河南大学 2019～2020 学年第二学期《数字图像处理》期末考试试卷#

考试方式：闭卷 卷面总分：100 分 考试时间：120 分钟

一、填空题（每空 1 分，共 20 分）#

1. ______ 是指由外部轮廓线条构成的矢量图，即由计算机绘制的直线、圆、矩形、曲线、图表等。
2. 图像根据色彩分为：彩色图像、______ 和 ______。
3. 对一幅连续图像 $f(x,y)$ 在二维空间上的离散化过程称为 ______，离散化后的采样点称为 ______。
4. 图像分辨率包括 ______ 和 ______ 两部分，它们分别由采样点数和灰度级来控制。
5. 普通彩色图像中，一个像素需要 24 比特构成，R、G、B 各占 ______ 个比特，可能的颜色数有 ______ 种。
6. RGB 模型，也叫 ______ 模型、______ 模型，广泛用于彩色显示器，高质量彩色摄像机中。
7. 在 HSI 空间中，彩色图像包含色调、______ 和 ______ 三个分量。
8. ______ 是一种线性的积分变换，常在将信号在时域（或空域）和频域之间变换时使用，在物理学和工程学中有许多应用。
9. 灰度变换是数字图像增强技术的一个重要的手段，目的是使图像的 ______ 动态范围扩大，图像的 ______ 变大，图像更加清晰，特征越发明显。
10. 图像的退化由系统特性和 ______ 两部分引起。
11. ______ 是利用图像数据的冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引起任何失真，压缩率受冗余度的理论限制。
12. ______ 简化或改变图像的表示形式，使得图像更容易理解和分析。

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二、选择题（每题 2 分，共 20 分）#

1. 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？（ ） 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

2. 图像灰度方差说明了图像哪一个属性？（ ） A. 平均灰度 B. 图像对比度 C. 图像整体亮度 D. 图像细节

3. 计算机显示器主要采用哪一种彩色模型？（ ） A. RGB B. CMY 或 CMYK C. HSI D. HSV

4. 采用模板 $[-1, 1]^T$ 主要检测（ ）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？（ ） 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（ ）。 A. 去噪 B. 减小图像动态范围 C. 复原图像 D. 平滑图像

7. 彩色图像增强时，（ ）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. （ ）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（ ）。 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. 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

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三、判断题（每题 2 分，共 20 分）#

1. 马赫带效应是指图像不同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。（ ）
2. 均值平滑滤波器可用于锐化图像边缘。（ ）
3. 变换编码常用于有损压缩。（ ）
4. 小波是一种特殊的长度有限的、平均值为零的波形。（ ）
5. 拉普拉斯算子可用于图像的平滑处理。（ ）
6. 灰度直方图能反应一幅图像各灰度级像元占图像的面积比。（ ）
7. 直方图平衡是一种点运算，图像的二值化则是一种局部运算。（ ）
8. 有选择保边缘平滑法可用于边缘增强。（ ）
9. 共点直线群的 Hough 变换是一条正弦曲线。（ ）
10. 边缘检测是将边缘像元表记出来的一种图像切割技术。（ ）

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四、解答题（每题 5 分，共 20 分）#

1. 数字图像处理的主要特点及主要优点？
2. 连续小波变换具有哪些重要性质？
3. 简述图像复原与图像增强的相同点及不同点？
4. 图像的几何校正包括哪两个关键步骤？

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五、计算题（每题 10 分，共 20 分）#

1. 试求 $N = 4$ 的哈达玛变换矩阵（变换核）和 $N = 4$ 的沃尔什变换矩阵（变换核）。
2. 假定一幅 $20 \times 20$ 像素的图像共有 5 个灰度级 $s_1, s_2, s_3, s_4, s_5$，在图像中出现的概率分别为 0.4，0.175，0.15，0.15，0.125，试对各灰度级进行 Huffman 编码。