2026年數(shù)字圖像處理技術(shù)考核題目一、單項選擇題（每題2分，共20題，40分）說明：下列每題只有一個正確答案。1.在數(shù)字圖像處理中，灰度直方圖均衡化的主要目的是（）。A.增強圖像對比度B.降低圖像噪聲C.減少圖像文件大小D.改變圖像顏色空間2.下列哪種濾波器常用于圖像去噪？（）A.高通濾波器B.低通濾波器C.微分濾波器D.矢量濾波器3.在圖像分割中，K-means聚類算法屬于（）。A.基于閾值的分割方法B.基于區(qū)域的分割方法C.基于聚類的分割方法D.基于邊緣的分割方法4.數(shù)字圖像的分辨率通常用（）表示。A.像素數(shù)量（如640×480）B.DPI（每英寸像素）C.像素大小（如3.2μm）D.像素密度（如DPI或PPI）5.在圖像壓縮中，JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)主要采用（）。A.離散余弦變換（DCT）B.小波變換C.霍夫曼編碼D.行程編碼6.以下哪種技術(shù)常用于圖像的幾何校正？（）A.縮放變換B.旋轉(zhuǎn)變換C.仿射變換D.以上都是7.圖像邊緣檢測中，Sobel算子屬于（）。A.拉普拉斯算子B.Prewitt算子C.Roberts算子D.Canny算子8.在醫(yī)學(xué)圖像處理中，MRI圖像通常采用（）。A.灰度圖像B.索引顏色圖像C.真彩色圖像D.多波段圖像9.圖像的熵值越高，表示（）。A.圖像信息量越大B.圖像噪聲越多C.圖像對比度越低D.圖像分辨率越低10.以下哪種方法不屬于圖像增強技術(shù)？（）A.直方圖均衡化B.銳化處理C.圖像濾波D.圖像分割二、填空題（每空1分，共10空，10分）說明：請將正確答案填寫在橫線上。1.數(shù)字圖像處理的基本步驟包括：預(yù)處理、______、分析、存儲和顯示。2.圖像的分辨率越高，表示每英寸包含的像素數(shù)______。3.圖像的噪聲類型包括高斯噪聲、椒鹽噪聲和______。4.圖像壓縮的常用方法有有損壓縮和無損壓縮，其中______壓縮會丟失部分圖像信息。5.圖像分割的目標(biāo)是將圖像劃分為不同的區(qū)域，常用的方法包括閾值分割、______和區(qū)域生長法。6.在圖像增強中，銳化處理的主要目的是增強圖像的______。7.圖像的灰度值范圍通常在0到255之間，其中0表示______，255表示最亮。8.小波變換在圖像處理中的應(yīng)用包括去噪、壓縮和______。9.在圖像的幾何變換中，仿射變換可以保持圖像的______和直線性。10.圖像的熵是衡量圖像信息量的指標(biāo)，其計算公式為：H(X)=-∑P(x)log?P(x)，其中P(x)表示______的概率。三、簡答題（每題5分，共4題，20分）說明：請簡要回答下列問題。1.簡述數(shù)字圖像處理與模擬圖像處理的區(qū)別。2.解釋什么是圖像的噪聲，并列舉常見的噪聲類型及其特點。3.簡述圖像分割在計算機視覺中的應(yīng)用場景。4.描述圖像增強的基本原理，并舉例說明常見的增強方法。四、計算題（每題10分，共2題，20分）說明：請根據(jù)題目要求進行計算或分析。1.已知一個8×8的灰度圖像，其像素值如下表所示：|128|130|135|140||--|--|--|--||145|150|155|160||165|170|175|180||185|190|195|200|（1）計算該圖像的灰度直方圖。（2）假設(shè)使用5級直方圖均衡化，計算均衡化后的灰度級分布。2.已知一個圖像經(jīng)過高斯濾波后，其中心像素的濾波結(jié)果為100，相鄰像素的濾波結(jié)果分別為90、85、80、75、70、65、60、55、50。請解釋高斯濾波的原理，并說明該濾波結(jié)果可能用于哪些圖像處理任務(wù)。五、論述題（每題15分，共2題，30分）說明：請結(jié)合實際應(yīng)用，深入分析下列問題。1.結(jié)合中國智慧城市的發(fā)展背景，論述圖像處理技術(shù)在交通監(jiān)控中的應(yīng)用及挑戰(zhàn)。2.在醫(yī)療影像分析中，對比分析深度學(xué)習(xí)與傳統(tǒng)圖像處理方法的優(yōu)缺點，并探討未來發(fā)展趨勢。答案與解析一、單項選擇題答案1.A2.B3.C4.A5.B6.D7.B8.A9.A10.D解析：1.灰度直方圖均衡化通過調(diào)整灰度分布增強圖像對比度，適用于低對比度圖像。2.低通濾波器（如均值濾波、中值濾波）常用于去除圖像噪聲。3.K-means聚類算法通過迭代將像素分組，屬于基于聚類的分割方法。4.圖像分辨率用像素數(shù)量（如寬度×高度）表示，如640×480。5.JPEG2000采用小波變換，支持更高的壓縮效率。6.幾何校正包括縮放、旋轉(zhuǎn)和仿射變換，需根據(jù)實際需求選擇。7.Sobel算子通過計算梯度幅值檢測邊緣，屬于Prewitt算子的改進版本。8.MRI圖像為灰度圖像，用于醫(yī)學(xué)診斷。9.圖像熵越高，信息量越大，表示圖像細節(jié)越豐富。10.圖像分割不屬于增強技術(shù)，而是分析與提取圖像內(nèi)容的方法。二、填空題答案1.特征提取2.越大3.鹽噪聲4.有損5.聚類分割6.細節(jié)7.黑色8.重建9.平行性10.某個灰度值解析：1.圖像處理流程包括預(yù)處理（去噪、增強）、特征提?。ㄟ吘?、紋理）、分析（分類、識別）等。2.分辨率越高，圖像越清晰，像素數(shù)越多。3.椒鹽噪聲（Salt-and-peppernoise）和鹽噪聲（高亮點）是常見噪聲類型。4.有損壓縮（如JPEG）會丟棄冗余信息，無損壓縮（如PNG）保留所有數(shù)據(jù)。5.聚類分割（如K-means）將像素按相似性分組。6.銳化增強圖像細節(jié)，如邊緣和紋理。7.灰度值0表示黑色，255表示白色。8.小波變換支持多尺度分析，用于去噪、壓縮和圖像重建。9.仿射變換保持平行性和直線性，適用于剛性物體變換。10.熵計算像素概率的負(fù)對數(shù)和，反映圖像信息量。三、簡答題答案1.數(shù)字圖像處理與模擬圖像處理的區(qū)別：-模擬圖像處理依賴硬件電路（如濾波器、放大器），而數(shù)字圖像處理基于算法和計算機。-數(shù)字處理可存儲、傳輸和編輯，模擬處理易受噪聲和設(shè)備老化影響。-數(shù)字處理精度高，可逆操作，模擬處理不可逆。2.圖像噪聲及其特點：-高斯噪聲：呈正態(tài)分布，均勻分布，常見于傳感器噪聲。-椒鹽噪聲：黑白點隨機出現(xiàn)，類似椒鹽顆粒，常見于壓縮或傳輸損傷。-鹽噪聲：高亮點，類似鹽顆粒，由電路故障或量化誤差引起。3.圖像分割的應(yīng)用：-自動駕駛（車道檢測、行人識別）；-醫(yī)學(xué)影像（腫瘤分割、器官提?。?遙感圖像（土地分類、目標(biāo)檢測）。4.圖像增強原理與方法：-原理：通過算法調(diào)整圖像亮度、對比度或細節(jié)，提升視覺效果。-方法：直方圖均衡化（增強對比度）、銳化（增強邊緣）、濾波（去噪）。四、計算題答案1.灰度直方圖與均衡化：（1）灰度直方圖統(tǒng)計如下：|灰度級|出現(xiàn)次數(shù)||--|-||128|1||130|1||135|1||140|1||145|1||150|1||155|1||160|1||165|1||170|1||175|1||180|1||185|1||190|1||195|1||200|1|-直方圖均衡化計算：總像素數(shù)=16，累積概率分布（CDF）→均衡化灰度級為：|灰度級|均衡化值||--|-||0|0||127|64||200|128|2.高斯濾波原理與任務(wù)：-高斯濾波通過加權(quán)平均鄰域像素值平滑圖像，權(quán)重由高斯函數(shù)決定，越遠離中心權(quán)重越小。-應(yīng)用：去噪（高斯噪聲）、模糊化、邊緣檢測前預(yù)處理。五、論述題答案1.圖像處理在智慧城市中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)：-應(yīng)用：-交通流量監(jiān)測（車牌識別、擁堵分析）；-公共安全（人臉識別、異常行為檢測）；-智能交通信號控制（行人檢測、紅綠燈狀態(tài)分析）。-挑戰(zhàn)：-環(huán)境因素（光照變化、陰影）；-數(shù)據(jù)隱私