数字图像处理期末复习题1

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文章介绍：

📚本篇文章将深入剖析数字图像处理学习的精髓与奥秘，与您一同分享相关知识！🎉🎉🎉

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一、选择题：

1. (单选题)以下哪个选项不属于超越可见光谱范围的图像采集技术？

A. 热图像

B. 摄影

C. 雷达图像

D. X射线图像

摄影通常使用可见光谱范围内的光，不属于超越可见光谱范围的图像采集技术。

答案: B:摄影

2. (单选题)面向机器常采用哪种颜色模型

A. RGB

B. DTC

C. CMYK

D. HIS

RGB - 面向机器的颜色模型通常是RGB，因为它直接对应于显示器的发光原理。

答案: A:RGB

3. (单选题)HIS表示色系的三属性包含

①色调 ②色饱和度 ③亮度 ④色度

A. ①②③

B. ①②④

C. ②③④

D.①③④

①②③ - HSI颜色模型包含色调、色饱和度和亮度三个属性。

答案: A:①②③

4. (单选题)关于RGB彩色系统，下面哪个描述是错误的（）

A. RGB彩色系统是减色系统

B. RGB中三种颜色包含红色

C.如果像素值为（0,255,0）则仅包含绿色

D.如果像素值为（255,255,255）则颜色为白色

RGB彩色系统是减色系统 - RGB彩色系统是加色系统，而不是减色系统。

答案: A:RGB彩色系统是减色系统

5. (单选题)下面哪个彩色空间最接近人视觉系统的特点（）

A. RGB空间

B. CMY空间

C. CIE XYZ空间

D.HSI空间

HSI空间 - HSI颜色空间最接近人视觉系统的特点，因为它直接对应于人眼对颜色的感知。

答案: D:HSI空间

6. (单选题)对彩色图像进行处理，一般是先将其由RGB模型空间转换到HSI空间，再做处理，通常是在（）分量上做变换

A. H

B. S

C. I

D. 全部

I - 对彩色图像进行处理时，通常在亮度（I）分量上做变换

答案: C:I

7. (单选题)以下选项中，不属于颜色系统的是

A. RGB

B. DCT

C. CMYK

D. HSI

DCT - DCT（离散余弦变换）是一种信号处理技术，不属于颜色系统。

答案: B:DCT

8. (单选题)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. 256K

B. 512K

C. 1M

D. 2M

256K - 一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则每个像素需要4比特（2^4=16），总共需要256*256*4=256K比特。

答案: A:256K

9. (单选题)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. 128KB

B. 32KB

C. 1MB

D. 2MB

32KB - 与第8题相同，一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则每个像素需要4比特，总共需要256*256*4=256K比特，即32KB。

答案: B:32KB

10. (单选题)图像中虚假轮廓的出现就其本质而言是由于（）

A. 图像的灰度级数不够多造成的

B. 图像的空间分辨率不够高造成

C. 图像的灰度级数过多造成的

D.图像的空间分辨率过高造成

图像的灰度级数不够多造成的 - 图像中虚假轮廓的出现是由于图像的灰度级数不够多，导致灰度变化不连续。

答案: A:图像的灰度级数不够多造成的;

11. (单选题)图像与其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

图像的灰度直方图是图像中每个灰度级出现频率的统计图。由于不同的图像可能具有相同的灰度分布，因此一个灰度直方图可以对应多个图像。这意味着多个图像可以有相同的灰度直方图，但每个图像的灰度直方图不能对应多个不同的灰度分布。因此，图像与其灰度直方图间的对应关系是多对一。

答案: B:多对一

12. (单选题)以下算法中属于图像平滑处理的是（）

A. 梯度锐化

B. 直方图均衡

C. 中值滤波

D.Laplacian增强

中值滤波 - 中值滤波是一种非线性的图像平滑处理方法，它通过用邻域内像素的中值代替中心像素的值来去除噪声。

答案: C:中值滤波

13. (单选题)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°

垂直 - 模板[-1,1]主要检测垂直方向的边缘，因为它对垂直方向的灰度变化敏感。

答案: C:垂直

14. (单选题)（）算子具有高通滤波的作用

A. 方向平滑

B. 中值滤波

C. 罗伯特

D.邻域平均

罗伯特 - 罗伯特算子是一种边缘检测算子，具有高通滤波的作用，可以突出图像的边缘信息。

答案: C:罗伯特

15. (单选题)以下算子中最适合滤除椒盐噪声的是（）

A. 低通

B. 高通

C. 中值

D.带阻

中值 - 中值滤波器特别适合滤除椒盐噪声，因为它可以有效地去除孤立的噪声点而不影响图像的其他部分。

答案: C:中值

16. (单选题)对影像进行解释和识别时，常需要突出目标的轮廓信息，可通过什么方法对影像进行增强处理？

A. 边缘增强

B. 平滑滤波

C. 定向滤波

D.中值滤波

边缘增强 - 边缘增强是通过增强图像中的高频成分来突出目标的轮廓信息，从而对影像进行增强处理。

答案: A:边缘增强

17. (单选题)可以统计一幅图像像素灰度等级的分布状态。像素的灰度值是0，1，2...N-1，图像中每一个灰度等级的像素值均可统计出来，设某灰度值的像素个数mi,如果整幅图像的像素总数为M,则某一灰度值的频率为Pi=mi/M,将其绘制成的统计图称为

A. 直方图

B. 彩色图

C. 二值图

D.灰度图

直方图 - 直方图是统计图像中每个灰度等级像素个数的图表，可以反映图像的灰度分布情况。

答案: A:直方图;

18. (单选题)直方图的算术运算不能改变（）

A. 像素分布的空间位置

B. 图像的亮度

C. 图像的对比度

D.图像的细节

像素分布的空间位置 - 直方图的算术运算（如直方图均衡化）可以改变图像的亮度、对比度和细节，但不能改变像素分布的空间位置。

答案: A:像素分布的空间位置;

19. (单选题)下列属于非线性的空间滤波的是（）

A. 高通滤波

B. 低通滤波

C. 带通滤波

D.中值滤波

中值滤波 -中值滤波是一种非线性的空间滤波方法，它通过用邻域内像素的中值代替中心像素的值来去除噪声。

答案: D:中值滤波

20. (单选题)下列算法中属于图像锐化处理的是？（）

A. 高通滤波

B. 加权平均法

C. 低通滤波

D.中值滤波

高通滤波 - 高通滤波是一种图像锐化处理方法，它通过增强图像的高频成分来突出图像的边缘和细节。

答案: A:高通滤波

21. (单选题)维纳滤波通常用于（）

A. 去噪

B. 复原图像

C. 减小图像动态范围

D.平滑图像

复原图像 - 维纳滤波是一种用于图像复原的技术，它旨在从退化的图像中恢复出原始图像，通常用于去除噪声和模糊。

答案: B:复原图像

22. (单选题)下列数据冗余方式中，由于像素相关性而产生的冗余方式为（）。

A. 编码冗余

B. 空间冗余

C. 心理视觉冗余

D.计算冗余

空间冗余 - 空间冗余是由于图像中相邻像素之间的相关性而产生的冗余。相邻像素通常具有相似的灰度值，因此可以通过编码技术减少这些冗余信息。

答案: B:空间冗余

23. (单选题)用变长码代替自然码时就可以减少表达图像所需的比特数，其原理是（）

A. 对各个灰度级随机赋予不同的比特数

B. 对各个灰度级赋予相同的比特数

C. 对出现概率大的灰度级用较多的比特数表示，出现概率小的灰度级用较少的比特数表示。

D.对出现概率较大的灰度级用较少的比特数表示，对出现概率小的灰度级用较多的比特数表示。

对出现概率较大的灰度级用较少的比特数表示，对出现概率小的灰度级用较多的比特数表示 - 这是变长编码的基本原理，即对出现频率高的灰度级使用较短的编码，对出现频率低的灰度级使用较长的编码，以减少平均码字长度。

答案: D:对出现概率较大的灰度级用较少的比特数表示，对出现概率小的灰度级用较多的比特数表示。

24. (单选题)设图像灰度共4级，p(0)=0.4,p(1)=0.3,p(2)=0.2,p(3)=0,用下列哪种方法得到的码平均长度最短？（）

A. L（0）=L（1）=L（2）=L（3）

B. L（0）>L（1）>L（2）>L（3）

C. L（0）<L（1）<L（2）<L（3）

D. L（0）=2L（1）=3L（2）=4L（3）

L（0）<L（1）<L（2）<L（3） - 根据灰度级的概率分布，出现概率高的灰度级应使用较短的编码，因此L（0）<L（1）<L（2）<L（3）可以得到最短的平均码字长度。

答案: C:L（0）<L（1）<L（2）<L（3）

25. (单选题)无失真编码定理确定的是（）

A. 每个信源符号的最小平均码字长度

B. 每个信源符号的最大平均码字长度

C. 各个信源符号的码字长之和的最小值

D.各个信源符号的码字长之和的最大值

每个信源符号的最小平均码字长度 - 无失真编码定理（也称为香农编码定理）确定了每个信源符号的最小平均码字长度，即信源的熵。

答案: A:每个信源符号的最小平均码字长度;

二、判断题：

1. (判断题)灰度直方图能反映一幅图像各灰度级像元占图像的面积比。

A. 对

B. 错

灰度直方图确实能反映一幅图像各灰度级像元占图像的面积比，因为它显示了每个灰度级的像素数量。

答案: 对

2. (判断题)均值平滑滤波器可用于锐化图像边缘。

A. 对

B. 错

均值平滑滤波器用于减少图像中的噪声和细节，而不是锐化图像边缘。

答案: 错

3. (判断题)一幅图像经过直方图均衡化处理后，其对比度一定比原始图像的对比度提高。

A. 对

B. 错

直方图均衡化可以提高图像的对比度，但并不总是比原始图像的对比度提高，效果取决于原始图像的灰度分布。

答案: 错

4. (判断题)拉普拉斯算子可用于图像平滑。

A. 对

B. 错

拉普拉斯算子用于图像锐化，通过增强图像中的高频成分来突出边缘信息，而不是用于图像平滑。

答案: 错

5. (判断题)中值滤波器是在滤波器涉及范围内计算最大值和最小值之间的中点，而且在处理高斯和均匀随机分布这类噪声时有最好的效果。

A. 对

B. 错

中值滤波器通过取滤波器涉及范围内像素值的中值来去除噪声，它在处理脉冲噪声（如椒盐噪声）时有最好的效果，而不是在高斯和均匀随机分布噪声时。

答案: 错

三、论述题：

1. 数字图像处理的应用涉及航天、医学、地质勘探、气象学等，而且在某些领域的应用达到了国际先进水平，例如高分卫星技术等，谈谈你的感受。（从科技强国、思政方面谈谈）

数字图像处理技术在多个领域的广泛应用和取得的显著成就，确实令人感到振奋和自豪。从科技强国的角度来看这一技术的发展体现了中国在科技创新和应用方面的实力和进步。高分卫星技术等领域的国际先进水平不仅展示了中国在航天技术领域的突破，也为国家的战略安全经济发展和国际合作提供了强有力的支撑。从思政方面来看，数字图像处理技术的应用和发展，符合国家对于科技创新的战略布局，体现了社会主义核心价值观中倡导的创新精神和实干精神。这一技术的发展，不仅提升了国家的科技竞争力，也为解决社会发展中的实际问题提供了技术手段，如在医疗领域的应用可以提高疾病的诊断效率和治疗水平，在地质勘探中可以提高资源勘探的准确性和效率，在气象学中可以提高天气预报的准确性，这些都是服务于人民造福社会的具体体现。同时数字图像处理技术的发展也提醒我们，要继续加强基础研究和人才培养，确保技术发展的可持续性。在推动技术进步的同时，也要注重伦理和法律的规范，确保技术的合理使用，避免技术滥用带来的风险和问题。数字图像处理的技术应用广泛和国际先进水平取得，是中国科技进步和创新能力提升的重要标志，也是国家综合实力增强的具体，体现我们应该继续支持和鼓励科技创新，为实现中华民族伟大复兴的中国梦贡献力量。

2. 灰度直方图有哪些性质。

3. 直方图均衡方法增强图像的基本原理是什么?

解答: 所谓直方图均衡，就是把一副已知灰度概率分布的图像，变换成具有均匀概率分布的新图像，通过使其像素灰度值范围和对比度增大,来实现对图像增强的技术和方法。

4. 图像平滑（低通滤波）的主要用途是什么?该操作会对图像质量带来哪些负面影响?

解答:

（1）主要作用:去除噪声,使图像更清晰明了。

（2）影响:当模板尺寸越大时会使图像的边缘变得模糊。

5.中值滤波的主要用途是什么?与低通滤波相比，它有哪些优越性?

解答:

（1）主要作用∶消除图像中的随机噪声和脉冲噪声。

（2）运算简单：在滤出噪声的同时能很好地保护信号的细节信息。

6.简述无约束图像复原方法的病态性概念。

解答:由于通常情况下是无法得知原图像的本来面目的，所以恢复后的图像只能是原图像的一种近似;其次，由于噪声具有随机性，这就使得模糊图像可能有无限多的可能情况，所以恢复后的图像不具有唯一性。

7.图像恢复病态性的含义是什么？

解答:图像恢复中的“病态性”是指在尝试恢复或重建受损或退化的图像时遇到的问题，这些问题使得恢复过程变得非常困难或不可能得到一个唯一且稳定的解，解决图像恢复中的病态性问题通常需要引入额外的约束或先验知识，这些方法试图在保持图像细节和减少噪声之间找到一个平衡点，从而提高图像恢复的质量。

8.变长编码的基本思路是什么?最常用的变长编码包括哪几种?

解答:基本思路是用尽可能少的比特数表示出现概率尽可能大的灰度级值，以实现数据的压缩编码。
最常用的有费诺码、霍夫曼编码、算术编码等。

9.摘述位平面编码的基本思想。

解答：所谓位平面编码，就是将一幅灰度图像或彩色图像分解为多幅二值图像的过程。6何谓变换编码?

10.变换编码的基本依据是什么?

解答：所谓变换编码，是指以某种可逆的正交变换吧给定的图像变换到频率域，从而可利用频率域数据的特点，用一组非相关的变换系数来表示原图像，将尽可能多的信息集中到尽可能少的变换系数上，使多数系数只携带尽可能少的信息，实现用较少的数据表示较大的图像数据信息，以此去除或减小图像在空间域中的相关性，达到压缩数据的目的。基本依据如下:

(1)正交变换可保证变换前后信号的能量保持不变。

(2)正交变换具有减少原始信号中各分量的相关性和将信号的能量集中到少数系数上的功能。

11. 请简述小波变换的基本思想。

解答：通过一个母函数在时间上的平移和在尺度上的伸缩得到一个函数租，然后利用这族函数去表示或逼近信号或函数,获得一种能自动适应各种频变成分的有效的信号分析手段。

12. 图像分割的依据是什么?

解答：依据是基于图像中各区域具有不同的特性（比如,灰度、颜色、纹理)。

13.简述基于阀值的图像分割的基本思路。

解答：提取物体与背景在灰度上的差异,把图像分为具有不同灰度级的目标区域和背景区域的一

14.简述基于跟踪的图像分割的基本思路。

解答：先通过对图像上的点的简便运算，检测出可能存在的物体上的点，然后在检测到的点的基础上通过跟踪运算来检测物体的边缘轮廓的一种图像分割方法。

15.简述基于区域的图像分割的基本思路。

解答：根据图像的灰度、纹理、颜色和图像像素统计特征的均匀性等图像的空间局部特征，把图像中的像素划归到各个物体或区域中,进而将图像分割成若干个不同区域的一种分割方法。

16. 简述Hough变换的基本思路。

解答：将图像空间×-Y变换到参数空间P-Q，利用图像空间X-Y与参数空间P-Q的点，线对偶性，通过把原始图像中给定形状的直线或曲线变换成参数空间的一个点，即原始图像中给定形状的直线或曲线上的所有点都集中到参数空间的直线相交的某个点上而形成峰值。

17.开运算与腐蚀运算的优越性。

解答：腐蚀运算和开运算都具有消除图像中比结构元素小的成分的作用。但腐蚀运算在消除图像中比结构元素小的成分的同时，会使图像中的目标物体收缩变小；而开运算在消除图像中比结构元素小的成分的同时，能较好地保持图像中目标物体的大小不变。这是开运算相对于腐蚀运算的优越性。

18.闭运算与腐蚀运算的优越性。

19.什么是图像增强：由于图像在成像、传输和转换等过程中受设备条件、传输信道、照明不足等客观因素的限制，所获得的灰度图像往往存在某种程度的质量下降。图像增强就是通过对图像的某些特征，如边缘、轮廊、对比度等，进行强调或尖锐化，使之更适合于人眼的观察或机器的处理的一种技术。

四、专业术语：

1.数字图像：二维空间和亮度值都是用有限数字数值表示的图像。

2.图像处理：指对图像信息进行加工，以满足人的视觉或应用需求的行为。

3.数字图像处理：指利用计算机技术对数字图像进行某些数学运算和各种加工处理，以改善图像的视觉效果和提高图像实用性的技术。

4.灰度： 图像中每个像素的亮度级别，通常用一个整数值来表示，这个值代表了像素的黑白程度。在数字图像处理中，灰度图像是一种只包含亮度信息而不包含颜色信息的图像。

5.空间分辨率：单位距离内可分辨的最少黑白线对数目

6.灰度级分辨率：指在灰度级别中可分辨的最小变化

7. 空间域图像增强：在图像平面中对图像的像素灰度值直接进行运算处理

8.图像恢复：是一种使退化了的图像去除退化因素，并以最大保真度恢复成原来图像的一种技术。

9.图像压缩：在不同的图像质量要求下，寻求图像数据的更有效的表征形式，便于用最少的比特数表示一副图像。

10.编码冗余：当被赋予事件集的编码如果没有充分利用各种结果出现的概率时，就会出现编码冗余。

11.无损压缩：在不引入任何失真的条件下使表示图像的数据比特率为最小的压缩方法。

12. 有损压缩：在一定比特率下获得最佳保真度。

13.零树：指当前系数和它的所有后代的值都为零的那些系数构成的子树。

14.零树根：零树中粗尺度子带上的那个小波系数称为零树根。

15.孤立零点：当一个在粗尺度上的小波系数×关于给定阈值T是不重要的，但它在较细尺度子带上相同方向的相同空间位置的小波系数关于给定阈值T至少存在一个重要的子孙，则该粗尺度子带上的这个小波系数×所在的节点就称为孤立零点。

16.种子像素：某一个具体的像素，也可以是由多个像素点聚集而成的种子区。

17.图像特征：用于区分一个图家TTHPT

18.图像的自然特征：图像的固有的特征，比如图像中的边缘、角点、纹理、形状和颜色等。

19.USAN 区域：设阈值t为一个几何灰度门限，当某一个像素点的灰度值与模板核心像素点灰度的差值小于几何门限t时，就认为该点与核心点具有相同的灰度值，由满足该条件的所有像素点组成的区域称为USAN区域。

20.开运算：是数学形态学中的一种基本操作，主要用于图像处理和计算机视觉领域。开运算通过结合腐蚀和膨胀两种操作来实现对图像的形态学处理。

21.闭运算：是数学形态学中的一种基本操作，与开运算相对，主要用于图像处理和计算机视觉领域。闭运算通过结合膨胀和腐蚀两种操作来实现对图像的形态学处理。

（A被B腐蚀）

22.视频：是一系列在时间上相邻的图像信号的一次播放,从而向人眼呈现出连续动态图像的一种信息媒介。

23.视频帧率：一秒钟内录制的图片数量,或每秒所电视的静止帧数量。是一种用于测量显示帧数的度量。

24.运动补偿：获取运动估计得到的图像和原始图像的差值，然后将这个差值也传送到解码端。这就弥补了运动估计的不足,以便解码端能够获取准确的图像。

25.统计冗余：在数据或信号中存在的、可以通过统计方法识别和去除的重复或不必要的信息。冗余信息的存在通常是由于数据中的某些部分可以通过其他部分预测或推断出来，因此这些信息在某种意义上是多余的。

26.结构冗余：在数据或信息中存在的、由于数据结构或组织方式导致的重复或不必要的信息。这种冗余通常是由于数据元素之间存在某种形式的依赖关系或重复模式，使得某些信息可以通过其他信息推断或预测出来。

27. 平滑：减少图像中噪声和细节，使图像更加平滑和连续。

28.锐化：图像锐化是通过增强图像中的高频成分，使边缘和细节更加突出，从而提升图像的清晰度和对比度，突出高频边缘成分。

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