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河南大学《数字图像处理》2020 -2021 学年第二学期期末试卷
河南大学《数字图像处理》2020 -2021 学年第二学期期末试卷
考试方式：闭卷 卷面总分：100 分 考试时间：120 分钟
一、单选题（每个 2 分，共 20 分）
-
______ 目的是改善图像质量，使图像更加符合人类的视觉效果，从而提高图像判读和识别效果的处理方法。
- A. 图像增强
- B. 图像变换
- C. 图像分割
- D. 图像复原
- 【参考答案】 A
-
______ 是指当观察目标和背景时，会感到背景较暗的目标物较亮，而背景较亮的目标物则较暗。
- A. 视觉适应性
- B. 同时对比效应
- C. 视觉效应
- D. 视觉错觉
- 【参考答案】 B
-
______ 是空间（时间）和频率的局部变换，因而能有效地从信号中提取信息。
- A. 余弦变换
- B. 傅里叶变换
- C. 小波变换
- D. 平移变换
- 【参考答案】 C
-
______ 的目的就是突出图像的边缘和轮廓信息，使图像看起来比较清晰。
- A. 空间平滑
- B. 中值滤波
- C. 空间放大
- D. 空间锐化
- 【参考答案】 D
-
当需要提高特定范围的亮度时，可以采用 ______ 的方法。
- A. 灰度求反
- B. 灰度扩展
- C. 灰度切割
- D. 灰度反转
- 【参考答案】 B
-
______ 是图像在获取过程中，由于成像系统本身具有非线性、拍摄角度等因素的影响，产生的图像失真。
- A. 图像退化
- B. 外部畸变
- C. 几何失真
- D. 内部畸变
- 【参考答案】 C
-
______ 利用人眼对图像中的某些频率成分不敏感的特性，允许压缩过程中损失一定信息。不能完全恢复原始数据，但所损失的部分对理解原始图像的影响较小。
- A. 无损压缩
- B. 有损压缩
- C. 深度压缩
- D. 以上都对
- 【参考答案】 B
-
______ 采用比特数可变的方法来编码，其编码过程就是根据信源符号的概率对区间进行逐步划分的过程。
- A. 算术编码
- B. 哈夫曼编码
- C. 行程编码
- D. 变换编码
- 【参考答案】 A
-
______ 文件是一种 Windows 操作系统采用的点阵式的图像文件格式，在 Windows 系统下运行的所有图像处理软件都支持这种格式。
- A. BMP
- B. JPEG
- C. GIF
- D. 以上都对
- 【参考答案】 A
-
______ 根据需要将图像划分为若干个特定的、具有独特性质的区域、并提取出感兴趣目标的图像处理技术。
- A. 阈值分割
- B. 区域分割
- C. 区域生长
- D. 边缘分割
- 【参考答案】 B
二、填空题（每空 1 分，共 20 分）
-
______ 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。
- 【参考答案】 图形
-
图像根据色彩分：彩色图像、______ 和 ______。
- 【参考答案】 灰度图像、二值图像
-
对一幅连续图像 在二维空间上的离散化过程称为 ______，离散化后的采样点称为 ______。
- 【参考答案】 采样、像素
-
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。
- 【参考答案】 空间分辨率、灰度分辨率
-
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。
- 【参考答案】 8、
-
RGB 模型，也叫（）、（）、（______）模型，广泛用于彩色显示器，高质量彩色摄像机中。
- 【参考答案】 加色、三基色、（未填）
-
在 HSI 空间中，彩色图像包含色调、（）和（）三个分量。
- 【参考答案】 饱和度、亮度
-
（______）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。
- 【参考答案】 傅里叶变换
-
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（）扩大，图像更加清晰，特征越发明显。
- 【参考答案】 对比度、细节
-
图像的退化由系统特性和（______）两部分引起。
- 【参考答案】 噪声
-
（______）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。
- 【参考答案】 无损压缩
-
（______）的目的是简化或改变图像的表示形式，使得图像更容易理解和分析。
- 【参考答案】 图像分割
三、判断题（每个 2 分，共 20 分）
-
对图像采样点值的离散化过程称为图像量化，图像量化实质上是用有限个数值来表示连续无限多的灰度值。（ ）
- 【参考答案】 ✓
-
全彩色处理针对灰度图像，基于一定指定规则对灰度值赋予颜色的处理。（ ）
- 【参考答案】 ✗
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HSI 模型与人描述 and 解释颜色的方式最接近，方便人为指定颜色。（ ）
- 【参考答案】 ✓
-
小波是一种特殊的长度有限的、平均值为零的波形。（ ）
- 【参考答案】 ✓
-
CMYK 也称作印刷色彩模式，顾名思义就是用来印刷的。（ ）
- 【参考答案】 ✓
-
RGB 空间分隔是在 RGB 空间中进行彩色图像分割，通常是选取一组主观感兴趣的彩色样点，获取该组样点的“平均”颜色，用代表 RGB 分量的向量来表示。（ ）
- 【参考答案】 ✓
-
空间域增强的常用方法有低通滤波、高通滤波、同态滤波等滤波方法。（ ）
- 【参考答案】 ✗
-
直方图均衡化，就是把一个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。（ ）
- 【参考答案】 ✓
-
频率域高通滤波就是为了消除模糊、突出边缘。（ ）
- 【答案】 ✓
-
图像数据冗余类别主要包括编码冗余、像素相关冗余、心理视觉冗余三种。（ ）
- 【参考答案】 ✓
四、名词解释（每个 2 分，共 10 分）
-
图像数字化表示
- 【参考答案】 将连续模拟图像通过采样和量化转换为离散数字矩阵的过程。
-
空间分辨率
- &【参考答案】 图像中可分辨的最小细节尺寸，由单位距离内的像素数决定（如 dpi）。
-
彩色模型
- 【参考答案】 描述颜色的数学模型（如 RGB、HSI、CMYK），用于不同应用场景。
-
图像退化
- 【参考答案】 图像质量下降的过程，由系统失真（模糊、畸变）和噪声引起。
-
图像识别
- 【参考答案】 通过特征提取与分类技术，自动识别图像中目标或模式的过程。
五、解答题（每个 5 分，共 20 分）
-
数字图像处理的主要特点及主要优点？
- 【参考答案】
- 特点： 处理对象为离散像素矩阵；算法需兼顾精度与效率；涉及多领域交叉（数学、计算机、光学）。
- 优点： 可增强/复原图像；高效压缩存储；自动化分析识别；支持远程传输与实时处理。
- 【参考答案】
-
连续小波变换具有哪些重要性质？
- 【参考答案】
- 时频局部化： 可分析信号局部特征。
- 多分辨率分析： 支持不同尺度下的信号分解。
- 冗余性： 基函数灵活，适应性强。
- 平移与伸缩不变性： 参数调整捕捉信号细节。
- 【参考答案】
-
简述图像复原与图像增强的相同点及不同点？
- 【参考答案】
- 相同点： 均改善图像质量。
- 不同点：
- 复原： 基于退化模型恢复原始图像，属客观过程（如逆滤波）。
- 增强： 主观提升视觉效果，无物理退化模型依赖（如对比度拉伸）。
- 【参考答案】
-
图像的几何校正包括哪两个关键步骤？
- 【参考答案】
- 空间变换： 建立失真/校正坐标映射关系（如多项式变换）。
- 灰度插值： 对变换后像素赋值（如双线性插值、最近邻法）。
- 【参考答案】
六、计算题（共 10 分）
-
按下式进行二值化，计算二值化图像的欧拉数。
图像矩阵数据如下：
0 1 3 2 1 3 2 1 0 5 7 6 2 5 7 6 1 6 0 6 1 6 3 1 2 6 7 5 3 5 6 5 3 2 2 7 2 6 1 6 2 6 5 0 2 3 5 2 1 2 3 2 1 2 4 2 3 1 2 3 1 2 0 1 【解题标准步骤及公式】
- 二值化：根据特定设定的阈值 ，将灰度图像矩阵 转换为二值矩阵 。
- 计算欧拉数：
- ：连通区域数（目标区域数量，一般统计 4-连通 或 8-连通 分量）。
- ：孔洞数量（区域内背景像素块）。
- 步骤：
- 统计二值图像中的目标连通区域数 。
- 在每个目标区域内统计其包含的背景孔洞数 。
- 代入欧拉数公式 计算结果。