数字图像处理模拟题及参考答案剖析

电科08级数字图像处理模拟题及参考答案一、填空题1. 一般来说，对模拟图像数字化时采样间距越大，图像数据越少_,图像质量越_差_______ 2．若灰度图象每像素用8位表示，则灰度值可以取_0~255 包括0和255间的数值。

3. 在几何变换的3×3矩阵___________[p q]______________可以使图像实现平移变换4.二值形态学中，腐蚀运算的集合方式定义为____}|{XxSxSX⊆+=Θ____。

5.根据图像编码原理可以将图像编码分为_熵编码__、预测编码、__变换编码__和混合编码6. 图像与灰度直方图间的对应关系是_____多对一___7. 常用的灰度内插法有最近邻域法和__双线性插值法_。

8.一幅图象的分辩率为512×512×8是指_图像的高和宽都为512像素，每个像素用8位表示,该图像大小约___2048KB9.检测边缘的Sobel算子对应的模板形式为_：-1 0 1 -2 0 2 -1 0 1 -1 -2 -10 0 01 2 110．分辩率是用来描述图象__清晰程度, 一幅图象的分辩率为512×512×8是指_图象宽和高都为512象素，每个象素用8位表示____, 电视摄象机的分辩率为480线是指__一副画面从上到下扫描一遍共有480行_________, 激光打印机分辩率为300dpi是指______每英寸有300个点打印精度。

11.图象直方图表示：图像上各个灰度级上的像素数目。

13.影像数字化包括抽样和量化两过程。

14.图象平滑既可在空间域中进行，也可在频率域中进行。

17.依据图象的保真度，图象编码可分为无失真（无损）编码和有失真（有损）编码两种。

18.图像处理中常用的两种邻域是 4-邻域和 8—邻域。

19.低通滤波法是使高频成分受到抑制而让低频成分顺利通过，从而实现图像平滑。

20.一般来说，采样间距越大，图象数据量少，质量差；反之亦然。

21.一幅6*8英寸的模拟图像经平板扫描仪扫描用1200dpi的分辨率扫描后，获得一幅数字图像，再经打印机用600dpi输出，则输出的图像大小为______12*16英寸________22.一幅模拟彩色图像经平板扫描仪扫描后获得一幅彩色数字图像，其分辨率为1024×768像素。

若采用RGB彩色空间，红、绿、蓝三基色的灰度等级为8比特，在无压缩的情况下，在计算机中存储该图像将占用_18G 比特的存储空间。

当用图像处理软件去掉图像的彩色信息，只留下灰度信息，灰度等级为4比特，在无压缩的情况下，存储该图像将占用__________3G_ 字节的存储空间。

23.假定图像取M*N个样点，每个像素量化后的灰度二进制位数为Q,则存储一幅数字图像所需的二进制位数b为：.b=M*N*Q24.用一个有1024个像素的线扫描CCD采集一幅64*128个像素的图像至少需要扫描_64_条线:25.灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级像素的个数，其横坐标是____灰度级____，纵坐标是该灰度出现的频数。

26..灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级像素的个数，其纵坐标是灰度级，横坐标是_____该灰度出现的频率________。

27.常用于彩色打印机的颜色模型是：_ CMY模型__28.常用于显示器的颜色模型是：___ RGB模型__29.对于256色位图，______8个_______bit位可以表示一个像素？30.设平移矩阵为T，放缩矩阵为S，旋转矩阵为R，则对一个坐标点进行放缩、平移、旋转的变换矩阵A为：A=R*T*S31.若有如图1所示的8*8图像亮度数据，经过偏置、dct变换后得到如图2的dct系数，使用如图3则第1行的系数的量化结果为__________________________________________AC系数有________个，DC系数为__________________________________________32.伪彩色编码可以看作代表灰度级0～255的直线段映射为三维空间中的曲线：C＝iR(L)+jR(L)+kR(L) 0<=L<=255设灰度寄存器有8位，从高位开始，它的第1、2、3位用作红色寄存器，第4、5位存绿色，第6、7、8位存蓝色，则当L＝155时，对应的RGB分别为二、选择题1.锐化（高通）滤波器的作用( A )a.能减弱或削除傅立叶空间的低频分量，但不影响高频分量。

b.能减弱或削除傅立叶空间的高频分量，但不影响低频分量。

c.对傅立叶空间的低、高频分量均有减弱或削除作用。

d.对傅立叶空间的低、高频分量均有增强作用。

2.下列描述正确的有( D )a.只有傅立叶变换才能够完成图像的频率变换。

b.图像经频域变换后，变换结果是能量分布向高频方向集中，图像上的边缘、线条等信息在低频成分上得到反映。

c.图像处理中的模板运算在频域中将变为乘法运算。

d.滤除频域中的低频分量，使图像变换得较为清晰。

3.对于256色位图，( D )bit可以表示一个像素？a.16个b.2个c.4个d.8个4.假定图像取M*N个样点，每个像素量化后的灰度二进制位数为Q,则存储一幅数字图像所需的二进制位数b为( A )a.b=M*N*Qb.b=M*N*Q/2c.b=M*N*Q/8d.b=M*N*Q/165.下列关于图像的几何变换的叙述中，不正确的是( C )a.图像的几何变换不改变图像的像素值，而是改变像素所在的几何位置b.图像的几何变换包括平移、镜像、旋转、缩放等c.先把图像逆时针旋转90度，再水平镜像就可以实现图像的转置d.图像的几何变换可以由目标图像求取它在源图像中的位置6.真彩色图像（24位）最多可以表示多少种颜色？( C )a.24b.256c.2的24次方d.无穷多7.以下设备中哪些属于图像存储设备: ( A )a.组合光盘;b.激光打印机;c.扫描仪;d.显象管.8.用一个有1024个像素的线扫描CCD采集一幅64*256个像素的图像至少需要扫描( B )a.4条线;b.64条线;c.1024条线;d.64*64条线;101001.00y x a10000.y x s s b 10c o s s i n 0s i n c o s .θθθθ-c sd 00010001.10.设平移矩阵为T ，放缩矩阵为S ，旋转矩阵为R ，则对一个坐标点进行放缩、平移、旋转的变换矩阵A 为( D )a.RST ；b.STR ；c.TSR ；d.RTS11.计算机显示器的颜色模型为( C ) a.CMYK b.HIS c.RGB d.YIQ 12.图像输入装置不包括( D ) a.电视摄像机 b.扫描仪 c.数码照相机 d.图像输入卡 13.以下不属于傅里叶变换有哪些特点有（ C ） a.有频率的概念 b.有关于复数的运算 c.均方意义下最优 d.变换有正交性 14.以下关于离散余弦变换的说法错误的有（ C ） a.变换有正交性 b.有快速算法 c.主要应用于图像旋转 d.被用于JPEG 压缩标准中 15.设工业检测中工作的图像受到零均值不相关噪声的影响。

如果工件采集装置每秒可采集30幅图，采用图象平均方法将噪声的方差减少到单幅图像的1/10，那么工件需保持多长时间固定在采集装置前？( A ) a.3.33秒 b.0.33秒 c.0.30秒 d.3.00秒 16.下列哪一种图像格式文件适合于数码照片压缩？( C ) a.RGB b.TIF c.JPEG d.DIB17.图像的几何变换中哪一种变换可能改变物体的几何形状？( D ) a.旋转 b.镜像 c.平移 d.错切 18.以下能够起到低通滤波的卷积模板有：( C )1112*02111.---a 1011*0111.---b1111*21111101.c 1012*0211.---d19.以下能够起到高通滤波的卷积模板有：( D ) 0101*010141.a 1111*0111181.b 1111*21111101.c1012*0211.---d三、综合应用题1. 对下图所示数字图像f(i,j)1)求图像的直方图2)按照极小值点阈值法求阈值，并按所求得的阈值进行二值化，画出二值化后的图象2.已知一幅64*64的3比特的数字图像，各个灰度级出现的频数如下表所示，请对该图像进行直方图均匀化处理，要求原来在同一灰度级中的像素均匀化后仍在同一灰度级中，并画出均匀化后的图像频数和它的直方图。

3.试写出把灰度范围 [0，50] 压缩成[0，10]，把范围 [50，200] 扩张为 [10，245]，并把范围 [200，255] 压缩成 [245，255] 的变换方程。

4.有一幅5×5图像如下所示，由于干扰，在接收时图中有若干个亮点（灰度为255），请分别用3×3窗口中值滤波和3×3领域滤波法进行处理(当模板超出图像边界时不做处理)，并将5、试用下面给出的拉普拉斯算子和Sobel 算子计算下图的梯度幅度。

并把梯度幅度的图像画出来（值四舍五入，可以为负；Sobel 算子采用绝对值之和）。

拉普拉斯算子 0 -1 0-14*-1 0 -1 0 sobel 算子：-10 1 H1= -2 0* 2-11-1 -2 -1 H2= 0 0* 0121图像：6.现有8个待编码符号M0,M1,……,M7,它们的概率分别为0.41, 0.25, 0.12, 0.09, 0.05, 0.04, 0.03, 0.01,试求这一组符号的信息熵，画出哈夫曼树，求出这一组符号的哈夫曼编码，并计算平均码长和编码效率。

7、现有8个待编码符号M0,M1,……,M7,它们的概率分别为0.41, 0.25, 0.12, 0.09, 0.05, 0.04, 0.03, 0.01,试求这一组符号的信号熵，利用香农·范诺编码求出这一组符号的编码，写出编码过程及编码结果，并计算平均码长和编码效率。

8、有一2*2的图像，其中f(0，0)=1，f(0，1)=3，f(1，0)=7，f(1，1)=2，求该图像的傅里叶幅度谱。

8、有一2*2的图像，其中f(0，0)=2，f(0，1)=4，f(1，0)=6，f(1，1)=1，求该图像的傅里叶幅度谱。

9.如图，上面两图中，黑点代表目标，白点代表背景；X是待处理图像；B是结构元素，原点在中心。

试分别给出B对X做开运算和闭运算的结果（请在答题册中画出如下面两图所示图样，并在图中涂黑运算结果目标点）。

○○○○○○○○○○○●○●●○●○○○○○○○○○●●●●○●●●○○●●●○○●●●●●●●●○○●●●○○●●●●○●●●○○●●●○○○○○○○○○○○○○○○○X B附录：计算题所需的对数表参考答案： 一1、少 差2 0~255（包括0和255） 3.[p q]T 45．熵编码 变换编码 6.多对一7.双线性插值法8.图象宽和高都为512象素，每个象素用8位表示 9-1 0 1 -2 0 2 -1 0 1-1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 10.清晰程度图象宽和高都为512象素，每个象素用8位表示 一幅画面从上到下扫描一遍共有480行 每英寸有300个点打印精度 11. 图象各个灰度级上的象素数目 12.169/256 400/25613.采样（或抽样） 量化 14.频率域孔数17.无失真（无损）编码 有失真（有损）编码 18.4-邻域 8-邻域（不分先后） 19.高频成分 低频成分 20.少 差 21.12*16英寸22. 1）采用RGB 猜测空间，灰度等级为8bit ，无压缩时占存储空间大小为：bit 18874368387681024=⨯⨯⨯2）去掉彩色信息，灰度等级为4bit ，无压缩时占存储空间大小为：bit 314572847681024=⨯⨯23.b=M*N*Q 24.64; 25.灰度级26.该灰度出现的频率 27.CMY 模型 28.RGB 模型 }|{X x S x S X ⊆+=Θ31.-20 0 0 -1 -2 -1 0 0-2032. 4、3、3（10011011）33.5、3、2（101 11 010）二、1.A2.D3.D4.A5.C6.C7.A8.B9.C10.D11.C12.D13.C14.C15.A16.C17.D18.C19.d三、11)统计图象1各灰度级出现的频率结果为p(0)=5/64≈0.078；p(1)=12/64≈0.188; p(2)=16/64=0.25; p(3)=9/64≈0.141 p(4)=1/64≈0.016; P(5)=7/64≈0.109; p(6)=10/64≈0.156; p(7)=4/64≈0.063 信息量为≈2.75(bit)2）二值化结果：3.根据线性变换方程：()min minmax minmax min g g g g G G G G ---+=()g g G 5100500100=---+= 500≤≤g()10304750502001024510+=---+=g g G 20050≤≤g()245112200255200245255245+=---+=g g G 255200≤≤g4．略 5．略 6.M4:1 M7:01 M0:0001 M5:00001 M6:00000 M2:0010 M1:00111M3:00110平均码长：R=1*0.39+2*0.25+4*0.11+5*0.05+5*0.06+4*0.08+5*0.02+5*0.04＝2.5图像的熵H 为：∑==-=nk k k P P H 1243.2log编码效率：η= H/R=2.43/2.5=97.2%7. 答案：二分法香农-范诺编码方法。