高频顺利经过，进而实现图像锐化。

二、判断题1、马赫带效应是指图像不一样灰度级条带之间灰度交界处，亮侧亮度上冲，暗侧亮度下冲的现象。

（Y ）2、均值光滑滤波器可用于锐化图像边沿。

（N ）3、变换编码常用于有损压缩。

（Y）4、同时对照效应是指同一刺激因背景不一样而产生的感觉差别的现象.（Y ）5、拉普拉斯算子可用于图像的光滑办理。

（N）三、选择题6、图像与图像灰度直方图的对应关系是（ B ）A 一对多B多对一C一一对应D都不对7、以下图像处理算法中属于点办理的是（ B ）A 图像锐化B二值化C均值滤波D中值滤波8、以下图像办理中属于图像光滑办理的是（C）A Hough 变换B直方图平衡 C 中值滤波 D Roberts 算子9、以下图像办理方法中，不可以用于图像压缩的是（A）A 直方图平衡B DCT 变换C FFT 变换D小波变换四、名词解说1、数字图像p12、灰度直方图2、图像锐化4、图像还原五、简答题1、简述数当在白日进入一个黑暗剧场时，在能看清并找到空座位时需要适应一段时间，试述发生这类现象的视觉原理。

（书 p21 第三点）2、你所知道的数字图像办理在实质中哪些领域有应用？联合所学知识，就此中一种应用，简单表达原理。

遥感与数字图像处理基础知识一、名词解释：数字影像：数字图像指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度均不连续、以离散数学原理表达的图像。

空间域图像：由图像像元组成的空间频率域图像：以空间频率（即波数）为自变量描述图像的特征图像采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样灰度量化：将像素灰度值转换为整数灰度级的过程像素：数字图像最基本的单位是像素，像素是A/D转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元，每个像素具有特定的空间位置和属性特征二、填空题：1、光学图像是一个_____二维的连续的光密度______ 函数。

2、数字图像是一个_____二维的离散的光密度______ 函数。

3、光学图像转换成数字影像的过程包括________采样和量化_______ 等步骤。

4、一般来说，采样间距越大，图像数据量___越少_____，质量_____越差_____；反之亦然。

5、遥感分类中按遥感平台可分为＿＿航天遥感＿＿、＿＿航空遥感＿＿和＿＿地面遥感＿＿。

按传感器的探测波段可分为：＿＿可见光遥感＿＿＿、＿＿红外遥感＿＿＿和＿＿微波遥感＿＿。

按工作方式可分为：＿＿主动遥感＿＿＿和＿＿被动遥感＿＿。

6、遥感机理是通过利用＿＿传感器＿＿主动或被动地接受地面目标＿＿太阳辐射的反射＿＿或＿＿自身反射＿＿的＿＿电磁波＿＿，通过＿＿非接触传感器＿＿所传递的信息来识别目标，从而达到＿＿遥测目标地物的几何与物理特性＿＿的目的。

7、黑体的性质是吸收率为＿1＿＿，反射率为＿0＿＿。

8、水体的反射主要集中在＿＿蓝绿＿＿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。

9、常见的遥感平台有＿＿地面平台＿＿、＿＿航天平台＿＿、＿＿航空平台＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿宇航平台＿＿等。

10、通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，通过率较高的波段称为＿大气窗口＿＿。

11、ETM的全称是＿＿（Enhanced Thematic Mapper）增强型专题制图仪＿＿。

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 original image f(x,y). f(x,y) Scaling f(ax,by) F F g(x,y)_3) 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⎪⎩⎪⎨⎧≥≤≤=22200log 21)(σσσD D for D D Ra) Plot this functionb) What is D maxc) 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。

数字图像处理考试复习试题一、单项选择题（本大题10~20小题，每小题1分）1、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（)：A. 0B. 255C. 6D. 82、图象与灰度直方图间的对应关系是：( )A. 一一对应B. 多对一 C . 一对多 D. 都不对3、下列算法中属于局部处理的是：( )A. 灰度线性变换B. 二值化C. 傅立叶变换D. 中值滤波4、下列算法中属于点处理的是：( )A. 梯度锐化B. 二值化C. 傅立叶变换D. 中值滤波5、一曲线的方向链码为12345，则曲线的长度为( )。

A. 5B. 4C. 5.83D. 6.246、下列算法中属于图象平滑处理的是：( )A. 梯度锐化B. 直方图均衡C. 中值滤波D. Laplacian 增强7、下列图象边缘检测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［-1 1 ］主要检测( )方向的边缘。

A. 水平B. 45°C. 垂直D. 135°9、二值图象中分支点的连接数为：( )A. 0B. 1C. 2D. 310. 对一幅100×100 像元的图象，若每像元用8 bit 表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图象的数据量为40000bit ，则图象的压缩比为：( )A. 2:1B. 3:1C. 4:1D. 1:211、下列哪种图像代数运算可以完成“运动检测”：( )A. 加运算B. 减运算C. 乘运算D. 除运算12、一幅800×600的24位真彩色图像，其红色分量数据量为（）Byte。

A. 800×600；B. 800×600×3；C. 800×600×8D. 800×600×3×813、下列那种数学形态学操作能在二值图像中检测出某特定形状的对象：（）A. 开运算B. 闭运算C. 边界提取D. 击中击不中变换14、下图1是标准测试图像Lena图，对该图像进行处理后，形成的结果图像如图2所示，这是经过（）处理得到的。