2024年大学试题(计算机科学)-数字图像处理历年高频考点试卷专家荟萃含答案

2024年大学试题(计算机科学)-数字图像处理历年高频考点试卷专家荟萃含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.参考题库(共25题)1.平滑2.数字图像处理的主要研究内容包含很多方面，请列出并简述其中的4种。3.简述二值图像、灰度图像、彩色图像的区别。4.模拟图像5.JPEG的量化表有何作用？6.采用模板[-1，1]主要检测（）方向的边缘。A、水平B、45C、135D、垂直7.简述彩色图像增强的方法。8.数字化图像的数据量与哪些因素有关？9.BSQ是数字图像的（）。A、连续记录格式B、行、波段交叉记录格式C、像元、波段交叉记录格式10.一般来说，采样间距越小，图像数据量（），质量（）。11.为什么在某些场合下要进行彩色量化？彩色图像的量化的依据是什么？12.图像获取包括哪些步骤？各个步骤又会影响图像质量的哪些参数？13.遥感图像的增强处理包括（）等。14.电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，便构成了电磁波谱，电磁波谱以频率从高到低排列，可以划分为射线、X射线、（）。15.形态学处理中最基本的运算是腐蚀与膨胀。其中，（）通常用以填补目标物中存在的某些空洞。16.对于拉普拉斯算子运算过程中图像出现负值的情况，写出一种标定方法：（）。17.视觉亮度范围是指（）18.一个参数为2分钟、25帧/秒、640*480分辨率、24位真彩色数字视频的不压缩的数据量约为（）。A、2764.8MBB、21093.75MBC、351.56MBD、2636.72MB19.高斯低通滤波器在选择小的截止频率时存在振铃效应和模糊现象。20.简述数字图像处理的至少3种主要研究内容。21.简述检测边缘的Sobel算子对应的模板形式。22.哪个颜色空间最接近人的视觉系统的特点？23.关于进行图像分割时使用的最大类间、类内方差比法，下列说法正确的是（）。A、选择的阈值使得两类数据间的方差越小越好B、选择的阈值使得同一类的数据之间的方差越大越好C、使用类间、类内方差比作为选择阈值的评价参数D、使用类内、类间方差比作为选择阈值的评价参数24.环境照度太低时，（）起作用，分辨率（）；环境照度太高时会引起 “（）” 现象。25.相对对比度小时，对象和背景亮度（），会导致人眼分辨率（）第2卷一.参考题库(共25题)1.简述DCT变换编码的主要过程。2.光学图像是一个（）函数。3.什么是模式？什么是模式类？4.ND（p）邻域5.根据 JPEG 算法说明JPEG 图像显示时会出现马赛克现象的原因。6.监督分类7.什么是三基色原理？打印机长使用哪一种色彩模型？为什么？8.锐化9.关于图像放大处理，下列说法正确的是（）。A、从物理意义上讲，图像的放大是图像缩小的逆操作B、图像的放大处理不需要对未知数据进行估计C、图像的放大只能按比例进行D、图像的放大不会引起图像的畸变10.图像处理中常用的两种邻域是（）和（）。11.一幅512*512的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：（）。A、128KBB、32KBC、1MBD、2MB12.傅里叶变换在图像处理中有着广泛的应用，请简述其在图像的低通滤波中的应用原理。13.一个数字图像处理系统由哪几个模块组成？试说明各模块的作用。14.数字图像处理的三个层次及各层次的研究内容是什么？各层次之间的区别和联系？15.关于图像的插值，下列说法不正确的是（）。A、对于因图像放大后的图像子块与子块之间的过渡因不平缓而导致画面效果不自然的问 题，可以采用双线性插值方法可以用来解决B、在使用双线性插值进行图像放大时，所有的像素的计算都不会用到单线性插值法C、对于图像旋转产生的空穴问题，可以采用均值插值法来填充D、对于图像旋转产生的空穴问题，可以采用邻近插值法来填充16.以下属于有损压缩编码的是：（）。A、行程编码B、LZW编码C、霍夫曼编码D、DCT变换编码17.每种不同的压缩编码方法都有其不同的特点。将若干种编码方法结合在一起，由此来达到更高的压缩率，这种编码方式称为（）。18.高通滤波19.伪彩色增强与假彩色增强有何异同点？20.图像分割指（）21.数字图像处理包括哪些内容？22.什么叫图像复原？与图像增强有什么区别？23.关于图像放大处理，下列说法不正确的是（）。A、从物理意义上讲，图像的放大是图像缩小的逆操作B、当放大的倍数比较大时，使用基于像素放大原理的图像放大方法会导致马赛克现象C、对于因放大后的图像子块与子块之间的过渡因不平缓而导致画面效果不自然的问题，可以采用双线性插值方法可以用来解决D、图像的放大不会引起图像的畸变24.一阶微分算子与二阶微分算子在提取图像的细节信息时，有什么异同？25.图像的数字化包含哪些步骤？简述这些步骤。第3卷一.参考题库(共25题)1.简述数学形态学在图像处理中的应用。2.以下属于局部处理的操作的是（）。A、灰度线性变换B、二值化C、傅里叶变换D、中值滤波3.数字图像4.对一幅100*100像素的图象，若每像元用8bit表示其灰度值，经霍夫曼编码后压缩图像的数据量为40000bit，则图象的压缩比为：（）。A、2：1B、3：1C、4：1D、1：25.黑体的性质是吸收率为（），反射率为（）。6.简述JPEG的压缩过程，并说明压缩的有关步骤中分别减少了哪种冗余？7.杆状细胞8.没有眼睛也可以具有视觉，只要它能够感知客观世界的空间结构与存在。9.类间最大距离法的设计思想是：在某个适当的阈值下，图像分割后的前景目标与背景两个类之间的差异最小为最佳分割。10.动态范围调整是利用动态范围对人类视觉的影响的特性，将动态范围进行压缩，将所关心部分的灰度级的变化范围（），由此达到改善画面效果的目的。11.图像处理分为（）和（）12.根据JPEG算法说明JPEG图像显示时会出现马赛克现象的原因。13.假设真彩色图像的每一分量用8bit表示，则共能产生（）种彩色。A、256B、216C、224D、12814.我们将平面景物在投影平面上的非垂直投影称为图像的（），该处理会是的图像中的图形产生扭变。15.简述图像复原与增强的区别。16.（）是图像分析中一个基本而重要的内容，是图像的一种中层符号描述。17.按照压缩后的数据是否能够完全重构来分，图像的压缩算法分成无损压缩算法和有损压缩算法两种。其中霍夫曼编码属于（）算法。18.图像对比度增强、二值化属于（）处理。19.非监督分类20.简述梯度法与Laplacian算子检测边缘的异同点？21.使用均值滤波器对高斯噪声和椒盐噪声的滤波结果相同吗？为什么会出现这种现象？22.下面说法正确的是：（）。A、基于像素的图像增强方法是一种线性灰度变换B、基于像素的图像增强方法是基于空间域的图像增强方法的一种C、基于频域的图像增强方法由于常用到傅里叶变换和傅里叶反变换，所以总比基于图像域的方法计算复杂较高D、基于频域的图像增强方法比基于空域的图像增强方法的增强效果好23.图像因其表现方式的不同，可以分为连续图像和（）两大类。24.明适应性举例及原因。25.细化算法的原则是什么？第1卷参考答案一.参考题库1.参考答案:为了抑制噪声、改善图像质量所做的处理称为图像平滑。2.参考答案: ①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。 ②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图 像的可观察性。 ③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。 ④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进 行分析。 ⑤图像识别与理解：通过对图像中各种不同的物体特征进行定量化描述后，将其所期望 获得的目标物进行提取，并且对所提取的目标物进行一定的定量分析。3.参考答案:二值图像是指每个像素不是黑，就是白，其灰度值没有中间过渡的图像。这种图像又称为黑白图像。二值图像的矩阵取值非常简单，每个像素的值要么是1，要么是0，具有数据量小的特点。彩色图像是根据三原色成像原理来实现对自然界中的色彩描述的。红、绿、蓝这三种基色的的灰度分别用256级表示，三基色之间不同的灰度组合可以形成不同的颜色。灰度图像是指每个像素的信息由一个量化后的灰度级来描述的数字图像，灰度图像中不包含彩色信息。标准灰度图像中每个像素的灰度值是0-255之间的一个值，灰度级数为256级。4.参考答案:指空间坐标和亮度（或色彩）都是连续变化的图像。5.参考答案:量化的目的是为了压缩数据，同时也是图像质量下降的主要原因。所以设计合理的量化器十分重要。在保证图像质量的前提下，为了获得较高的压缩比，JPEG量化器利用人眼的空间视觉特性，相对于高频成分对低频成分采用较小的量化间隔和较少的比特数。又根据人眼对亮度信号比色度信号敏感的原理，对图像的亮度分量和图像的色差分量使用不同的量化表——亮度量化表和色差量化表。量化表的元素即为量化间隔。对于CCIR601标准电视图像，JPEG标准提供了最佳的亮度和色度量化表。根据不同的应用需要，用户还可以设计或选择其他的量化表。6.参考答案:D7.参考答案: ①球体变换； ②圆柱体变换； ③三角形变换； ④单六角锥变换8.参考答案:图像分辨率；采样率；采样值。9.参考答案:A10.参考答案:越多；越好11.参考答案: 彩色空间的连续空间。 如果对连续空间进行适当的量化后再计算，则计算量要少得 多。如在实际处理中，需要将HSV 三个分量进行量化以减少特征值的数量。12.参考答案: 图像的获取即图像的数字化过程，包括扫描、采样和量化。 图像的采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。一般来说，采样间隔越大，所得图像像素数越少，空间分辨率低，质量差。 图像的量化：经采样图像被分割成空间上离散的像素，但其灰度是连续的，还不能用计算机进行处理。将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。量化等级越多，所得图像层次越丰富，灰度分辨率高，图像质量好，但数据量大。13.参考答案:空间域、频率域、彩色增强、图像的代数运算14.参考答案:紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波15.参考答案:膨胀16.参考答案:（g（x，y）-gmin）*255/（gmax-gmin）17.参考答案:人眼所能感觉到的亮度范围18.参考答案:D19.参考答案:错误20.参考答案:①图像数字化：将一幅图像以数字的形式表示。主要包括采样和量化两个过程。②图像增强：将一幅图像中的有用信息进行增强，同时对其无用信息进行抑制，提高图像的可观察性。③图像的几何变换：改变图像的大小或形状。④图像变换：通过数学映射的方法，将空域的图像信息转换到频域、时频域等空间上进行分析。21.参考答案:22.参考答案:在许多实用系统中，大量应用的是HSV 模型，这个模型是由色度（H），饱和度（S ）， 亮度（V）三个分量组成的，与人的视觉特性比较接近。该模型的重要性在于：一方面消除 了亮度成分V 在图像中与颜色信息的联系，另一方面色调H 和饱和度S 分量与人的视觉感 受密切相关。基于人的视觉系统的颜色感觉特性，这些特征使HSV 模型成为一个研究图像 处理的重要工具。23.参考答案:C24.参考答案:杆状细胞；下降；眩目25.参考答案:很接近；下降第2卷参考答案一.参考题库1.参考答案:第一步，将图像分成8*8的子块；第二步，对每个子块进行DCT变换；第三步，将变换后的系数矩阵进行量化，量化后，得到的矩阵左上角数值较大，右下部 分为0；第四步，对量化后的矩阵进行Z形扫描，以使得矩阵中为0的元素尽可能多的连在一起；第五步，对Z扫描结果进行行程编码；第六步，进行熵编码。2.参考答案:二维的连续的光密度3.参考答案:模式是对某些感兴趣客体的定量或结构描述。模式类就是具有某些共同特性的模式的集合。4.参考答案:像素的对角邻域5.参考答案:由于JPEG 算法将整幅图像分成若干个8×8 的子块，解码也是以子块为单位的，所 以块间的解码误差可能反映为方块效应，在视觉上会出现马赛克现象。6.参考答案:事先已经知道类别的部分信息（即类别的先验知识），对未知类别的样本进行分类的方法。7.参考答案: 自然界中的绝大部分彩色，都可以由三种基色按一定比例混合得到. 反之，任意一种彩色均可被分解为三种基色。8.参考答案:是增强图像的边缘或轮廓的处理。9.参考答案:A10.参考答案:4邻域；8邻域11.参考答案:A12.参考答案:图像经过傅里叶变换后，景物的概貌部分集中在低频区段，景物的细节部分集中在高频 区段，可以通过图像的高通滤波将图像中景物的概貌提取出来。具体做法是，将傅里叶变换 得到频谱图的高频部分强制为0，而将低频部分的信息保持不变，就相当于使用一个只保持低频部分信息不变，而高频信息被完全抑制的低通滤波器作用在原始图像上。将经过这样处理后的频谱进行傅里叶逆变换，就可以得到图像的概貌部分。13.参考答案: 数字图像处理系统的基本组成包括数字图像采集模块、数字图像显示模块、数字图像存储模块、数字图像通信模块以及数字图像处理和分析模块。 1.数字图像采集模块：为采集数字图像，所用设备由两个部件组成，一是对某一电磁波谱段（如X射线、紫外线、可见光、红外线等）敏感的物理器件，它能产生与所接受到的电磁能量成正比的（模拟）电信号；一是模/数转换部件，它能将上述（模拟）电信号转化为数字（离散）的形式。 2.数字图像采集设备有：扫描仪、数码照相机、数码摄像机等。 3.数字图像显示模块：对狭义数字图像处理来说，其目的是提供一幅便于分析、解译和识别的图像；对图像分析而言，分析的结果可以借助计算机图像学技术转换为更直接的图像形式显示。 4.数字图像显示设备有：显示器、投影仪、照相机、激光拷贝和打印机等。  5.数字图像存储模块：图像的数据量往往很大，因而需要大量的空间存储图像，用于图像处理和分析的数字存储器可分为3类：快速存储器、在线或联机存储器以及不经常使用的数据库（档案库）存储器。在海量图像存储备份系统中，还常采用磁盘阵列、磁带库、光盘塔或光盘库等存储设备。 6.数字图像通信模块：图像通信可分为近程和远程通信两种。近程图像通信主要指在不同设备间交换图像数据，现已有许多用于局域通信的软件和硬件以及各种标准协议。远程图像通信主要指在图像处理系统间传输图像，长距离图像通信遇到的首要问题是图像数据量大而传输通道通常比较窄。 7.数字图像处理和分析模块：现在的图像处理系统所用计算机向两个方向发展： 一个是以微机或工作站为主，配以图像卡和外设构成微型图像处理系统，其优点是系统成本低、设备紧凑、灵活、实用，便于推广；另一个是向大型机方向发展，具有并行处理功能，以解决数据量大、实时性与处理能力之间的矛盾。图像处理软件系统一般可分为系统程序管理、图像数据管理和图像管理三部分。14.参考答案: （1）数字图像处理的三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。 （2）狭义图像处理、图像分析和图像理解各层次的研究内容： 1.狭义图像处理是对输入图像进行某种变换得到输出图像，是一种图像到图像的过程； 2.图像分析主要是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，从而建立对图像目的的描述，图像分析是一个从图像到数值或符号的过程； 图像理解是在图像理解的基础上，基于人工智能和认知理论，研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，对图像内容的含义加以理解以及对原来客观场景加以解译，从而指导和规划行动。 （3）狭义图像处理、图像分析和图像理解各层次之间的区别和联系： 狭义图像处理是低层操作，它主要在图像像素级上进行处理，处理的数据量非常大；图像分析进入了中层，经分割和特征提取，把原来以像素构成的图像转变成比较简洁的非图像形式的描述；图像理解是高层操作，它是对描述中抽象出来的符号进行推理，其处理过程和方法与人类的思维推理有有许多类似之处。 随着抽象程度的提高，数据量逐渐减少。一方面，原始图像数据经过一系列的处理逐步转化为更有组织和用途的信息，在这个过程中，语义不断引入，操作对象发生变化，数据量得到了压缩；另一方面，高层操作对底层操作有指导作用，能提高低层操作的效率。15.参考答案:B16.参考答案:D17.参考答案:混合压缩编码18.参考答案:保留图像高频部分削弱低频部分的处理，起锐化作用。19.参考答案: 伪彩色增强是对一幅灰度图象经过三种变换得到三幅图象，进行彩色合成得到一幅彩色图像；假彩色增强则是对一幅彩色图像进行处理得到与原图象不同的彩色图像；主要差异在于处理对象不同。 相同点是利用人眼对彩色的分辨能力高于灰度分辨能力的特点，将目标用人眼敏感的颜色表示。20.参考答案:把图像分成互不重叠的区域并提取出感兴趣目标的技术21.参考答案:图像数字化；图像变换；图像增强；图像恢复；图像压缩编码；图像分割；图像分析与描述；图像的识别分类。22.参考答案: 图像在形成、传输和记录中，由于成像系统、传输介质和设备的不完善，导致图像质量下降，这一现象称为图像退化。  图像复原和图像增强是有区别的，虽然二者的目的都是为了改善图像的质量，但图像增强不考虑图像是如何退化的，只通过试探各种技术来来增强图像的视觉效果。因此，图像增强可以不顾增强后的图像是否失真，只要看着舒服就行。而图像复原则完全不同，需知道图像退化的机制和过程等先验知识，据此找出一种相应的逆过程解算方法，从而得到复原的图像。如果图像已退化，应先做复原处理，再做增强处理。23.参考答案:D24.参考答案:一阶微分算子获得的边界是比较粗略的边界，反映的边界信息较少，但是所反映的边界比较清晰；二阶微分算子获得的边界是比较细致的边界。反映的边界信息包括了许多的细节信息，但是所反映的边界不是太清晰。25.参考答案:图像的数字化主要包含采样、量化两个过程。采样是将空域上连续的图像变换成离散采 样点集合，是对空间的离散化。经过采样之后得到的二维离散信号的最小单位是像素。量化 就是把采样点上表示亮暗信息的连续量离散化后，用数值表示出来，是对亮度大小的离散化 。经过采样和量化后，数字图像可以用整数阵列的形式来描述。第3卷参考答案一.参考题库1.参考答案:2.参考答案:D3.参考答案:指一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数字（一般用整数）表示的图像。4.参考答案:A5.参考答案:1；06.参考答案: 分块－＞颜色空间转换－＞零偏置转换－＞DCT变换－＞量化－＞符号编码。颜色空间转换，减少了心理视觉冗余；零偏置转换，减少了编码冗余；量化减少了心理视觉冗余；符号编码由于是霍夫曼编码加行程编码，因此即减少了编码冗余（霍夫曼编码）又减少了像素冗余（行程编码）。 JPEG2000的过程：图像分片、直流电平（DC）位移，分量变换，离散小波变换、量化，熵编码。7.参考答案:对暗淡的光线敏感8.参考答案:视觉定义：人（动物）通过光学（非光学）特性来感知理解客观世界空间结构、特点及运动规律的功能；没有眼睛也可以具有视觉，只要它能够感知客观世界的空间结构与存在。光学特性不是视觉感知的唯一手段。视觉系统的研究目的：感知视觉世界的空间存在，了解周围视觉世界的空间结构、特点、组成以及它们的空间运动规律，与感知类型无关。9.参考答案:错误10.参考答案:扩大11.参考答案:模拟图像处理；数字图像处理12.参考答案:由于JPEG算法将整幅图像分成若干个8×8的子块，解