数字图像处理试题.docx

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数字图像处理试题

数字图像处理

[填空题]

1图像处理分为（）和（）

参考答案：

模拟图像处理；数字图像处理

[填空题]

2海量图像存储备份系统有哪些存储设备以及各自的应用范围？

参考答案：

磁盘列阵：

它将多个硬磁盘组成一个阵列，数据以分段的方式存储在不同的磁盘中，能以快速、准确和安全的方式来读写相关磁盘数据。

磁带库：

磁带库不仅数据存储量大得多，而且在备份效率和人工占用方面拥有无可比拟的优势。

光盘塔：

光盘塔简单说就是把很多光驱连接在一起的一种设备，可以同时在多个光盘上读写数据。

光盘库：

光盘库实际上是一种可存放几十张或几百张光盘，并带有机械臂和一个光盘驱动器的光盘柜。

[填空题]

3采样的两个重要参数是（）和（）

参考答案：

采样间隔；采样孔径的大小

[填空题]

4bmp文件格式分为（）、（）和（）三部分。

参考答案：

头文件；位图信息；位图数据

[填空题]

5亮度的感觉

参考答案：

人眼对亮度差别的感觉取决于相对亮度的变化，于是，亮度感觉的变化ΔS可用相对亮度变化来描述。

即[ΔS=K’ΔB/B]。

经积分后得到的亮度感觉为：

[S=K’lnB+K0]

[填空题]

6简述图像的形成原理。

参考答案：

人眼在观察景物时，光线通过角膜、前室水状液、水晶体、后室玻璃体，成像在视网膜的黄斑区周围。

视网膜上的光敏细胞感受到强弱不同的光刺激，产生强度不同的电脉冲，并经神经纤维传送到视神经中枢，由于不同位置的光敏细胞产生了和该处光的强弱成比例的电脉冲，所以，大脑中便形成了一幅景物的感觉。

[填空题]

7采样、量化参数对图像质量的影响？

参考答案：

1.采样间隔越大，所得图像像素越少，图像空间分辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；

2.采样间隔越小，所得图像像素越多，图像空间分辨率高，质量好，但数据量大。

3.量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率越高，质量越好，但数据量大；

4.量化等级越少，图像层次欠丰富，灰度分辨率低，质量变差，会出现假轮廓现象，但数据量小。

[填空题]

8简述噪声的种类。

参考答案：

①由光和电的基本性质引起的；

②机械运动产生的噪声；

③元器件噪声；

④系统内部电路噪声

[填空题]

9彩色增强包括（）和（）

参考答案：

伪彩色增强；假彩色增强

[填空题]

10简述超限像素平滑法的原理及特点。

参考答案：

原理：

它是将f（x，y）和g（x，y）差的绝对值与选定的阈值进行比较，决定点（x，y）的输出值g’（x，y）。

特点：

这种算法对抑制椒盐噪声比较有效，对保护权有微小灰度差的细节及纹理也有效。

随着领域增大，去噪能力增强，但模糊程度也变大。

同局部平滑法相比，超限像素平滑法去椒盐噪声效果更好。

[填空题]

11简述伪彩色增强和假彩色增强的区别。

参考答案：

伪彩色增强的对象是一幅灰度图像，假彩色增强是一幅自然彩色图像或同一景物的多光谱或超广谱图像。

[填空题]

12无约束和有约束复原之间有什么联系？

参考答案：

无约束复原会导致恢复问题的病态性或奇异性，为了克服恢复问题的病态性质，常需要在恢复过程中施加某种约束，即约束复原。

[填空题]

13具体有哪些方面应用图像重建？

参考答案：

主要在放射医疗、工业检测设备中，显示人体（对象）各个部位断层图象。

[填空题]

14简述霍夫曼编码的特点。

参考答案：

1.这种编码的方法根据源数据各信号发生的概率进行编码，在源数据中出现概率越大的信号，分配的码字越短；

2.出现概率越小的信号，其码字越长，从而达到用尽可能少的码表示源数据。

[填空题]

15边缘跟踪包括（）和（）

参考答案：

光栅跟踪；全向跟踪

[填空题]

16简述区域增长法的分类。

参考答案：

①单一型（像素与像素）；

②质心型（像素与区域）；

③混合型（区域与区域）。

[填空题]

17用直方图增强图像对比度的方法包括（）和（）。

参考答案：

直方图均衡化；直方图规定化

[填空题]

18一般来说，采样间距越小，图像数据量（），质量（）。

参考答案：

越多；越好

[填空题]

19在彩色模型中，与RGB为补色的是（）模型。

参考答案：

CMY

[单项选择题]

20、下列图像边缘检测算子中抗噪性能最好的是（）。

A.梯度算子

B.Sobel算子

C.Roberts算子

D.Prewitt算子

参考答案：

B

[单项选择题]

21、对一幅100x100像素的图像，若每像素用8bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后，压缩图像的数据量为40000bit，则压缩率为（）。

A.2；1

B.3：

1

C.4：

1

D.2.5：

1

参考答案：

A

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[填空题]

22图像反转

参考答案：

图像像素的坐标与原点对称的图像。

[填空题]

23什么叫直方图均衡化？

参考答案：

通过变换函数将原图像的直方图修正为平坦的直方图，以此来修正原图像的灰度值。

[填空题]

24简述图像几何变换与图像变换的区别。

参考答案：

①图像的几何变换：

改变图像的大小或形状。

比如图像的平移、旋转、放大、缩小等， 这些方法在图像配准中使用较多。

②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。

比如傅里叶变换、小波变换等。

[填空题]

25举例说明使用均值插值法进行空穴填充的过程。

参考答案：

均值插值法就是将判断为空穴位置上的像素值用其上、下、左、右像素值的均值来填充。

例如对于下图中的空穴点f23进行填充时，使用相邻行的像素值来填充。

即：

f23=（f22+f24+f13+f33）/4。

[填空题]

26为什么YUV表色系适用于彩色电视的颜色表示？

参考答案：

Y.UV表色系适用于彩色电视的颜色表示主要原因有以下3点：

（1）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，黑白电视接收彩色电视节目信号时，只需要将Y、U、V三路信号中的Y信号介入电视机信号即可；

（2）YUV表色系具有亮度与色度相分离的特点，彩色电视机接收黑白电视节目信号时，只要将U、V两路信号置为0即可。

（3）YUV表色系与RGB表色系的转换运算比较简单，便于实时进行色系之间的转换。

[填空题]

27什么是图像的无损压缩？

给出2种无损压缩算法。

参考答案：

图像的无损压缩是指压缩后的数据进行重构（或称为还原，或称为解压缩），重构后的 信息与原来的信息完全相同的压缩编码方式。

无损压缩用于要求重构的信息与原始信息完全 一致的场合。

常用的无损压缩算法包含行程编码、霍夫曼编码等。

[填空题]

28对于扫描结果：

aaaabbbccdeeeeefffffff，若对其进行霍夫曼编码之后的结果是：

f=01    e=11   a=10   b=001    c=0001   d=0000。

若使用行程编码和霍夫曼编码的混合编码，压缩率是否能够比单纯使用行程编码有所提高？

参考答案：

[填空题]

29傅里叶变换、加窗傅里叶变换和小波变换的时间－频率特性有什么不同？

参考答案：

傅里叶变换使得时间信号变成了频域信号，加窗傅里叶变换使得时间信号变成了时 频信号，但是窗口是固定的，小波变换同样变成了视频信号，但是时频的窗口是变化的。

[填空题]

30若图像上任意两像素点的亮度电平值相等或者任意两时刻同一位置上的像素的亮度电平值相等，能够说明上述两种情况下像素相关吗？

为什么？

参考答案：

不能。

像素的空间相关性和时间相关性是以空间和时间的相邻性为基础的。

因此， 图像上任意两像素点的亮度电平值相等或者任意两时刻同一位置上的像素的亮度电平值相等带有偶然性，不能说明两像素相关。

[填空题]

31盲去卷积方法中，如何选择一个合适的PSF 值？

参考答案：

对具有加性噪声的模糊图像作盲图像复原的方法一般有两种：

直接测量法和间接估 计法。

MATLAB 提供了DECONVBLI ND 函数进行盲图像复原。

该函数采用最大似然算法 对模糊图像进行去卷积处理，返回去模糊的图像和相应的点扩散函数PSF 。

[填空题]

32色调、色饱和度和亮度的定义是什么？

在表征图像一点颜色时，各起什么作用？

参考答案：

H.SV 模型由色度（H ），饱和度（S ），亮度（V）三个分量组成的，与人的视觉特 性比较接近。

HSV 颜色模型用Muns ell三维空间坐标系统表示。

  色调（H）表示颜色的种类，用角度来标定，用-180～180或0 0～360度量。

色饱和度（S ）表示颜色的深浅，在径向方向上的用离开中心线的距离表示。

用百分比 来度量，从0%到完全饱和的100%。

亮度（V ）表示颜色的明亮程度，用垂直轴表示。

也通常用百分比度量，从0%（黑） 到100%（白）。

[填空题]

33数学形态学主要包括哪些研究内容？

参考答案：

数学态学图像处理的基本思想是利用结构元素作为“探针”在图像中不断移动，在 此过程中收集图像的信息、分析图像各部分间的相互关系，从而了解图像的结构特征。

结构 元素的选择十分重要，根据探测研究图像的不同结构特点，结构元素可携带形态、大小、灰 度、色度等信息。

不同点的集合形成具有不同性质的结构元素。

由于不同的结构元素可以用 来检测图像不同侧面的特征，因此设计符合人的视觉特性的结构元素是分析图像的重要步 骤。

用形态学算子及其组合来进行图像形状和结构的分析及处理，可以解决抑制噪声、特征 提取、边缘检测、形状识别、纹理分析、图像恢复与重建等方面的问题。

[填空题]

34举例说明直方图均衡化的基本步骤。

参考答案：

[填空题]

35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哪些？

参考答案：

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。

[填空题]

36图像都有哪些特征？

参考答案：

①幅度特征。

在所有的图像特征中最基本的是图像的幅度特征。

可以在某一像素点或其邻域内作出幅度的测量，可以直接从图像像素的灰度值，或从某些线性、非线性变换后构成新的图像幅度的空间来求得各式各样的图像的幅度特征图。

②直方图特征。

一幅数字图像可以看作是一个二维随机过程的一个样本，可以用联合概率分布来描述。

通过对图像的各像素幅度值可以设法估计出图像的概率分布，从而形成图像的直方图特征。

③变换系数特征。

由于图像的二维变换得出的系数反映了二维变换后图像在频率域的分布情况，因此常常用二维的傅里叶变换作为一种图像特征的提取方法。

④点和线条的特征。

图像中点的特征含义是，其幅度与其邻区的幅度有显著的不同；图像中线条的特征意味着它在截面上的幅度分布出现凹凸状，也就是说在线段的法向上幅度有明显的起伏。

⑤灰度边沿特征。

图像的灰度、纹 理的改变或不连续是图像的重要特征，它可以指示图像内各种物体的实际情况。

⑥纹理特征。

纹理可以分为人工纹理和自然纹理。

人工纹理是由自然背景上的符号排列组成，这些符号可以是线条、点、字母、数字等。

自然纹理是具有重复性排列现象的自然景象。

[填空题]

37图像获取包括哪些步骤？

各个步骤又会影响图像质量的哪些参数？

参考答案：

图像的获取即图像的数字化过程，包括扫描、采样和量化。

图像的采样：

将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。

一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差。

图像的量化：

经采样图像被分割成空间上离散的像素，但其灰度是连续的，还不能用计算机进行处理。

将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。

量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大。

[填空题]

38直接灰度变换增强技术通常包含哪些内容？

参考答案：

直接灰度变换属于点处理技术，关键是设计合适的映射函数。

包含的技术有：

灰度线性变换、分段线性变换、反转变换、对数变换、幂次变换、灰度切分。

[填空题]

39JPEG为什么要进行彩色空间转换？

参考答案：

JPEG算法处理的是单独的彩色分量图像，所以来自其他彩色空间的图像数据要以JPEG格式保存，需要进行彩色空间的转换，如将RGB空间、YCRCB空间或转换为YUV空间等。

[填空题]

40什么叫数字图像？

参考答案：

数字图像，又称为数码图像或数位图像，是二维图像用有限数字数值像素的表示。

数字图像是由模拟图像数字化得到的、以像素为基本元素的、可以用数字计算机或数字电路存储和处理的图像。

[填空题]

41数字化图像的数据量与哪些因素有关？

参考答案：

图像分辨率；采样率；采样值。

[填空题]

42“中值滤波”对图像做哪种处理？

是如何运算的？

参考答案：

中值滤波是对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用其中值代替窗口中心像素的灰度值的滤波方法，它是一种非线性的平滑法，对脉冲干扰及椒盐噪声的抑制效果好，在抑制随机噪声的同时能有效保护边缘少受模糊。

[填空题]

43说出几种图像退化。

参考答案：

图像模糊、失真、有噪声等

[填空题]

44简述统计编码、算术编码、预测编码、变换编码算法的基本原理。

参考答案：

统计编码：

根据信源的概率分布可变长码，使平均码长非常接近于熵。

算数编码：

利用编码符号的联合概率，用一个单独的浮点数来代替一串输入符号。

预测编码：

不是直接对信号编码，而是对图像预测误差编码。

实质上是对新的信息进行编码，以消除相邻像素之间的相关性和冗余性。

变换编码算法：

是通过正交变换把图像从空间域转化为能量比较集中的变换域系数，然后对变换系数经行编码，从而达到压缩数据的目的。

[填空题]

45对下表信源进行Huffman（哈夫曼）和Fano-Shannon（费诺--仙农）的变长编码，并计算信源熵、两种变长编码的平均码长、编码效率、冗余度和与自然编码的压缩比（写出过程）。

参考答案：

[填空题]

46对序列106，102，120，120，118，116，采用下面两种“预测规则” 进行预测编码、解码，并进行比较。

（1）无损预测编码，预测函数如下：

（2）有损预测编码，预测函数如下：

并使用一个2位量化器，即：

参考答案：

[填空题]

47有如下之信源X，其中：

P1=0.20，P2=0.09，P3=0.11，P4=0.13，P5=0.07，P6=0.12，P7=0.08，P8=0.20。

试将该信源进行霍夫曼编码，并计算信源的熵、平均编码、编码效率及冗余度。

若采用二叉树编码，请绘出二叉树。

参考答案：

[填空题]

48已知一幅64×64的8bit数字图像，各个灰度出现的概率如左表。

要求将此直方图变换，使其变换后的图像具有右表的灰度分布。

画出变换前后图像的直方图。

参考答案：

[填空题]

49对下图作3×3领域平均，并比较领域平均与中值滤波的差异。

参考答案：

[填空题]

50对下图作3×3中值滤波处理，写出处理结果。

参考答案：

[填空题]

51设图像的长宽比为4：

3，300万和800万像素的数码相机的空间分辨率大约是多少？

 一幅800万像素彩色图像需要多少个字节来存储？

参考答案：

（1）设4：

3的300万相机的空间分辨率为x.y则有：

x.y=3000000 

x.y=4/3 

得：

x=2000；y=1500.    x.y=2000x1500 

同理得800万相机的空间分辨率为：

3265x2450。

（2）一幅800万彩色图像需要的存储空间为：

8000000*24/8/1024/1024=22.89（M）

[填空题]

52常用的图像分割算法有哪些？

参考答案：

低通滤波器，高通滤波器

[填空题]

53说出几个常用的边缘检测算子。

参考答案：

Canny算子、Laplacian算子、Sobel算子。

[填空题]

54无损和有损预测编码算法不同之处？

参考答案：

无损（亦称无失真、无误差、信息保持）编码中删除的仅仅是图像数据中冗余的数据，经解码重建的图像和原始图像没有任何失真。

有损（亦称有误差、有失真）编码是指解码重建的图像与原图像相比有失真，不能精确的复原，但视觉效果上基本相同，是实现高压缩比的编码方式。

[填空题]

55霍夫曼编码算法的基本思想是什么？

参考答案：

是根据源数据符号发生的概率进行编码的。

在源数据中出现概率越大的符号，分配的码字越短；出现概率越小的信号，其码长越长，从而达到用尽可能少的码表示源数据。

[填空题]

56什么是有损和无损压缩？

参考答案：

无损压缩：

是对文件本身的压缩，和其它数据文件的压缩一样，是对文件的数据存储方式进行优化，采用某种算法表示重复的数据信息，文件可以完全还原，不影响文件内容，对于数字图像而言，也不会使图像细节有任何损失。

有损压缩：

是对图像本身的改变，在保存图像时保留了较多的亮度信息，而将色相和色纯度的信息和周围的像素进行合并，合并的比例不同，压缩的比例也不同，由于信息量减少了，所以压缩比可以很高，图像质量也会相应的下降。

[填空题]

57图像为什么可以压缩？

（即数字图像中存在哪几种冗余？

）

参考答案：

图像数据之所以可以被压缩，是因为数据中存在着冗余。

在图像压缩中，有三种基本的数据冗余：

编码冗余；像素间冗余；视觉冗余。

[填空题]

58说出几种常用的图像复原方法？

参考答案：

代数恢复方法：

无约束复原；约束最小二乘法；频域恢复方法：

逆滤波恢复法；去除由均匀运动引起的模糊；维纳滤波复原法。

[填空题]

59什么是维纳滤波器？

参考答案：

是一种以最小平方为最优准则的线性滤波器，在一定的约束条件下，其输出与给定函数的差的平方达到最小，通过数学运算最终可变为可变为一个拖布列兹方程的求解问题，是利用平稳随机过程的相关特性和频谱特性混有噪声的信号进行滤波。

[填空题]

60什么叫图像复原？

与图像增强有什么区别？

参考答案：

图像在形成、传输和记录中，由于成像系统、传输介质和设备的不完善，导致图像质量下降，这一现象称为图像退化。

图像复原和图像增强是有区别的，虽然二者的目的都是为了改善图像的质量，但图像增强不考虑图像是如何退化的，只通过试探各种技术来来增强图像的视觉效果。

因此，图像增强可以不顾增强后的图像是否失真，只要看着舒服就行。

而图像复原则完全不同，需知道图像退化的机制和过程等先验知识，据此找出一种相应的逆过程解算方法，从而得到复原的图像。

如果图像已退化，应先做复原处理，再做增强处理。