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數(shù)字圖像處理試題

卷(A)

考

四五七八卷面平時課

試

形

成績程

式總分

（

開總成

、

閉績

卷

）:

閉

卷

答

題

時

間：

12

0

（

分

鐘

）

本

卷

面

成

績

占

課

程

成

績

80

%

題

號

得分

分

數(shù)

一、填空題（每題1分，共15分）

1.列舉數(shù)字圖像處理的三個應(yīng)用領(lǐng)域醫(yī)學、天文

學、軍事

2、存儲一幅大小為,256個灰度級的圖像，需要8M

bito

3、亮度鑒別實驗表明，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直力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、心理視覺冗余三種冗余基礎(chǔ)上。

7、對于彩色圖像，通常用以區(qū)別顏色的特性是色調(diào)、

飽和度

亮度。

8、對于拉普拉斯

二、選擇題（每題2分，共算子運算過程中20分）

圖像出現(xiàn)負值的

1、采用塞次變換進行灰情況，寫出一種度變換時，當

標定方法：

幕次取大于1時，該變換得分是針對如下哪

一類圖像進行增強。（B）

A圖像整體偏暗B圖像整體偏亮

C圖像細節(jié)淹沒在暗背景中D圖像同時存在過亮和過

暗背景

2.圖像灰度方差說明了圖像哪一個屬性。（B）

A平均灰度B圖像對比度

C圖像整體亮度D圖像細節(jié)

3.計算機顯示器主要采用哪一種彩色模型（A）

A.RGBB.CMY或CMYKC.HSID.HSV

4.采用模板1]T主要檢測（A）方向的邊緣。

A.水平B.45°C.垂直

D.135°

5.下列算法中屬于圖象銳化處理的是:（C）

A.低通濾?.B.加權(quán)平均?.C.高通濾波D.中值濾波

6.維納濾波器通常用于（C）

A.去噪B.減小圖像動態(tài)范圍C.復(fù)原圖像

D.平滑圖像

7、彩色圖像增強時，C處理可以采用RGB

彩色模型。

A.直方圖均衡.?.B.同態(tài)濾???

C.加權(quán)均值濾.?.D.中值濾波

8、_B_濾波器在對圖像復(fù)原過程中需要計算噪聲功率譜和

圖像功率譜。

A.逆濾?.?B.維納濾???

C.約束最小二乘濾...D.同態(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Bo

A.巴特沃斯高通濾波.......B.高頻提升濾波???

C.高頻加強濾波...........D.理想高通濾波器

10、圖象及灰度直方圖間的對應(yīng)關(guān)系是」

A.——對應(yīng)B.多對一C.一對多D.都

不

三、判斷題（每題1分，共得分10分）

1.馬赫帶效應(yīng)是指圖像不同灰度級條帶之間在灰度交界處

存在的毛邊現(xiàn)象。（V）

2.高斯低通濾波器在選擇小的截止頻率時存在振鈴效應(yīng)和

模糊現(xiàn)象。（X）

3.均值平滑濾波器可用于銳化圖像邊緣。（X）

4.高頻加強濾波器可以有效增強圖像邊緣和灰度平滑區(qū)的

對比度。（J）

5.圖像取反操作適用于增強圖像主體灰度偏亮的圖像。

（X）

6.彩色圖像增強時采用RGB模型進行直方圖均衡化可以在不

改變圖像顏色的基礎(chǔ)上對圖像的亮度進行對比度增強。

（X）

7、變換編碼常用于有損壓縮。（V）

8、同態(tài)濾波器可以同時實現(xiàn)動態(tài)范圍壓縮和對比度增強。

（V）

9、拉普拉斯算子可用于圖像的平滑處理。（X）

10、當計算機顯示器顯示的顏色偏藍時，提高紅色和綠色分量可以對顏色進行校

正。（J）

四、簡答題（每題5得分分，共20分）

1.逆濾波時，為什么在圖像存在噪聲時，不能采用全濾

波？試采用逆濾波原理說明，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計算

原始圖像的傅立葉變換。

由上式可以看到，即使我們知道退化函數(shù)，也可能無法

準確復(fù)原未退化的圖像。因為噪聲是一個隨機函數(shù)，其

傅氏變換未知。當退化為0或非常小的值，N(u,v)/H(u,V)

之比很容易決定的值。一種解決該問題的方法實現(xiàn)值

濾波的頻率時期接近原點值。

2、當在白天進入一個黑暗劇場時，在能看清并找到空座位

時需要適應(yīng)一段時間，試述發(fā)生這種現(xiàn)象的視覺原理。

答：人的視覺絕對不能同時在整個亮度適應(yīng)范圍工作，它是

利用改變其亮度適應(yīng)級來完成亮度適應(yīng)的。即所謂的亮

度適應(yīng)范圍。同整個亮度適應(yīng)范圍相比，能同時鑒別的

光強度級的總范圍很小。因此，白天進入黑暗劇場時，

人的視覺系統(tǒng)需要改變亮度適應(yīng)級，因此，需要適應(yīng)一

段時間，亮度適應(yīng)級才能被改變。

3.簡述梯-111

度法及

Laplacian

算子檢測

邊緣的異

同點？

答：梯度

算子和

Laplacian

檢測邊緣

對應(yīng)的模

板分別為

-1

11-41

1

（梯度算子）（Laplacian算子）

（2分）

梯度算子是利用階躍邊緣灰度變化的一階導數(shù)特性，認

為極大值點對應(yīng)于邊緣點；而Laplacian算子檢測邊緣

是利用階躍邊緣灰度變化的二階導數(shù)特性，認為邊緣點

是零交叉點。（2分）

相同點都能用于檢測邊緣，且都對噪聲敏感。（1分）

4.將高頻加強和直方圖均衡相結(jié)合是得到邊緣銳化和對比

度增強的有效方法。上述兩個操作的先后順序?qū)Y(jié)果有

影響嗎？為什么？

答：有影響，應(yīng)先進行高頻加強，再進行直方圖均衡化。

高頻加強是針對通過高通濾波后的圖像整體偏暗，因此通

過提高平均灰度的亮度，使圖像的視覺鑒別能力提高。

再通過直方圖均衡化將圖像的窄帶動態(tài)范圍變?yōu)閷拵?/p>

態(tài)范圍，從而達到提高對比度的效果。若先進行直方圖

均衡化，再進行高頻加強，對于圖像亮度呈現(xiàn)較強的兩

極現(xiàn)象時，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，先直方圖均衡化會導致圖像被

漂白，再進行高頻加強，獲得的圖像邊緣不突出，圖像

的對比度較差。

五、問答題（共35分）得分

1.設(shè)一幅圖像有如圖所示直方圖，對該圖像進行直方圖

均衡化，寫出均衡化過程，并畫出均衡化后的直方圖。

若在原圖像一行上連續(xù)8個像素凹灰度值分別為：0、

1.2.3.4.5.6.7,則均衡后，他們的灰度值為多少?

(15分)

%并

答：①P”)4計PrS)

k=0,

1,-7,

用累積

分布函

數(shù)(CDF)

作為變

換函數(shù)

T[r]處

理時，

均衡化

的結(jié)果

使動態(tài)

范圍增

大。

*

0.1740.1741/7So=l/70.174

r尸1/70.0880.2622/7

r2=2/70.0860.3482/7s尸2/70.174

計3170.080.4283/7

n=4/70.0680.4963/7S2=3/70.148

r5=5/70.0580.5544/7

r6=6/70.0620.6164/7s尸4/70.120

r7=l0.38411s4=l0.384

②均衡化后的直方圖：

③0、1.2、3、4、5、6、7均衡化后的灰度值依次為1.2、

2、3、3、4、4、7

2.對下ala2a3a4a5a6

列信源/4+7

符號進

行

Huffman

編碼，

并計算

其冗余

度和壓

縮率。

（10

分）

符號

概率0.10.40.060.10.040.3

解：霍夫曼編碼：

原始信源信源

簡化

符號概率12

34

a20.40.40.4

0.40.6

a60.30.30.3

0.30.4

al0.1pFi0.2

0.3

a40.10.10.1

a30.06|.0.1

a5o.-o^

霍夫曼化簡后的信源編碼：

從最小的信源開始一直到原始的信源

編碼的平均長度：

壓縮率：

冗余度：

3.理想低通濾波器的截止頻率選擇不恰當時，會有很強的

振鈴效應(yīng)。試從原理上解釋振鈴效應(yīng)的產(chǎn)生原因。（10分）

答：理想低通濾波器（頻域）的傳遞函數(shù)為：

濾波器半徑交叉部分（側(cè)面圖）：

對應(yīng)空間域（進行傅立葉反變換，為sine函數(shù)）：

用理想低通濾波器濾波時，頻域：，傅立葉反變換

到時域有：，頻域相乘