数字图像处理试题(带答案)

样题：

2002级通信工程专业《数字图像处理》试题A卷

课程代码：考试时间：120分钟

Image Processing Final Exam

一、名词解释（2小题，每题5分，共10分）

1、Pseudocolor image (5 points)

伪彩色（pseudo-color）图像的每个像素值实际上是一个索引值或代码，该代码值作为色彩查找表CLUT（Color Look-Up Table）中某一项的入口地址，根据该地址可查找出包含实际R、G、B的强度值。这种用查找映射的方

法产生的色彩称为伪彩色

2、Gray-level Histogram (5 points)

图像中像素灰度分布的概率密度函数

3、马赫带：当亮度为阶跃变化时，图像中显示出竖条灰度梯级图像。已知从

每一竖条宽度内反射出来的光强是均匀的，相邻竖条之间的强度差是常

数，但看起来却发现每一竖条内左边比邮编稍亮一些，这种现象称马赫带

效应。

4、CMY色彩空间

CMY色彩空间是一个矩形直角空间结构，其三基色分别为青（C）、深红（M）、黄色（Y）。他们是光的二次色，也就是说，他们是颜色的原色，与GB

的三原色红绿蓝分别为互补色。

5、 人眼对红光的敏感度高于对蓝光的敏感度。 （F ）

6、 对图像进行DCT 变换及量化处理后再进行Huffman 编码，以上

编码是不可逆的。（ T ）

7、 某图像的信息熵越大，则该图像用Huffman 编码方法进行压缩

的效率越高。（ T ）

8、 对灰度图像进行直方图均衡化处理后，其各灰度级的概率分布基

本相同。（ T ）

9、 在JPEG 标准中，对图像各子块进行DCT 变换后，对其DC 、AC

系数按相同的方法进行后续处理。（ F ）

10、 与理想低通滤波器相比较，巴特沃思滤波器对图像的平滑处理

效果更理想，关键在它有效的克服了前者的振铃效应。（ T ） 11、 用HIS 彩色空间描述图像，像素的饱和度越大，则其掺的白光

的成分越少。（ T ）

12、 丢失了高频成分的图像给人的感觉是比较模糊。（ T ） 13、 在图像的退化模型中，影响其非线性失真（如运动模糊）的主

要原因是外加的加性噪声。（ F ）

14、 加权邻域平均的平滑方法对图像复原有效，特别是对有附有热

噪声（如高斯噪声）的图像。（ T ）

15、 What are the properties of a filter F given by the array

below? The center element is w = A+8, where A ≥ 1. This filter is called an unsharp mask and is commonly used in graphic arts and photography.（10 points ）

二、正、误判断题（10小题，每小题2分，共20分）

三、 三、简答题：（4小题，第1小题10分，

共40分）

该空域滤波器为一种锐化模板，一种拉普拉斯掩模（二阶梯度算子），可用于对图像边缘或轮廓进行增强，且可使图像的整体灰度值提升（变亮）。

16、Shown below Figure14 is a model of the image degradation,

please explain what it means and give an expression of output g(m,n)。（10 points）

物理意义：图像退化（降质）的原因在于成像系统的点扩散函数的非线性及外部的加性噪声（5分）

（5分）

Figure14 A model of the image degradation

17、Name any three features of the DCT that makes it a popular

image transform for image compression. （10 points）

算法简单，正、反变换算法相同，（3分）

有快速算法；（3分）

频域变换后信号能量主要集中在低频部分。（4分）

18、Describe the kind of distortion that is present in

Figure16 and provide a means to eliminate it.(10 points) 该图的干扰噪声为有规律的加性周期性斜纹干扰（周期性噪声（4分）可用一阻带滤波器去除该噪声。（图像的傅立叶频谱中，噪声分量位于变换原点的某个近似圆上，用一个具有圆对称的阻带滤波器，使阻带在该近似圆周围即可滤除噪声干扰）（6分）

Figure16

四、四、分析题（3小题，每题10分）

19、以下为JPEG的顺序编码的原理框图，回答以下问题：

（1）解释各个环节（框图）的作用；（5分）

答：

FDCT：离散余弦变换，将空域表示的图像转化成频域形式，信号能量集中于低频；（2分）

量化器：对前一环节的DCT系数归类并编码（通过量化表）；（2分）

熵编码器：对量化的结果进行统计编码（变长编码）；一般在其之前先进行游程编码。（2分）

（2）为什么引入量化器，指出其对编码有何影响？（5分）答：

引入量化器可以有效减少DCT非零系数的数目，（2分）

但会造成高频成分的丢失（图像纹理细节的失真）（2分）

20、 Figures shown in (18-1) and (18-2) are two types of smoothing filter mask of image enhancement in spatial domain. (18-1) is called ‘Neighborhood- averaging mask’, its frequency response shown in (18-3); (18-2) is called ‘Weighted-averaging mask’, and its frequency response shown in Figure20-4.

a. Which mask has better ability for image smoothing?(5 points) 答：加权邻域平均模板性能更好；（4分）

b. Please analyze their smoothing effects in frequency domain.(5 points)

答：邻域平均模板的频响：由频响图可看出高频阻带不平滑，有旁瓣。

加权邻域平均模板的频响：频响图高频阻带平滑衰减，无旁瓣，滚降特性j 较好，故低通（高阻）性能较前者好。（6分）

18-1 Neighborhood-averaging mask 0

1/5

1/5 1/5 1/5 0 1/5 0 1/10

1/10

1/10

1/10 1/5

1/10 1/10 1/10 1/10 18-2 Weighted-averaging mask

18-3 Frequency response

of Neighborhood-averaging mask(cross)

18-4 Frequency response of

Weighted-averaging mask(cross)

19、A telescope in an orbiting observatory is used to produce

images on a high-resolution CCD array. It has been found that the images are a little blurry due to optical effects in the telescope. You have been called in as an image processing expert to devise a method to sharpen the digital images.

Describe how you would go about solving the problem, given that the only images you can obtain are of astronomical

objects. You cannot modify the telescope in any way. The only option is to process the digital images.(10 points)

答：1) 、用逆滤波复原图像、要求给出具体的方法（eg. Wiener filter or others） . (5分)

2）、锐化（举出空域或频域的方法之一即可）